Рис. 2. Предел прочности при сжатии в зависимости от содержания извести:

1 – супесь; 2 – суглинок Ворсклинского участка; 3 – глина Ворсклинского участка

Прочность образцов на основе суглинка Ворсклинского участка повышается с 2,85 до 3,95 МПа. Однако, самая высокая водостойкость у образцов с 15% извести (коэффициент размягчения 0,79). Максимальную прочность (4,1 МПа) и водостойкость (коэффициент размягчения 1,12) обеспечивает 15% извести и на основе глины Ворсклинского участка.

Средняя плотность для всех исследуемых глинистых пород уменьшается с повышением содержания извести, водопоглощение увеличивается.

Изучаемые глинистые породы существенно отличаются между собой по вещественному составу. Однако, для всех этих пород оптимальное содержание извести для получения максимальной прочности и водостойкости одинаково – 10–15%. Это имеет важное практическое значение, так как при колебаниях вещественного состава сырья, которое неизбежно в процессе реального производства, можно получать строительные материалы с заданными физико-механическими свойствами.

Эксперименты по стабилизации глинистых пород портландцементом совместно с известью проводили с использованием супеси и глины Ворсклинского участка. Содержание извести в массе сухой смеси составляло 5%, портландцемента – 5, 10, 15 и 20%. Формовочная влажность смеси литьевого способа формования составила 40%. Результаты экспериментов приведены на рис. 3.

При увеличении в известково-глинистой массе содержания цемента с 5 до 20% прочность образцов на основе супеси увеличивается с 3,67 МПа до 7,63 МПа (рис. 3). При этом образцы с 10–20% цемента водостойки (коэффициент размягчения 0,72–0,88). У образцов с 5% цемента коэффициент размягчения ниже – 0,62. При этом образцы этого состава при нахождении в воде частично осыпались с поверхности.

Рис. 3. Предел прочности при сжатии образцов с 5% извести в зависимости от содержания портландцемента:

1 – супесь; 2 – глина Ворсклинского участка

Известково-глинистые образцы с 5% цемента на основе глины Ворсклинского участка в воде полностью разрушились. Увеличение содержания цемента выше 10% обеспечивает водостойкость получаемого материала.

В цементогрунте без извести ионы Ca²⁺, выделяющиеся при гидратации цемента, поглощаются глинистыми минералами, что нарушает нормальный ход гидролиза цемента и, соответственно, приводит к формированию структуры цементогрунта пониженной прочности и водостойкости. Добавка извести в цементогрунте с высоким содержанием глинистых минералов повышает прочность и устойчивость кристаллизационных структур, так как известь компенсирует в растворе образующийся недостаток ионов кальция.

Введение извести ускоряет процесс твердения и увеличивает прочность цементогрунтовых смесей, но, вероятно, степень этого влияния будет зависеть от вещественного состава глинистых пород.

Стеновые материалы, формуемые литьевым способом, могут применяться в качестве конструкционного материала (не несущие конструкции) внутри малоэтажных зданий и сооружений. Введение органического наполнителя позволит получать более легкий материал с более низкой теплопроводностью.