й шлак . . . 0,41 47,01 0,94 6,66 0,10 38,64 2,46 3,42 — 99,64

То же. . . — 39,48 1,23 7,36 — 47,20 2,16 1,30 — 98,73

Котельный шлак . . . 37,36 37,25 7,28 11,69 0,48 2,8Э 0,56 2,64 100,00

Примечание. Гранулированный шлак первого химического состава применялся для изготовления образцов, данные об испытаниях которых помещены в разделе «Определение влияния добавок на механическую прочность грунтосиликатов», а в остальных случаях применялся гранулированный шлак второго состава.

Механические характеристики грунтов и их смесей с отходами производств приведены в табл. 8.

ВЛИЯНИЕ ДОБАВОК

В результате исследований предполагалось определить влияние различных добавок на механическую прочность жидкостекольного вяжущего и материалов на его основе. Одновременно исследовался вопрос влияния кратковременной высокотемпературной сушки, а в отдельных случаях — пропитки.

В различных литературных источниках содержатся данные о влиянии добавок на физические и химические свойства материалов на жидкостекольном вяжущем. Однако, в результате того, что исследовались материалы различных физико-химических составов, а также использовались различные режимы их обработки, эти данные неудобны для сопоставления.

Последнее обстоятельство станет совершенно очевидным, если учесть, что даже изменение модуля жидкого стекла или его удельного веса может привести к резкому изменению свойств материала, полученного на его основе. К таким же результатам приводит применение различных заполнителей, режимов хранения и тепловой обработки.

Для получения сопоставляемых результатов и исключения влияния физических и химических качеств различных заполнителей и

59

о 00 о

о н а а

00 00

m. s. ° °. t °. 10 N ш 10 ° <о о о

22 S 2 22 Н2 00 00 ^ —

3 ю о о г-ч cn -Г П- rj- ГО

S S S 5 S 53 S S Й S S S S 2 S S S S S 3 2

MNNIM(NIM1N(NCNP)1N СЧ N W N" N (N N СЧ CN СЧ

§ S S 8 8 8 § 5 §; s s § s a S § S g 8 8

о » ю со о s со" ~ о; ю" ~ о о о со" og ^ оо- ?

счооььюсчгсгчтсчгч

Oi-iOOcNi-i.-i.-i

00

2 § S S g 8 3 8 Й § S g S S g 2 3 § 2 S "S^SSSSJSSSS «" я - Я 3 3 = S & 2

ооо cn м- co

—i о о f- .— t--

S 55 H3 t; 2 45 5g ю ю ю о' о "сГоГ

га ю * а о ^ а га to" ю s со со г-' <и ю" оГ m" ™ ^^WM-oNoNio^ra^iora^oN^"ra2cNra?

JOOOIOONCO «2 00 j|j

со ih t га а" о" ci s

- N- » - « «5 о oil а от ^ ^ ^ га сч" со" cn со гч"

—1 ¦-' ¦-! — cn cn »-i —i

гасчгасоогчсосчгчсчсч"

~СО«СОСЧСЧСОГОС("

_ м- oo cn

Ю о CO CO CO CO

СО^"^СЧг-.СЧтнСЧг-.™о^ "N

о о о о о о о о о" о" о о" о" о"

о ^ -.1^-1 |

—I о

SS35Sl2Er-45t--rat^iooo ~ „ - ^ "5 ^ га i~- ю га ооооооооооо

о

о S

с >>

ООО

s ю га о

а ¦ ¦

ох ох ох о4

о о о о О О О ; ю га t-~ га ю t-~ t-. i

§ й

s

о

га

о я

та ч о

СП

С

^" "\ ^" "\ ^ ^? ^ ^ -ч" \° ч° ох о4 ох ох ^ о-

ооооооооооо

loraraiONiosrasiora

=s о

Я » » « 1. е е « t . ,

tr

CU

И о И

о си О

О С CJ

си >, ш

О bJ

я

Я

ч о

>> CD

я

я-я я о»

60

других факторов на результаты испытаний принималась шихта одного состава: песок речной 90%; песок речной вибромолотый— 10%; жидкое стекло с модулем 2,5 и удельным весом 1,5 в количестве 10% по весу (считая на сумму речного и вибромолотого песка).

В целях приближения условий хранения образцов к производственным последние хранились при температуре 10+5° и относительной влажности воздуха 70+10%.

Определялся только предел прочности при сжатии, для чего испытывались кубики размером 2>(2Х2 см. Испытания производились на пятитонном прессе.

В виде добавок применялись широко распространенные химикаты, вяжущие и отходы промышленных производств.

Растворимые в воде добавки вводились в измельченном состоянии или в виде растворов. Сроки испытаний образцов приняты следующие. Сразу по изготовлении испытывались образцы, подвергавшиеся сушке в сушильном шкафу при температуре 150— 200° в течение двух часов. Остальные образцы испытывались через 10; 40; 180 дней воздушного хранения. Сроки 10 и 40 дней были приняты из соображений длительности химического взаимодействия жидкого стекла и некоторых применяемых в данных исследованиях добавок.

Состав шихты для всех образцов одинаковый (указан выше).

Влияние добавок на прочность и растворимость материалов на жидкостекольном вяжущем будет сравниваться с показателями прочности образцов из вышеупомянутой шихты без добавок, помещенными в табл. 9.

Таблица 9

Состав шихты Предел прочности при сжатии при хранении, дней K2JCM 1

после сушки 0-1 1 10 1-10 40 10-30 180

Песок речной 90%; песок речной вибромолотый 10%; жидкое стекло 10% (модуль—2,5, удельный вес 1,5)..... 450 0 0 125 0 175 0 250

Примечание. Сроки хранения, написанные через тире, обозначают: первая цифра — срок хранения в естественных условиях, после которого образцы погружаются в воду, вторая •— срок испытаний. Сроки, обозначенные одной цифрой, показывают время хранения в естественных условиях.

61

Влияние окислов металлов

При добавлении к шихте окислов металлов происходит быстрое затвердевание смеси, являющееся результатом взаимодействия между растворимым стеклом и соответствующим окислом в присутствии воды. Согласно установившемуся мнению, реакции между окислами и щелочными силикатами предшествует процесс частичного растворения этих окислов в жидком стекле. Растворившиеся окислы гидратируются раствором щелочного силиката. Затем образовавшиеся гидроокиси, вступая во взаимодействие с жидким стеклом, образуют силикаты соответствующих металлов.

Так, например, реакция между окисью кальция и щелочным силикатом происходит по следующим уравнениям:

СаО+Н20=Са(ОН)2,

Ca(OH)2+Na20- «Si02=2NaOH+(n— l)Si02+CaO • Si02.

Чем большей растворимостью обладает образовавшаяся гидроокись и чем большее содержание в жидком стекле Si02, тем быстрее происходит реакция. Повышение температуры способствует ускорению реакции.

Аналогично происходит реакция между окислами трехвалентных металлов, а также между портландцементом и основными доменными шлаками. В последнем случае предполагают, что реакция происходит между щелочными силикатами и основными окислами и в частности с СаО. По мнению автора, такое предположение не отражает в полной мере существо происходящей химической реакции, что будет показано ниже.

При добавлении к шихте гидроокисей щелочноземельных металлов Ва (ОН)2, Са (ОН)2, Mg (ОН)2 также происходит заметное, ускорение твердения смеси, что, вероятно, является результатом химической реакции, происходящей по уравнению

• Na20 • «Si02-f-Ba(OH)2+6H20== =2NaOH+ (л—1) Si02+BaSi03 • 6Н20.

Согласно этому уравнению, в результате взаимодействия жидкого стекла и гидроокисей щелочноземельных металлов образуются соответствующие гидросиликаты.

В табл. 10 приведены некоторые данные об изменении прочности образцов в зависимости от добавления в шихту окисей и гидроокисей метал