Свойства минеральных вяжущих в значительной степени зависят от его удельной поверхности и гранулометрического состава. Исследовано влияние тонкости помола и гранулометрического состава алюмосиликатной составляющей на свойства ШЩВ, а также влияние удельной поверхности и вида щелочного компонента на активность ШЩВ …

Удельная поверхность и гранулометрический состав в значительной степени определяют свойства минеральных вяжущих веществ.
Для каждого вида вяжущего установлена тонкость помола, рационально подобранная с точки зрения обеспечения определенного уровня свойств при оптимальном расходе энергоресурсов.
Для шлакощелочных вяжущих (ШЩВ) в соответствии с ТУ 67-1020-89 "Вяжущее шлакощелочное" и Рекомендациями НИИЖБ [1] удельная поверхность шлака должна составлять не менее 250-300 м²/кг (по остатку на сите .008 не более 9-10%).
Анализ известных исследований показал различие в мнениях относительно величины удельной поверхности, обеспечивающей максимальную активность ШЩВ. По разным данным она составляет 350-400 м²/кг [2], 450-550 м²/кг [3], 600 м²/кг [4]. Что касается гранулометрического состава, то по результатам работы [5] решающее значение на рост прочности оказывают фракции до 5 мкм.
Свойства ШЩВ зависят также и от вида щелочного компонента. Нами исследовано влияние тонкости помола и гранулометрического состава алюмосиликатной составляющей на свойства ШЩВ с затворителями из различных щелочных компонентов.
В качестве алюмосиликатной составляющей в работе использован гранулированный доменный шлак Орско-Халиловского металлургического комбината (ОХМК, Мо=1,001, Ма=0,205, Кк=1,4), а в качестве щелочных компонентов - водные растворы едкого натра, соды и жидкого стекла. Шлак измельчался в лабораторной мельнице МПЛ-1 до удельной поверхности 300-900 м²/кг (по ПСХ-9). Прочность образцов определялась после ТВО.
Результаты проведенных исследований по влиянию удельной поверхности шлака на свойства ШЩВ приведены на рис.1 и табл.2. Из представленных данных следует, что увеличение удельной поверхности приводит к росту значений нормальной густоты, и прочности сокращению сроков схватывания. Независимо от вида щелочного компонента прочность образцов шлакощелочного камня (ШЩК) максимальна при удельной поверхности 650-700 м²/кг.

Полученные результаты, вероятно, объясняются следующим. Методом лазерной диспергации объекта установлено, что с увеличением удельной поверхности в диапазоне 700-800 м²/кг происходит снижение содержания фракции 5-20 мкм с 48,4% до 42,4% при росте содержания фракций менее 5 мкм и 20-100 мкм. На повышение прочностных характеристик в значительной степени оказывает влияние фракций 5-20 мкм.

Исследования влияния удельной поверхности и вида щелочного компонента на активность ШЩВ показали, что увеличение удельной поверхности шлака с 300 м²/кг до 650-700 м²/кг позволяет повысить марочную прочность ШЩВ. При использовании в качестве щелочных компонентов соды, едкого натра и жидкого стекла активность увеличивается с М300 до М700, с М400 до М600 и с М200 до М400, соответственно.

Таким образом, проведенные результаты позволили установить, что величина удельной поверхности алюмосиликатной составляющей, при которой активность ШЩВ на шлаке ОХМК максимальна, составляет 650 м²/кг и не зависит от вида щелочного компонента. Повышение прочностных характеристик в значительной степени может быть связано с содержанием фракции 5-20 мкм.

Список литературы:

1. Рекомендации по изготовлению шлакощелочных бетонов и изделий на их основе. - М.: НИИЖБ Госстроя СССР, 1986. - 55с.
2. Костенко-Костенчук В.П. Мелкозернистые бетоны на основе шлакощелочного вяжущего и заполнителей различной крупности // Автореф.к.т.н. - Киев, 1981. - 22с.
3. Гелевера А.Г. Быстротвердеющие и особобыстротвердеющие высокопрочные шлакощелочные вяжущие // Автореф. дисс. .к.т.н. - К., 1986. - 20с.
4. Глуховский В.Д. Шлакощелочные вяжущие и мелкозернистые бетоны на их основе. - Ташкент.: Узбекистан, 1978. - С.485.
5. Sato K., Konishi E. и Fukaya K. Patride size influence on slag hydratation // Rev. 39. Gen. Meet. Cem. Assoc. Jap. Techn. Sess. Tokyo, -1985. .p.46-49.

Соколов А.А., аспирант,
Хабибуллина Н.Р., канд. техн. наук., доц.,
Рахимов Р.З., д-р техн. наук, проф.,

Казанская государственная архитектурно-строительная академия

C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка цемента можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок цемента в России».