Стабилизация глинистых пород для получения прессованных стеновых материалов
Рис. 1. Предел прочности при сжатии образцов с 5% извести в зависимости от содержания портландцемента:
1 – супесь; 2 – глина Ворсклинского участка
Прочность образцов повышается при увеличении содержания портландцемента, причем, ход кривых изменения прочности (рис. 1) для обоих видов глинистых пород одинаковый. Однако прочность на основе глины Ворсклинского участка выше, чем на основе супеси.
Для образцов всех составов на основе супеси коэффициент размягчения составляет в пределах 0,46–0,58. С глиной Ворсклинского участка водостойкость выше – коэффициент размягчения 0,6–0,92.
Результаты термографического и рентгенографического анализа образцов на основе супеси, портландцемента и извести приведены на рис. 2 и 3. Эндоэффект при 120°С и экзоэффект при 880°С соответствует низкоосновным гидросиликатам кальция типа тоберморита. На рентгенограмме идентифицировать эти гидросиликаты сложно, так как самый сильный рефлекс при 3,03 Å совпадает с рефлексом карбоната кальция, о присутствие которого свидетельствует эндоэффект при 790°С на кривой ДТА. Наряду с низкоосновными гидросиликатами кальция, вероятно, образуются и двухосновные гидросиликаты C2SH2 (эндоэффект при 565°С на кривой ДТА и рефлексы 2,94; 1,88 Å на рентгенограмме).
Рис. 2. Дериватограмма образцов
Рис. 3. Рентгенограмма образцов на основе супеси
Как известно, при взаимодействии гидроксида кальция с глинистыми минералами при тепловлажностной обработке образуются гидрогранаты [2]. Рефлексы на рентгенограмме в области 2,76–2,80 Å говорят о том, что и в условиях нашего эксперимента образуются гидрогранаты кальция.
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.
Изучение процессов стабилизации цементогрунтов и их структурно-механических свойств дает возможность регулирования этих процессов и направления их при определенных условиях в сторону формирования более прочной структуры с заданными свойствами.
Стеновые материалы, получаемые методом полусухого прессования в силу своей высокой прочности могут использоваться в несущих конструкциях в малоэтажном и многоэтажном строительстве.
Литература:
1. Безрук В.М. Укрепление грунтов. – М.: Транспорт, 1965. – 340 с.
2. Виноградов Б.Н. Сырье для производства автоклавных силикатных бетонов. – М., 1966. – 166 с.