ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР

Известно, что прочность искусственного камня на основе вяжущих контактного твердения определяется степенью сближения частиц или площадью возникающих при формировании контактов. Свойства вяжущих контактного твердения в общем случае обусловлены нестабильностью или неупорядоченностью структуры дисперсного вещества.

Для выявления степени влияния предварительной механо-химической активации вяжущих на их контактно-конденсационные свойства, многокомпонентные композиции подвергались прессованию под давлением от 10 до 100 МПа.

В качестве примера рассмотрены прочностные показатели прессованного при давлении 10-80 МПа вяжущего на основе нефелинового шлама фосфогипса разной степени активизации.

Нефелиновый шлам помимо 80-85% -С ₂Sсодержит гидроалюминаты, гидроферриты, гидросиликаты, гидросиликаты кальция. Гидросиликатная фаза распределена по зернам - С ₂Sв виде каемок толщиной 2 - 5 мкм при общем количестве до 15%. Такой шлам в естественном состоянии в виде зерен песчаных фракций обладает контактно-конденсационными свойствами. Увеличение дисперсности и углубление гидратации твердой фазы вяжущего в процессе активации сопровождается интенсификацией этих свойств. Фосфогипс при этом активизирует ранние гидратационные процессы в данном вяжущем.

Установлено, что увеличение удельной поверхности компонентов и их гидратации способствует повышению прочности камня при одних значениях давления прессования. При повышении давления прессования уменьшается степень влияния времени активизации на прочностные показатели камня как сразу после прессования, так и через 28 суток твердения. Если при давлении прессования 10 МПа прочность активированного в течение 3-х минут вяжущего возрастает на 200-250% по сравнению с прочностью вяжущего, не подвергнутого активации, то при давлениях прессования 40 и 80 МПа прочность возрастает соответственно на 170-200% и 140-170%.

Таким образом, уже предварительная активация вяжущих в водной среде позволяет в 1,5-3,5 раза повысить прочность камня, прессованного при одних значениях давления, или снизить давление прессования без изменения прочностных показателей образцов.

Предпочтительным с точки зрения проявления и длительности сохранения контактно-конденсационных свойств являются низкоосновные гидросиликаты кальция (ГСК). Известны способы получения вяжущих контактного твердения на основе синтезированных ГСК, полученных путем пропаривания или автоклавирования дисперсных смесей.

Модифицирование композиций из нефелинового шлама и фосфогипса активированными гидросиликатами кальция, полученными в РПА в условиях высокоимпульсной гидродинамической обработки нефелинового шлама, позволило достичь высоких прочностных показателей после устранения избыточной влаги и прессования смеси.

Использование высокодисперсных активированных кристаллогидратов с удельной поверхностью по БЭТ до 100 м ²/г в контактных зонах частиц способствует увеличению их когезионных и гидратационных свойств, приводящих к конденсации в водостойкий камень.

Для рассматриваемых вяжущих главными условиями конденсации является прессование. Однако, их твердение возможно и за счет уменьшения водных пленок между макрочастицами в результате сушки, пропаривания или автоклавирования водосодержащих систем. В этом случае прочность индивидуальных контактов оказывается существенно меньше, однако минимальны и значения средней плотности получаемого камня. Такой прием конденсирования рационален при получении на основе этих вяжущих легких и теплоизоляционных материалов. Следует также отметить, что к особым свойствам выше указанных вяжущих относится способность камня упрочняться при отрицательных температурах.

Таким образом, активация вяжущих композиций в роторно - пульсационных аппаратах позволяет в 1,5 3,5 раза повысить прочность камня, прессованного при одних значениях давления, или снизить давление прессования без изменения прочностных показателей образцов.