РАЗДЕЛ 2
ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОПЫТНЫХ ОБРАЗЦОВ. МЕТОДЫ И МЕТОДИКИ ИСПЫТАНИЙ
2.1. Характеристика исходных материалов
В качестве вяжущего для изготовления цементного бетона использовали портландцемент Николаевского завода Львовской обл. Характеристика цемента приведена в табл.2.1.
Таблица 2.1
Минералогический состав портландцементного клинкера
МинералФормулаУсловное
обозначение
Содержание в клинкере, %
Трехкальциевый силикат (алит)
Двухкальциевый силикат (белит)
Трехкальциевый алюминат
Четырехкальциевый алюмоферрит
ЗсаО·SiO2
2СаО·SiO2
3СаО·Al2O3
4СаО·Al2O3 ·Fe2O3
С3S
С2S
С3A
С4AF
53,5
21,2
8,9
12,8
Примечание. Удельная поверхность цемента (По Товарову) - 320 м?/кг
Мелким заполнителем служил кварцевый песок Ясинецкого карьера Львовской обл. Характеристика песка приведена в табл.2.2. Согласно ГОСТ 8736-85 песок относится к группе мелких, насыпная плотность - 1465 кг/м?, истинная плотность - 2760 кг/м?, содержание пылевидных и глинистых частиц по массе менее 1 %. Модуль крупности песка определен по формуле:
, (2.1)
где
А1,25, А0,63 ,А0,315, А0,14 - полные остатки на ситах, % .
Таблица 2.2
Гранулометрический состав кварцевого песка
МатериалОтверстия сит, мм
Модуль круп-ности, Мкр
1,25
0,63
0,315
0,14 >0,14
- частные остатки
- полные остатки
1.9
1,9
3.7
5,6
41,5
47,1
47,5
94,6
5,4
100
1,492
Крупным заполнителем служил гранитный щебень Вировского месторождения Ровенской обл.: насыпная плотность - 1520 кг/м?, пустотность - 39 %; водо-поглощение - 0,6 %; содержание зерен слабых пород - 1 %; количество пылевид-ных и глинистых частиц - 2,4 %; прочность, определенная по дробимости в стан-дартном цилиндре, соответствовала марке 100; гранулометрический состав фрак -ции 5-10 мм характеризовался полным остатком на сите 5 мм - 56; - 10 мм - 44 %.
В качестве пропиточного вещества и вяжущего для серных мастик и бетонов, и как добавка к серной известняковой руде при корректировке составов, использовалась природная сера Язовского месторождения Львовской области, соответствующая ГОСТ 127-76*, полученная методом подземной выплавки на горнообогатительном комбинате (г.Новояворовск).
В качестве модификатора серы в исследованиях был использован дициклопентадиен каменноугольный (ДЦПД), полученный при переработке фракций сырого бензола на Баглейском коксохимическом заводе (Днепро-петровская обл., г. Днепродзержинск). ДЦПД представляет собой, согласно ТУ 14-6-137-66, бесцветную или светло-желтую жидкость, не содержащую взвешен-ных и осевших частиц, растворимую в метиловом, этиловом спиртах и эфире. Плотность ДЦПД - 978-986 кг/м?.
При изготовлении серной мастики (связующая часть серного бетона) для исследований были выбраны следующие материалы: кварцевый песок, известняковая серная руда, неосерненный известняк Язовского месторождения серных руд и менилитовый сланец месторождения Верхнее Синевидное Львовской обл. с водопоглощением 0,4 %.
Для изготовления наполнителя серы материалы мололись в шаровой керамической мельнице до удельной поверхности 442 - 516 м2/кг (по прибору Товарова). Усредненный химический состав и характеристика наполнителей приведены в табл. 2.3.
Таблица 2.3
Химический состав и характеристика наполнителей, %
НаполнительSiO2
А12 Oз
Fe2 Oз
СаО+МgО
Na2O+K2O
SOз
Менилитовый Кварцевый Известняковый Молотая серная руда
55,80 95,70 4,76
3,53
8,00
2,88
2,49
1,85
3,98
0,39
0,40
0,30
4,56
0,32
50,31
36,99
0,88
0,67
0,20
0,83
2,43
1,80
Продолжение таблицы 2.3
СO2
Тi O2
Р2 O5
SrOBaOSорганика
п.п.п.
М0
37,02 27,50
0,39
0,66
--
1,08 0.80
0,09
0,07
25,80
23,16
0,09
0,07
0,81
1,11
0.82
0,08 0,003
6,66
6,55
Химическая стойкость наполнителей к воздействию кислот и щелочей характеризуется модулем основности, который рассчитывается по формуле:
(2.2)
Наполнители с М0<1 относятся к материалам стойким к воздействию кислот, при Мо > 1 материалы нестойкие к действию кислот.
При дроблении и помоле известняка фракции более 0,14 мм использовались в качестве мелкого заполнителя при изготовлении образцов из серного бетона. Характеристика дробленого известняка - песка приведена в табл. 2.4.
Таблица 2.4
Характеристика известнякового песка
ПесокОтверстия сит, мм
Мкр1,25
0,63
0,315
0,14
>0,14
Известняковый
- частные остатки, %
- полные остатки, %
2,8
2.8
4,2 44,7
7,0 51,7
51,3
100
1,597
Фракции известняка 5-10 мм использовались в качестве крупного заполнителя при изготовлении серного бетона; плотность 1760 кг/м?; водопогло-щение 15 %; прочность при сжатии - 18,3 МПа; дробимость при сжатии в стандартном цилиндре и водонасыщенном состоянии - 12,5 %; износ в полочном барабане - 26 %; марка по морозостойкости - 50; содержание в щебне зерен лещадной и игловатой формы - до 2 %.
Армирующими элементами серной мастики служили отрезки обычного алюмоборосиликатного стекловолокна марки Ж-04 (тип Е) длиной 0,03 м, полу-ченные путем резки стеклоровинга с помощью пистолета системы Львовского отдела НИИСП Госстроя Украины. Усредненный химический состав стекло-волокна типа Е приведен в табл.2.5.
Таблица 2.5
Химический состав стекловолокна типа Е [107]
SiO2А12O3В2O3СаОMgOR2OFe2O3Другие оксиды53,0
15,0
10,0
17,0
4,0
0,3
0,1
0,6
Ввиду того, что тонкие моноволокна имеют невысокую прочность на изгиб,
а более толстые - на растяжение, для армирования вместо моноволокна приме-нялись пучки - мононити, состоящие из 100 - 200 моноволокон (ровинг), образуемые путем 44 сложений элементарных волокон. Уср