РАЗДЕЛ 2
ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ И МЕТОДОВ
ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Характеристика исходных материалов, использованных в исследованиях
В качестве исходных компонентов вяжущих применялись следующие тонкодисперсные
материалы:
- шамотнокаолиновая пыль (ШКП) с электрофильтров вращающихся печей
Владимирского огнеупорного завода (Донецкая обл.), полученная при обжиге шамота
марки ШКВ-2 и отвечающая требованиям ТУУ 322-305-04-01;
- каолин Новоселицкого месторождения марки НК – 1 (ТУУ 322-7-00190503-038-95);
- шамот марки ШКН-2 (ТУУ 322-7-00190503-083-97), полученный обжигом во
вращающихся печах соответственно Новоселицкого каолина и Владимировской
огнеупорной глины;
- муллитокорундовый шамот марки МК-90 Часовоярского огнеупорного комбината из
брикетов для производства изделий по ТУ 14-8-555-87;
- аморфный микрокремнезем;
- кварцит Овручского рудоуправления марки ЗКТ-97 (ТУ 14-8-92-74);
- глинозем технический марки Г-00 (ГОСТ 6912);
- доменный граншлак Макеевского металлургического комбината (ГОСТ 3476),
размолотый на Амвросиевском цементном заводе «Строма».
Шамот (ШКН-2) и каолин размалывались в лабораторной шаровой мельнице с
резиновой футеровкой и корундовыми мелющими телами до тонкости помола,
соответствующей проходу через сито 0,08 мм 90-95 % материалов. Остальные
компоненты вяжущих размалывались в заводских условиях и отбирались из
промышленных поставок.
В качестве заполнителей в бетонах использовались шамот марки ШКН-2, ШКВ-3,
дробленный муллитокорундовый шамот марки МК-90, дробленый динас лома изделий,
зернистый кварцит марки ПМК Овручского рудоуправления (ТУ 14-8-141-75).
Гранулометрический и химический составы материалов приведены в табл. 2.1. и
2.2.
В качестве щелочных компонентов вяжущих и бетонов применялось стекло натриевое
жидкое (ГОСТ 13078) с силикатным модулем 2,9 и алюминат натрия с щелочным
модулем 1,7. Изменение силикатного модуля жидкого стекла осуществлялось с
учетом данных [111] добавлением соответствующего количества раствора гидроксида
натрия (ГОСТ 2263). Концентрация полученного раствора определялась по его
плотности согласно данным, приведенным в литературе [111-113].
Каолин обжигался при температуре 700 °С до полной потери связной воды. Обжиг
производился в лабораторных муфельных печах с выдержкой при конечной
температуре в течение 2 часов.
2.2. Принятые методы исследований, изготовления и физико-механических испытаний
образцов
Химический состав материалов определялся по методикам ГОСТ 2642.2, ГОСТ 2642.8,
2642.11.
Физико-механические испытания вяжущих производились на образцах 2х2х2 см,
изготовленных из теста нормальной густоты (ГОСТ 310.3). Уплотнение образцов
производилось на стандартной (ГОСТ 310.4) лабораторной виброплощадке, время
вибрации составляло 15-20 сек.
При изготовлении бетонных образцов применяли методы виброформования и
двухстороннего полусухого прессования. Виброформование осуществлялось на
лабораторной площадке, при этом время вибрации составляло 1-2 минуты. В
основных исследованиях использовались заполнители с максимальной крупностью
зерен 20 мм. Методом вибрации формовались кубы 7х7х7 см из бетонных смесей
подвижностью (ГОСТ 10181.1) 1-3 см.
Образцы твердели в нормальных условиях и при пропаривании по режиму 2,5+8+3
часа при температуре 90±2°С. Перед нагревом выше 110°С высушивались в сушильном
шкафу до постоянной массы при температуре 105-110°С. Нагрев образцов
производился согласно рекомендаций [30] со скоростью 200±20°С/час и выдержкой
при контрольных температурах в течение четырех часов. Обжиг образцов
производился в лабораторных печах с нихромовой и платинородиевой обмотками,
карбидокремниевыми и криптоловыми нагревателями, а также в промышленных печах,
работающих на природном газе.
Объемная усадка определялась по изменению объема камня вяжущих путем
гидростатического взвешивания парафинированных образцов.
Определение прочности образцов при сжатии в холодном состоянии проводилось
согласно ГОСТ 10180 и методики [30] соответственно.
Определение термической стойкости бетонов производилось в соответствии с
рекомендациями [30] на образцах-кубах с ребром 7 см их прогревом при
температуре 800 °С с последующим охлаждением в проточной воде.
Средняя (кажущаяся) плотность и открытая пористость определялись по ГОСТ 2409.
Линейные температурные деформации вяжущих и бетонов в процессе нагрева
исследовались при помощи дилатометра с кварцевой ячейкой. Исследования
производились на образцах 1х1х7 см, которые выпиливались из кубов с ребром
7 см. Нагрев образцов при испытании производился со скоростью 200°С/час.
Таблица 2.1
Гранулометрический состав материалов
п.п.
Материал
Остаток в % массы на ситах с размером отверстий, мм
дно
0,08
0,16
0,315
0,63
1,25
2,5
10
20
Шамотнокаолиновая пыль
92,5
7,5
-
Новоселецкий каолин марки НК-1
93,0
7,0
-
Шамот ШКН-2 тонкомолотый
93,5
6,5
-
Аморфный микрокремнезем
97,5
2,5
-
Муллитокорундовый шамот
96,5
3,5
-
Овручский кварцит марки ЗКТ-97
90,0
10,0
-
Глинозем технический марки Г-00
86,0
14,0
-
Доменный граншлак
95,0
5,0
-
Шамот ШКН-2 фр. 0,16-5 мм
15,0
14,5
41,2
20,1
9,2
10
Шамот ШКН-2 фр. 5-20 мм
33,0
67
11
Муллитокорундовый шамот фр. 0,16-5 мм
22,2
24,2
28,0
16,6
9,0
12
Муллитокорундовый шамот фр. 0,16-5 мм
44,4
55,6
13
Кварцит ПМК фр. 0,16-5 мм
-