ристых строительных материалов на основе рыхлых грунтов и отходов производств на жидкостекольном вяжущем, обладающих достаточной степенью атмосфероустойчиво-сти, водостойкости и высокими показателями механической прочности, пригодных для изготовления несущих и ограждающих (армированных и неармированных) конструкций зданий, а также изделий для их внутренней и наружной отделки, без применения длительной тепловой и других видов обработки.

Отсутствие в литературных источниках данных, подтверждающих возможность решения данной проблемы, в значительной степени усложняло работу в этой области.

Усложняющими обстоятельствами являются: легкая растворимость жидкого стекла в воде, различие его физико-химических свойств в зависимости от модуля, удельного веса и химического состава, значительное отличие изучаемых заполнителей по физическому и химическому составам.

Для разрешения поставленной проблемы необходимо следующее.

1. Определить характер добавок к жидкому стеклу, позволяющих получить на его основе водостойкие строительные материалы, а также методы введения этих добавок.

2. Решить возможность применения рыхлых грунтов, отходов производств и жидкого стекла для получения плотных (трамбованных) строительных материалов — грунтосиликатов.

С этой целью необходимо определить: оптимальные модули растворимого стекла для различных грунтов и оптимальный расход вяжущего; физико-химические свойства грунтосиликатов; влияние различных добавок на эти свойства; возможность армирования

56

грунтосиликатов, а также простейшие методы химической и те-пловлажностной обработки, позволяющие сократить сроки твердения грунтосиликатов.

3. Выяснить возможность получения вспененных (пористых) строительных материалов — пеногрунтосиликатов на основе рыхлых грунтов и отходов производств без их помола и применения длительной высокотемпературной сушки или обжига.

В этом случае необходимо определить: методы получения устойчивой пены, позволяющей применять мелкие заполнители в их естественном состоянии (без помола); физико-химические свойства вспененных материалов в зависимости от примененного для их изготовления заполнителя и количества вяжущего; методы химической и тепловлажностной обработки пеногрунтосиликатов.

4. Разработать рекомендации по технологии изготовления несущих и ограждающих конструкций, а также возведению зданий из этих конструкций.

При этом ставилась задача: разработать простейшую технологию, не требующую сложного оборудования, больших капитальных вложений, позволяющую значительно сократить длительность технологического 'цикла без применения обжига и автоклавной обработки.

Сопутствующими проблемами являлись: исследование возможности применения растворимого стекла для изготовления строительных конструкций не в виде раствора жидкого стекла, а в виде вибромолотого порошка силикат-глыбы и гидратированного силиката, а также возможности получения на основе растворимого стекла и различных добавок вяжущего, твердеющего в воде.

Для решения поставленных проблем необходимо изучить большой круг вопросов. По этой причине настоящая работа не претендует на полное решение этих проблем, однако может дать ответ о принципиальной возможности их разрешения.

Особенность методики проводимых испытаний определилась основными свойствами растворимого стекла, являющегося воздушным вяжущим и тем, что изготовляемые на его основе изделия набирают прочность в воздушно-сухих условиях. Для ускорения процесса твердения и придания водостойкости применяется длительная высокотемпературная сушка или обжиг.

Поэтому следовало определять изменение физических свойств материалов при воздушном и водном их хранении, а также сроки приобретения ими водостойкости в зависимости от методов тепловой или тепловлажностной обработки, применяемой при изготовлении образцов, их длительности, от количества и характера вводимых добавок. Это сказалось на количестве испытуемых образцов и отдельных испытаний, что повлияло на выбор размеров образцов.

Сроки испытаний в зависимости от их цели устанавливались в каждом отдельном случае определенные.

Количество образцов для каждого вида и срока испытаний: три

57

кубика, четыре стандартные восьмерки и четыре балочки разм -ром 4X4X16 см.

Размеры кубиков принимались для различных видов испытаний разные. В тех случаях, когда можно было ограничиться лишь относительной величиной предела прочности при сжатии и абсолютные показатели не имели решающего значения, кубики изготовлялись размером 2X2X2 см.

Так, например, такой размер образцов принимался при определении влияния различных добавок на прочность материалов, изготовленных на жидком стекле, а также методов их введения, длч чего необходимо было в короткий срок изготовить более 3000 образцов. В остальных случаях кубики изготовлялись размером 7,07X7,07X7,07 см.

Несмотря на некоторую относительность данных, получаемых при испытании восьмерок, в результате большой концентрации напряжений вследствие резкого сужения шейки, из соображений возможности использования имеющихся данных испытаний материалов на различных вяжущих, применялись все же образцы указанной формы. Освобождение образцов от форм производилось: из плотных трамбованных масс—сразу после их изготовления, из вспененных масс — после приобретения ими достаточной прочности, позволяющей сохранять форму через 1 —16 часов.

ХАРАКТЕРИСТИКА ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ

Для экспериментальных исследований свойств грунтосиликатов и пеногрунтосиликатов в качестве заполнителей применялись следующие грунты: песок речной, песок овражный, супесь, суглино:;, лесс, глина бурая, чернозем. Химический состав перечисленных грунтов (в проц.) приведен в табл. 6.

- - — _ __----. -------- ------ ----- _----- ------- - - -

Наимено- Окислы

вание н. п. п.

грунта SiO, Ге,0, А1208 ТЮ2 СаО MgO SOs КгО

Песок реч-

ной . . 0 28 97,19 0,23 1,12 — 0,60 — — 0,18

Песок ов- 1,71

ражный . . 0,17 95,19 0,47 — 0,94 0,69 0,66 _

Супесь 0,38 95,82 0 75 1,55 - 1,05 — — 0,33

Суглинок 2,36 82,77 5,22 5,67 0,21 2,05 0,79 — 0,31

Лесс . 4,93 79,11 3,32 5,36 0,17 4,90 0,82 0,81 0 42

Глина бу-

рая 7 42 72,55 6,25 10,29 0,21 1,90 0,86 — 1,02

Чернозем 15,87 73,03 2,65 2,16 0,19 3,95 0,64 0,35 1,22

Таблица 6

Сумма

99,60

99.83 99,88 99,38 99,84 100,50

100,00

58

В виде добавок и заполнителей применялись также отходы производств: зола-унос, доменный гранулированный шлак, котельный шлак. Химический состав этих материалов приведен в табл. 7.

Таблица 7

Наименование материалов Окислы

п. п. п. Si02 Fe2Os AljOg Ti02 СаО MgO SOs R20 Сумма

Зола-унос 28,58 38,56 7,16 16,92 0,52 5,68 1,25 0,53 _ 99,20

Гранули-

рованны