Главная
В ряде исследовательских работ (М.А. Матвеева, Г.Т. Пужанова, А.К. Мацуева, В.В. Константинова и др:) указывается на возможность получения высокопрочных вяжущих веществ на основе гранулированных шлаков и растворимого жидкого стекла.
В исследованиях, начатых еще в 30-е годы, опробовались основные и кислые гранулированные шлаки Урала и Украины, определялось влияние состава жидкого стекла и его расхода, условий и режимов твердения на свойства рассматриваемых вяжущих.
В ходе работ выявилось, что подобные вяжущие могут быть получены с прочностными характеристиками от 400 до 900 кГ/см2. При этом чем выше модуль основности шлаков, тем активнее вяжущее. С целью увеличения прочности вяжущих из кислых шлаков необходимо использовать жидкое стекло с повышенным удельным весом до 1,3—1,4. Активность вяжущих может регулироваться также изменением кремнеземистого модуля жидкого стекла.
Наилучшие результаты получены при использовании растворимого стекла с модулем 1,75—2,3.
Большое влияние на прочность вяжущих оказывает расход жидкого стекла. В работах установлены величины стеклошлакового отношения в пределах 0,3—0,35, изменяющихся в зависимости от степени дисперсности шлаков, величины плотности щелочного силиката и его кремнеземистого модуля.
При тепловлажностной обработке по режиму 2 + (4 + 12 ч) и температуре 90—95° С вследствие увеличения растворимости компонентов вяжущего и более глубоких процессов их гидратации несколько сглаживается влияние указанных факторов при одновременном повышении прочности затвердевшего вяжущего. Пропаривание в течение более 12—16 ч не приводит к существенному увеличению прочности.
Эти вяжущие были опробованы при изготовлении растворов состава 1:3 и бетонов на гранитном и шлаковом щебне. Расход жидкого стекла составил 30—40% веса молотого шлака. Растворы и бетоны твердели при обычной температуре на воздухе и в воде, а также в условиях пропаривания. Оказалось, что при температуре 18—20° С бетон не твердеет. При пропаривании по режиму 2 + 12 + 3 ч прочность при сжатии бетонов с расходом вяжущего в пределах 400—500 кг/м3 достигает 500—600 кГ/см2 на заполнителе из отвальных шлаков и 300—400 кГ/см2 на гранитном щебне.
Л.А. Будович, Б.И. Гуревич и А.П. Зосин изучили возможность изготовления вяжущих на жидком стекле с использованием кислого, железистого гранулированного шлака медно-никелевого производства. Для этих целей использовалось натриевое жидкое стекло с кремнеземистым модулем 1,5—1,7. Твердение осуществлялось в воздушно-сухих и влажностно-водных условиях в течение 28 суток, при пропаривании по режиму 2 + 8 ч и температуре 95—98° С, а также при запаривании в течение 8 ч при 10 ат. При этом установлено, что на прочность и другие свойства вяжущих на жидком стекле существенное влияние оказывают температура и влажность среды.
Так, шлакопесчаные образцы состава 1 : 3 при твердении в течение 28 суток в воздушно-сухих условиях набирали прочность до 250, во влажной среде — 320 и в воде — 300 кГ/см2. В то же время при пропаривании прочность повысилась до 500 и в условиях запаривания до 720 кГ/см2.
В случае использования в качестве заполнителя гранулированного шлака прочностные характеристики при твердении в нормальных условиях возрастали на 20—30%. Шлаковые вяжущие на жидком стекле приобретают высокую прочность (800—900 кГ/см2) в возрасте 3 месяцев и при твердении на воздухе при температуре около +4° С.
Образцы из затвердевшего вяжущего выдерживают 50—100 циклов морозосмен; тепловлажностная обработка несколько снижает морозостойкость.
Растворные образцы на вяжущем состава 1:1 достаточно водонепроницаемы (марка В-8). Определялись также и величины усадки и набухания. Установлено, что при твердении на воздухе в течение 8 месяцев усадка пропаренных образцов колеблется в пределах от 0,6 до 1,2 мм/м, запаренных — от 0,2 до 0,4 и нормального твердения от 4 до 5 мм/м.
На основании полученных результатов авторы делают вывод о возможности использования этого вяжущего в производстве сборных изделий, а также в гидротехническом и дорожном строительстве. Однако не все исследователи приходят к аналогичному выводу. В работе Б.С. Боброва и др. указывается на недостаточную долговечность шлаковых вяжущих на жидком стекле вследствие возникновения разрушающих напряжений за счет щелочной коррозии, т. е. взаимодействия щелочей растворимого стекла с активным кремнеземом.
Указанные исследования были проведены на шлаках Челябинского и Магнитогорского металлургических заводов, затворенных жидким стеклом с модулем, равным 1,2—2,1.
Продуктом гидратации данных вяжущих является щелочной гель кремневой кислоты. Co временем количество последнего во внутренних порах цементного камня возрастает и при его набухании во влажностных условиях возникают внутренние напряжения в затвердевшем цементном камне.
Таким образом, несмотря на высокую активность вяжущих на шлаках и жидком стекле, применение их сдерживается из-за отсутствия единого мнения об их долговечности.
