Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современное состояние и проблемы получения отделочных материалов с высокими эксплуатационными свойствами 8
1.1. Современное состояние производства отделочных материалов 8
1.2. Повышение эффективности механохимической активации и управления структурообразованием и свойствами известково-алюмосиликатных вяжущих композиций 11
1.2.1. Влияние способов измельчения на повышение эффекта механохимической активации вяжущих композиций 11
1.2.2. Теоретические аспекты управления структурообразованием вяжущих систем за счет протекания твердофазных реакций... 17
Цели и задачи исследований 43
Глава 2. Характеристика исходных материалов и методов исследований 44
2.1. Характеристика исходных материалов 44
2.2. Аппараты для активации известково-алюмосиликатных вяжущих композиций 48
2.3. Характеристика методов исследований 50
Глава 3. Механохимическая активация известково-силикатных и известково-алюмосиликатных вяжущих 54
3.1. Влияние способа механического воздействия на морфологию, дисперсность, гранулометрический состав и свойства известково-силикатных и известково-алюмосиликатных вяжущих 54
3.2. Протекание твердофазных реакций при механоактивации известково-алюмосиликатных вяжущих 78
3.3. Повышение эффективности известково-алюмосиликатных вяжущих за счет комплексной активации 88
Выводы по главе 3 97
Глава 4. Отделочные материалы на основе активированных известково-алюмосиликатных вяжущих 99
4.1. Оптимизация состава и определение строительно-технических свойств отделочных материалов 99
4.2. Исследование возможности получения декоративных отделочных материалов 111
Выводы по главе 4 118
Глава 5. Получение отделочных материалов с модифицированной поверхностью заполнителя 119
5.1. Модификация поверхности заполнителя физическим методом 120
5.2. Модификация поверхности заполнителя химическим методом 126
5.3. Влияние модификации поверхности заполнителя на свойства отделочных материалов 130
Выводы по главе 5 133
Глава 6. Разработка технологической схемы и экономическое обоснование производства отделочных материалов 135
6.1. Разработка технологической схемы производства отделочных материалов 135
6.2. Технико-экономическое обоснование производства отделочных материалов 138
Выводы по главе 6 143
Выводы по работе 144
Литература 146
Приложения
- Современное состояние производства отделочных материалов
- Характеристика исходных материалов
- Влияние способа механического воздействия на морфологию, дисперсность, гранулометрический состав и свойства известково-силикатных и известково-алюмосиликатных вяжущих
- Оптимизация состава и определение строительно-технических свойств отделочных материалов
Введение к работе
Вхождение Республики Бурятия в особую экономическую зону туристско-рекреационного типа «Байкал» предполагает интенсивное развитие отраслей строительной индустрии, в том числе производства строительных материалов.
Немаловажную роль в современном строительстве играют также интерьер и дизайн помещений. В связи с этим возросли требования не только по физико-механическим, но и по декоративным свойствам, предъявляемым к отделочным материалам, среди которых все большую популярность приобретает декоративная облицовочная плитка (искусственный камень) на основе бетона.
Особый режим хозяйственной деятельности на Байкальской природной территории и сходство потенциальных преимуществ с соседними субъектами РФ - Читинской и Иркутской областями, куда не распространяются экологические ограничения, заостряют проблему производства качественной конкурентоспособной продукции.
В сложившихся условиях следует более пристально обращать внимание на развитие производства и использование эффективных материалов на основе местного минерального сырья и отходов промышленности по энергосберегающим технологиям и на внедрение новейших научно-технических разработок.
В этом плане перспективным представляется производство эффективных строительных материалов и изделий на основе известково-алюмосиликатных вяжущих веществ (ИАСВ), в частности отделочных материалов. Использование комплексной механохимической активации (МХА) для производства ИАСВ позволяет получать материалы на их основе с повышенными физико-механическими свойствами, способными конкурировать с материалами на основе дорогостоящего портландцемента.
Научная новизна: Исследовано влияние различных способов измельчения на морфологию силикатных и алюмосиликатных материалов, дисперсность, гранулометрический состав и свойства ИАСВ. Установлено, что морфология частиц и характер поверхности измельченных материалов определяют основные строительно-технические свойства вяжущих композиций, материалов и изделий на их основе.
Выявлен наиболее рациональный и наименее энергоемкий измельчитель с точки зрения как диспергации, так и механоактивации тонкоизмельченных бесклинкерных вяжущих.
Доказано, что при механохимической активации в ИАСВ протекают твердофазные реакции. Установлено, что фазовый состав продуктов реакций меняется в зависимости от способа приложения разрушающей нагрузки.
На основе ИАСВ получена декоративная облицовочная плитка безавтоклавного твердения.
Оценено влияние физических и химических методов поверхностной модификации заполнителя на строительно-технические свойства силикатных отделочных материалов на основе активированных ИАСВ.
Практическая ценность: Установлено, что комплексная механохимическая активация ИАСВ позволяет сократить энергетические затраты на помол шихты, тепловлажностную обработку силикатных материалов и изделий и повышает эффективность их производства.
Оптимизированы составы и исследованы строительно-технические свойства облицовочной плитки безавтоклавного твердения.
Разработана технология производства отделочных материалов на основе ИАСВ.
Технико-экономические расчеты показывают, что стоимость облицовочной плитки безавтоклавного твердения на основе ИАСВ примерно на 50% ниже стоимости аналогов на основе портландцемента.
Получена цветная декоративная облицовочная плитка с использованием различных пигментов, что расширяет ассортимент получаемой продукции.
Внедрение результатов исследований: Разработанная технология производства силикатных отделочных материалов безавтоклавного твердения прошла апробацию в производственных условиях ООО ПК «Байкалит», г. Улан-Удэ.
Апробация работы: Основные результаты работы обсуждались на: научно-практических конференциях ВСГТУ, г. Улан-Удэ, 2004-2007 гг.; Всероссийской научно-технической конференции с международным участием «Новые технологии добычи и переработки природного сырья в условиях экологических ограничений», г. Улан-Удэ, 2004 г.; Международной конференции «Rational Utilization of Natural Minerals», г. Улан-Батор, Монголия, 2005 г.; Всероссийской научно-практической конференции «Молодые ученые Сибири», г. Улан-Удэ, 2004, 2006 гг. Работа поддержана республиканским ГРАНТом «Молодые ученые Республики Бурятия» Министерства образования и науки РБ, 2005 г.
Публикация работы. По результатам работы опубликовано 11 статей, включая 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК, и получены 2 приоритетные заявки на патент.
Объем работы: Диссертация включает введение, шесть глав, основные выводы, библиографическое описание отечественных и зарубежных источников, включающего 147 наименований, и приложений. Работа изложена на 167 страницах машинописного текста, включающего 19 таблиц, 48 рисунков.
Автор выносит на защиту: - теоретические положения создания эффективных ИАСВ и отделочных
материалов на их основе;
результаты исследования влияния способа измельчения на морфологию силикатных и алюмосиликатных материалов, дисперсность, гранулометрический состав и свойства ИАСВ;
результаты физико-химического анализа, выявляющего протекание твердофазных реакций при механохимической активации в зависимости от способа приложения разрушающей нагрузки;
строительно-технические свойства силикатного бетона и облицовочной плитки безавтоклавного твердения на основе активированных ИАСВ;
способы регулирования поверхностной модификации заполнителя физическими и химическими методами строительно-технических свойств силикатных отделочных материалов на основе активированных ИАСВ;
технологию производства и технико-экономическое обоснование выпуска облицовочной плитки безавтоклавного твердения на основе активированных ИАСВ.
Современное состояние производства отделочных материалов
Выбор темы обусловлен необходимостью создания эффективных отделочных материалов с высокими физико-механическими свойствами, с максимальным использованием местного природного сырья или отходов промышленности, которые бы являлись конкурентоспособными на региональном и общероссийском рынках.
Областью применения отделочных материалов является повышение декоративных и эксплуатационных свойств конструкций зданий и сооружений, а также для защиты от атмосферных и других воздействий.
К отделочным материалам относят: отделочные растворы и бетоны, природные и искусственные каменные материалы, отделочная керамика, лакокрасочные материалы, материалы и изделия на основе древесины, стекла, пластмасс металлов, а также композиционные материалы [43, 128].
В зависимости от условий эксплуатации отделочные материалы делятся на материалы для внутренней отделки (обои, древесноволокнистые плиты, панели МДФ и др.), материалы для наружной отделки (отделка дроблеными материалами, глазурированием, панели из композитного алюминия, и др.), материалы и изделия для покрытия полов (линолеум, керамические плитки и др.) [43, 47].
По назначению отделочные материалы можно условно разделить на: - собственно отделочные, применяющиеся в основном для создания декоративных и защитных покрытий (лаки, краски, обои, линолеум, бетонные и керамические облицовочные плитки и др.); - конструкционно-отделочные, которые дополнительно выполняют функции ограждающих конструкций (декоративный бетон, лицевой кирпич, стеклоблоки, стеклопрофилит и др.); - специальные отделочные, выполняющие помимо декоративных, также некоторые специфические функции, такие как: защиту людей и конструкций от действия агрессивных сред, высоких температур, шума, рентгеновского излучения и др.
Также отделочные материалы можно разделить на природные (камень, дробленый материал и др.) и искусственные (керамика, растворы, бетоны и др.). Кроме того, их можно классифицировать по природе и виду основного сырья: неорганические (стекло, керамика, бетоны и др.) и органические (пластмассы, изделия из древесины) [12,43].
В последнее время немаловажную роль в современном строительстве играют также интерьер и дизайн помещений. Для соответствия потребностям потребителей и дизайнеров, стали изобретаться новые универсальные средства и совершенствоваться старые. И среди большого выбора материалов довольно заметное место занимает декоративная бетонная плитка или искусственный камень.
После изобретения в начале прошлого века литьевой технологии производства бетонной плитки, стали появляться самые смелые вариации данного материала. Плитка имеет много преимуществ перед натуральным камнем, что и послужило ее дальнейшему развитию.
В конце 60-х годов прошлого века в США была основана компания «Eldorado Stone», положившая начало производству материалов имитирующих натуральный камень в промышленных масштабах. Продукция этой компании поставляет все новые виды искусственного камня на мировой рынок и пользуется популярностью у дизайнеров всего мира [142].
В России искусственный камень в современном виде получил свое развитие в 90-е годы прошлого века. Доступность исходных материалов, а так же компактная и относительно недорогая технологическая линия способствовали быстрому распространению данного материала.
Областью применения искусственного камня традиционно является отделка фасадов, ограждений, цоколей зданий и сооружений, а также ландшафтный дизайн. В последнее время, вследствие применения экологически чистых компонентов, данный материал все чаще применяется для облицовки интерьеров квартир [43, 85, 142].
Основной проблемой производства бетонной облицовочной плитки, является применение дорогостоящего цемента.
На сегодняшний день существуют несколько направлений в области ресурсо- и энергосберегающих технологий. Результаты проведенных исследований показали, что одними из самых приоритетных направлений в этой области можно считать:
1. Совершенствование традиционных технологий (предварительная подготовка компонентов, использование химических добавок, модификация устройств тепловлажностной обработки);
2. Разработка новых малоэнергоемких технологий производства строительных материалов (технологии, основанные на эффекте самоуплотнения, контактно-конденсационные технологии и др.);
3. Разработка новых малоэнергоемких материалов (бесклинкерные цементы и бетоны, модифицированные бетоны и др.) [75, 78, 79]. Более высокие результаты достигаются путем интеграции этих направлений на всех уровнях.
Одно из наиболее перспективных направлений в этой области -производство мало- или бесклинкерных вяжущих, в частности известково-алюмосиликатных композиций. В конечном счете, создание эффективных известково-алюмосиликатных вяжущих сводится к выбору оптимальных условий интенсификации реакций гидратации в системе «известь -алюмосиликатный компонент - вода», где применимы все известные варианты активации процессов твердения: тепловой за счет пропаривания или автоклавной обработки, химической за счет введения химических добавок, интенсифицирующих твердение, и механической за счет тонкого измельчения компонентов.
На основе бесклинкерных вяжущих известны силикатные отделочные материалы, такие как облицовочные плитки типа ковровой керамики автоклавного твердения [128, 133]. Так же известна плитка с использованием механоактивации на основе натриевого жидкого стекла, щелочного отвердителя и кварцевого песка, безавтоклавного твердения [57]. Однако недостатком такой плитки являются относительно высокая себестоимость, а также, что немаловажно, низкие декоративные свойства.
Применение известково-алюмосиликатных вяжущих может быть оправдано только за счет механохимической активации, т.к. только посредством ее возможен переход с дорогостоящей автоклавной тепловлажностной обработки на безавтоклавную. Кроме того, подавляющая часть алюмосиликатного сырья при измельчении имеет повышенный коэффициент отражения, что обуславливает повышенную белизну получаемых изделий.
Характеристика исходных материалов
Для получения отделочных материалов на основе известково-алюмосиликатных вяжущих были использованы следующие сырьевые материалы: известь-кипелка по ГОСТ 9179-77 (Турунтаевский комбинат строительных материалов, Республика Бурятия), перлит (Мухор-Талинское месторождение, Республика Бурятия), кварциты (Черемшанское месторождение, Республика Бурятия), зола-унос (ТЭЦ-1, г. Улан-Удэ), гипсовый камень (Заларинское месторождение, Иркутская область). Сырьевые материалы для получения ИАСВ полностью удовлетворяли требованиям действующих стандартов.
Использовалась известь III сорта (активность 75%); содержание «пережога» - не более 2%; скорость гашения - 5 минут (быстрогасящаяся), высокоэкзотермическая (Т=91С).
При осмотре перлита Мухор-Талинского месторождения (Республика Бурятия, Заиграевский район) отмечается отчетливая флюидно-полосчатая текстура, полураковистый излом, цвет породы от зеленого до темно-зеленого и от бурого до буро-красного. Средняя плотность породы 2,48 г/см3, насыпная плотность - в пределах 2,21-2,32 г/см . Перлитовая порода оценивалась с позиции, как химического состава, так и степени остеклованности. Исследованные пробы содержали 40-60% стеклофазы.
По содержанию кремнезема пробы удовлетворяли требованиям, предъявляемым к кремнеземсодержащим компонентам.
Золошлаковые отходы Улан-Удэнской ТЭЦ-1 представлены золой-уносом с размерами частиц от 3-5 до 100-150 мкм, а также небольшим количеством агрегированного шлака размером от 0,15 до 3,0 мм. Улан Удэнская ТЭЦ-1 работает на угле Тугнуйского угольного разреза (Республика Бурятия). В таблице 2.1 приведены усредненные данные по химическому составу золы-унос, по данным центральной лаборатории. По химическому составу золы-унос Улан-Удэнской ТЭЦ-1 относятся к кислым (содержание СаО менее 20 масс. %) с низким содержанием сульфатов (не более 2 масс. %). По ASTM С618 данная зола относится к классу F.
Исследованные пробы зол обладали равномерностью изменения объема, что связано с низким содержанием оксидов СаО и MgO. По данным гранулометрического анализа (рис. 2.2) зола-унос Улан-Удэнской ТЭЦ-1 относятся к мелкодисперсным материалам с низким содержанием шлаковых включений до 4% и с высоким содержанием пылевидных частиц - до 90%, модулем крупности Мкр=1,18. Следует отметить колебания средней насыпной плотности - от 0,85 до 1,15 г/см . При этом удельная поверхность золы, определенная методом воздухопроницаемости через слой материала, лежала в пределах 100-120 м /кг.
Кварцевый песок имеет в составе 92% масс. Si02, количество пылевидных глинистых и илистых примесей - 10-15%, модуль крупности Мкр равен 3,01. Полевошпатовый песок - 74% масс. Si02 и не более 0,1% масс. K20+Na20, количество пылевидных глинистых и илистых примесей -8-10%,Мкр=2,65.
Кварцитовые песчаники Черемшанского месторождения имеют почти постоянный химический состав - высокое содержание кремнезема более 90% и низкое содержание примесей Fe203, А120з и СаО.
Гипсовый камень Заларинского месторождения (Иркутская область) использовался в качестве добавки-регулятора сроков схватывания в ИАСВ. Содержание в камне - CaS04 2H20 - не менее 96% по массе. Тонкость помола гипсового камня, характеризуемая остатком на сите №02 не более 13%, что удовлетворяет требованиям ГОСТ 125-79 для гипса марки Г-5.
В качестве пластифицирующих добавок использовались добавки Melflux 265IF, Melment F 10 и C-3:
Mel flux 265 IF (производства Degussa Constraction Polymers, SKW Trostberg, Германия) - гиперпластификатор, полученный методом распылительной сушки на основе модифицированного полиэфиркарбоксилата. Технические данные: внешний вид -желтоватый порошок; насыпная плотность - 350-600 г/л; потери при прокаливании - макс. 2,0 масс. %; 20% раствор при 20С имеет рН = 6,5-8,5. Является высокоэффективным диспергатором. Эффективен в широком диапазоне температур.
Melment F 10 (производства Degussa Constraction Polymers, SKW Trostberg, Германия) - суперпластификатор. Сульфонированный порошковый продукт поликонденсации на основе меламина, полученный методом распылительной сушки. Технические данные: внешний вид - белый порошок; насыпная плотность - 450-750 г/л; потери при прокаливании - макс. 4,0 масс. %; 20% раствор при 20С имеет рН = 9,0-11,4.
С-3 (разработка российских специалистов НИИЖБ) -суперпластификатор. Соответствует ТУ 6-36-0204229-625. Продукт конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида (олигомеры с длиной цепочкой от 1 до 25) - 60-99,8% масс; сульфат натрия - 0,1-20% масс; лигносульфанат - 0,1-20%» масс. Технические данные: внешний вид -светло-коричневый порошок; легко растворяется в воде. Насыпная плотность колеблется от 650 до 750 и выше кг/м , в зависимости от полидисперсности. С повышением температуры скорость растворения возрастает.
Влияние способа механического воздействия на морфологию, дисперсность, гранулометрический состав и свойства известково-силикатных и известково-алюмосиликатных вяжущих
Одной из важнейших задач строительной отрасли является разработка и внедрение ресурсо- и энергосберегающих технологий, предусматривающих широкое применение местного минерального сырья и техногенных продуктов.
Развитие новых способов измельчения обусловило повышенный интерес к оценке влияния данных способов на физико-химические свойства вяжущих веществ, в частности известково-алюмосиликатных. Выбор для каждого материала наиболее рационального типа измельчителя и оптимизация режима его работы - надежный путь создания новых малоэнергоемких технологий.
Ранее в работах [104-106, 116] было проведено исследование влияния различных способов измельчения на дисперсность, гранулометрический состав и свойства известково-кремнеземистых вяжущих для определения оптимального способа их механоактивации. Но, учитывая то, что один из основных компонентов ИСВ и ИАСВ - негашеная известь, является достаточно мягким материалом и быстро диспергируется до сравнительно большой удельной поверхности, довольно сложно оценить форму, размеры, характер поверхности частиц, гранулометрический состав дисперсных силикатных и алюмосиликатных компонентов. Поэтому в нашем исследовании для определения изменения морфологии и гранулометрического состава брались только исходные сырьевые материалы. Так методами электронно-микроскопического анализа (ЭМА) нами проведено исследование морфологии частиц силикатных и алюмосиликатных сырьевых материалов (перлит, зола-унос и кварцит), подвергшихся механоактивации в измельчителях различного вида. В ходе исследования установлены зависимости изменения морфологии частиц от вида измельчителя, а так же влияние данных изменений на свойства известково-силикатных и известково-алюмосиликатных вяжущих.
С помощью ЭМА удалость установить закономерности изменения морфологии частиц сырьевых материалов силикатного и алюмосиликатного состава. Для более подробного рассмотрения влияния структуры сырьевых материалов на конечные свойства вяжущих композиций, были выбраны материалы различной природы, свойств, типоморфных особенностей: перлит, закристаллизованный перлит, кварцит, зола-унос.
Механоактивацию исходных сырьевых материалов осуществляли ударно-истирающим, с различной интенсивностью воздействия (шаровая и планетарная мельницы), и истирающим (стержневой виброистиратель) способами, до одинаковой степени дисперсности (8уд = 300-350 м /кг).
На снимках закристаллизованного перлита в первую очередь видны угловатые или призматические оканчивающиеся ромбоэдрами кристаллы кварца, а именно 3-кварца и шестиугольные пластинки у-тридимита. Кроме того, видны короткие призматические кристаллы метастабильного калиевого полевого шпата - санидина, таблитчатые кристаллы с совершенной спайностью натриевого полевого шпата - {З-альбита (Na20-Al203 6Si02), в составе перлитов наблюдаются примеси плагиоклаза, оксидов железа и магния.
Изучение стекловидного перлита в сканирующем электронном микроскопе позволило по характеру поверхности и структурным особенностям выделить зерна минералов и их обломки с поверхностями скола, менее отчетливыми гранями, аморфные, частично или полностью стекловатые зерна с налипшими на поверхности мелкими частицами примесей. К характерным морфологическим элементам поверхности, выявляемых при больших увеличениях электронного микроскопа, относится дефектные участки, поверхностные трещины (виброистиратель, рис. 3.1, в), обусловленные интенсивным измельчением.
ЭМА стекловидного и закристаллизованного перлитов подтверждает известные данные: увеличение степени неупорядоченности структуры материала и содержания аморфной фазы облегчает процесс измельчения материала. При измельчении стекловидного перлита размер зерен меньше, чем у закристаллизованного перлита. При сканирующем ЭМА трудно установить увеличение содержания аморфной фазы по мере увеличения степени дисперсности. Однако данные рентгенофазового анализа (рис. 3.17) позволяют судить о наступлении амортизации после измельчения.
Зола-унос Микроструктура исходной золы-унос Улан-Удэнской ТЭЦ-1 (рис. 3.1, ж-и) представлена призматическими кристаллами кварца, базальными пластинками a-Fe203 - гематита, шарообразными стекловидными частицами (алюмосиликатное стекло), от 5 до 10 мкм. Которые, благодаря высокому содержанию кремнезема и глинозема, состоят, в основном, из алюмосиликатного стекла от 60 до 85%. В котлах, где происходит медленное и неоднородное охлаждение больших объемов расплавленного стекла наблюдается кристаллизация алюмосиликатов, а именно муллита (ЗАЬОз БіОг) в виде тонких игольчатых кристаллов внутри стеклянных сфер (рис. 3.1, ж-и). Это частичное расстеклование стекла в низкокальциевой золе-унос объясняется присутствием кристаллических алюмосиликатов. ДТА состава золы-унос подтверждает, что основными кристаллическими минералами в низкокальциевой золе-унос является Si02 в форме кварца, глинозем в виде муллита, оксид железа в виде гематита.
Из спектра микроанализатора кварцит в основном представлен кристаллическим кремнеземом - 97-99% (БіОг, зерна угловатой и округлой формы), а так же небольшими примесями полевых шпатов, слюд, гематита (a-Fe203).
В отличие, например, от перлита кварцит труднее измельчается, о чем свидетельствует наличие крупных обломочных частиц при измельчении в шаровой мельнице. Наблюдаются изломы с характерным для кварца раковистым (шаровая и планетарная мельницы) и зеркально-гладким (виброистиратель) рельефом. Морфология частиц измельченного кварцита отличается в зависимости от способа измельчения: более плоские, окатанные, тонкие зерна наблюдаются при измельчении в планетарной мельнице и на виброистирателе (рис. 3.1, л-м).
Оптимизация состава и определение строительно-технических свойств отделочных материалов
Повышение комфортности жилья сопряжено с ростом производства отделочных материалов. В этом плане интерес представляет получение материалов, по малоэнергоемкой технологии, на основе активированных известково-перлитовых вяжущих (ИПВ), которые являлись бы конкурентоспособными с ввозимой, из других регионов на региональный рынок строительных материалов, продукцией.
Достигнутые результаты и возможность совершенствования свойств и технологии бетона показывают, что в этой области имеются значительные резервы и перспективы дальнейшего совершенствования бетона как материала с уникальными свойствами [14]. Направленное регулирование свойств бетонной смеси и бетонов путем введения в их состав модификаторов в виде ПАВ и ускорителей схватывания и твердения позволяет получить эффективные материалы на основе модифицированного бетона.
На основе активированных ИПВ были разработаны составы, исследованы строительно-технические свойства силикатных облицовочных плиток. МХА ИПВ позволила перейти с традиционно используемой автоклавной обработки на безавтоклавную, что снизило энергетические затраты на производство этих материалов. Так же были проведены заводские работы по созданию отделочных материалов безавтоклавного твердения на основе активированного ИПВ.
В настоящее время для производства декоративной облицовочной плитки используют две базовые технологии: вибролитье в пластиковые формы с использованием модифицирующих добавок и прессование или вибропрессование жестких смесей с низким водосодержанием.
Для сравнения двух технологий были изготовлены образцы 3x3x3 с соотношением В:3 - 1:1. ИПВ готовилось совместным помолом на виброистирателе, в течение 4 мин., следующих компонентов, соответственно масс. %: негашеная известь - 28, перлитовая порода - 68 и гипсовый камень - 4, с активностью вяжущего 20%, до SyA=550-600 м2/кг. В качестве заполнителей использовали кварцевый (Мкр=3,01) и полевошпатовый пески (Мкр=2,65).
По вибролитевой технологии вибрирование бетонной смеси для облицовочной плитки осуществлялось на вибростоле в течение 2-3 сек. Образцы полусухого прессования прессовались при удельном давлении 18 МПа, в металлической пресс-форме. ТВО образцов проводили по режиму 1,5+6+1,5 ч. при температуре 90С. Испытания на прочность проводили на 3 сутки после ТВО. Получение облицовочной плитки вибролитьевым и вибропрессованным методами показало, что образцы плитки, приготовленные по вибролитьевой технологии, незначительно уступают по физико-механическим характеристикам вибропрессованным материалам.
Принимая во внимание более широкие возможности вибролитевой технологии в декоративном плане (насыщенность цвета плитки, гладкая или фактурная поверхность, большое разнообразие форм и размеров изделий) выбор, для дальнейших исследований, был осуществлен в пользу вибролитевой технологии.
В вибролитьевой технологии к сырьевой смеси для получения отделочных строительных материалов предъявляются особые требования по подвижности, обеспечивающую оптимальную укладку смеси.
Для увеличения активности и степени дисперсности вяжущего на этапе измельчения вводили ПАВ, которые так же оказывают большое влияние и на свойства бетонной смеси.
Для оценки физико-механических свойств составов облицовочной плитки на силикатном бетоне с пластифицирующими добавками: СП С-3 и Melment F10 и ГП Mel flux 2651 F готовились образцы балочки 4x4x16 см в смеси с кварцевым песком 1:1-1:3 (ИПВ:П) с последующей ТВО по режиму 1,5+6+1,5 ч. при температуре 90С.
Основным условием при подборе водосодержания и укладки смеси была равная подвижность. Гидравлическая активность и В/Т отношение модифицированного ИПВ представлены нарис. 4.1, 4.2.
Введение пластифицирующих добавок позволило сократить В/Т до 0,12-0,13 при получении оптимальной прочности 40-45 МПа. Увеличение дозировки пластифицирующих добавок, несмотря на снижение В/Т, приводит к понижению прочности, вследствие нехватки воды для реакции гидратации вяжущего [117].
Из табл. 4.2. следует, что наиболее активное действие на набор прочности оказывает добавка Melflux 2651 F. Так прочность, непластифицированного и пластифицированного, бетона после ТВО составила 27 и 46 МПа соответственно, что в примерно на 70% выше по отношению к контрольному и на 10-15% выше по отношению к бетону с добавкой С-3.
