Влияние различных химико-технологических факторов на процесс структурообразования силикатной массы на основе лесса и извести

Аннотация

Показано влияние температуры воды затворения, водотвердого отношения, температуры среды на длительность периода коагуляционного структурообразования и на пластическую прочность лессо-известковой смеси, предназначенной для производства силикатных материалов автоклавного твердения. Ключевые слова: силикаты, силикатный кирпич, цементно-песчаный раствор, ак- тивные добавки, зола рисовой шелухи, аморфный кремнезѐм. Автоклавная обработка обеспечивает ускоренное протекание процессов взаимодействия компонентов смеси, интенсивное структурообразование и в итоге - технической синтез цементирующей связки в искусственном конгломерате. Как, известно, пластично-вязкие системы в процессе физико-химических превращений проходят период тиксотропного каогуляционного структурообразования, т.е. период, захватывающий время с момента затворения массы до возникновения необратимых кристаллизационных структур. В зависимости от ряда факторов, как вид и химическая активность сырья и компонентов смеси, водотвердое отношение, температура затворения смеси, температура среды и т.д. определяется длительность периода каогуляционного структурообразования. Период каогуляционного структурообразования, как отмечено П.А.Ребиндером, протекает при наличии в суспензиях коллоидных фракций, возникающих при химическом и физическом воздействии дисперсионной среды на твердую фазу. В начальный период после затворения смеси наблюдается образование частиц коллоидных размеров, в зависимости от их количества образуется пространственная структурная сетка, прочность которой зависит от расстояния между ее узлами и величины дисперсионной, т.е. водной 258 среды, оказывающей экранирующее действие на молекулярные силы сцепления между частицами. Лессоизвестковые смеси, подобно цементным и силикатным системам, представляют собой упруго-вязко-пластичные тела, поэтому исследование процесса каогуляционного структурообразования при получении ячеистых бетонов на их основе представляет определенный научный интерес и это осуществляется путем определения значения пластической прочности «Р » в начальный период возникновения структуры. м Величина пластической прочности «Р » позволит характеризовать в наших м исследованиях такие технологические процессы, как срок созревания сформованных изделий до гидротермальной обработки, установление времени срезки «горбушки», перемещение форм без нарушения начальной структуры ячеистой массы и другие, изучение которых с точки зрения физико-химической механики, и представляет, несомненно, большой практический интерес, т.к. эти исследования для лессоизвестковых систем проводятся впервые. Известно, что в результате физико-химических процессов между диспергирующей (жидкой) средой и твердой фазой происходит возникновение коллоидных частиц, обусловливающих процесс каогуляционного структурообразования. С увеличением или уменьшением водотвердого отношения можно регулировать вязкость исследуемой системы, удлинять или сокращать тиксотропный период каогуляционного структурообразования. Однако, бесконечное увеличение его при константе остальных параметров может привести к нежелательным результатам, а именно, к резкому увеличению диспергирующей среды, отрицательно влияющей на молекулярное сцепление и создание прочных структур. Исследование пластической прочности, характеризуемой сопротивлением смеси при погружении гладкого конуса с осевым углом в 45о, постоянной нагрузкой и скоростью, стремящейся к нулю, позволит выявить оптимальное значение водотвердого отношения для лессоизвестковой смеси. Для определения кинетики структурообразования лессоизвестковой массы готовили смеси из немолотого лесса ташкентского месторождения и измельченной до тонкости полного прохождения через сито 900 отв/см2 химически чистой извести с постоянной активностью смеси 23 %, и затворяли смеси при различных значениях водотвердого отношения: 0,40; 0,45; 0,50; 0,55. Активность смеси 23 % выбрана по результатам исследований Л.М.Ботвиной и Е.С.Гродзенской как наиболее оптимальная. После пятиминутного перемешивания массу помещали в алюминиевые бюксы, запарафиниро- ванные изнутри во избежание карбонизации и высыхания, которых ставили на решетку в эксикатор с водой. Измерение пластической прочности проводили через 30 мин от начала затворения. Если масса с водотвердым отношением, равным 0.40, в течение 4.5 часа твердения имела пластическую прочность 5,6 МПа, то масса с В/Т 0,45; 0,50; 0,55 приобрела максимальную (стабильную) «Р », равную 4,5; 2,3; 1,3 МПа соответственно. При этом м самый минимальный тиксотропный период каогуляционного структурообразования наблюдается у лессоизвестковой массы с В/Т 0,40 который составляет порядка 2,5 часа. С увеличением В/Т до 0,55 тиксотропный период удлиняется до 3,5 часов, что объясняется количественным увеличением диспергирующей среды и снижением скорости образования коллоидных частиц, ввиду значительного удаления их точек соприкосновения друг с другом. Установлено, что с увеличением водотвердого отношения от 0,40 до 0,55 наблюдается замедление процесса