Вяжущие из ортосиликатных магнезиальных шлаков

В таких шлаках (разновидность II-4-Г) преобладают ортосиликаты кальция и магния — мервинит и монтичеллит. Они имеют второстепенное значение и получаются обычно в первом периоде плавки в мартеновских печах. Нами исследовался мартеновский шлак Брянского завода, содержащий 56% мервинита и 20% в-2СаО*SiO2. Результаты определения прочности образцов из шлакового вяжущего приводятся в табл. 22.

Сопоставление данных табл. 22 и 19 показывает, что прочность образцов из ортосиликатных нераспадающихся шлаков находится в прямой зависимости от состава исходного шлака. Прочность повышается при увеличении содержания гидравлически активных фаз — алита, алюмоферритов кальция, белита — и снижается при увеличении содержания магнезиальных ортосиликатов — мервинита и монтичеллита. Поэтому мервинитовый брянский шлак дает вяжущее с худшими показателями, чем шлак завода «Серп и молот». В то же время характер гидратации составляющих шлака и действие добавок-активизаторов аналогичны.
Водотепловая обработка в нейтральной среде приводит к гидратации в-2СаО*SiO2 и алюмоферритов кальция, более глубокой при запаривании. Мервинит и RO-фаза при этом не изменяются. Введение двуводного гипса в качестве активизатора (состав 11) обеспечивает повышение содержания гелевидных фаз за счет алюмоферритов и является весьма перспективной в условиях пропаривания в камерах. Введение небольших количеств извести (5%) или извести вместе с гипсом также оказывает положительное действие, особенно четко проявляющееся при автоклавной обработке образцов. Это обусловлено меньшим содержанием в шлаке в-2СаО-SiO2 и повышенным содержанием мервинита, для активизации которого необходима щелочная среда. Увеличение содержания извести приводит к повышению основности гидратных новообразований и способствует снижению прочности образцов.

Снижение основности продуктов гидратации ортосиликатов в условиях автоклавной обработки достигается введением измельченного кварцевого песка. Для автоклавных вяжущих на брянском магнезиальном шлаке оптимальным является состав № 9, содержащий 5% извести и 20% молотого кварцевого песка. При запаривании такого вяжущего ортосиликаты покрываются каймой субмикрокристаллических продуктов гидратации со средним светопреломлением 1,52, состоящих, по-видимому, из волокнистых низкоосновных гидросиликатов кальция типа CSH(B). В силу большей активности в-2СаО*SiO2 гидролизуется практически нацело, а мервинит — только в поверхностной зоне на глубину в несколько микронов. Алюмоферритная фаза образует изотропные гидрогранаты среди бурого аморфного вещества. RO-фаза изменяется наиболее слабо (заметно меньше, чем в вяжущем из шлака завода «Серп и молот»), что, вероятно, объясняется повышенным содержанием FeO+MnO в ее составе.

Низкоосновные мервинит-монтичеллитовые, монтичеллитовые и ранкинит-монтичеллитовые мартеновские шлаки характеризуются еще меньшей активностью и почти не твердеют при пропаривании в камерах. Вяжущие автоклавного твердения из таких Шлаков с прочностью 200—300 кГ/см2 могут быть получены при известковой или известково-гипсовой активизации с одновременным введением тонкоизмельченного кварцевого песка.