ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВОГО СОСТАВ СИЛИКАТНОГО КИРПИЧА НА ОСНОВЕ ИЗВЕСТКОВО-ТУФФИТОВОГО ВЯЖУЩЕГО

АННОТАЦИЯ

В работе представлены результаты исследования фазового состава силикатного кирпича на основе известково-туффитового вяжущего. Анализ рентгенограмм показал, что цементирующее соединение в образцах с содержанием исходного туффита также как и в образцах с содержанием термообработанного туффита представлено низко основными гидросиликатами кальция CSH(B) так же на обоих образцах наблюдается остаточный кварц SiO₂.

В образцах с добавкой не обожженного туффита образуется гиролит (эндоэффект при140-150; 700-780 ступенчатая дегидратация и экзоэффект 820, кристаллизация α-CS и рефлексы 9,89; 7,90 Å), но при этом образуются и двухосновные гидросиликаты C₂SH(А).

ABSTRACT

The paper presents the results of the study of the phase composition of silicate bricks based on lime-tuffite binder. Analysis of X-ray diffraction patterns showed that the cementing compound in the samples with the initial tuffite content, as well as in the samples with the heat-treated tuffite content, is represented by low-basic calcium hydrosilicates CSH (B), and residual quartz SiO₂ is observed on both samples.

In samples with the addition of unbaked tuffite, gyrolite is formed (endothermic effect at 140-150; 700-780 stepwise dehydration and exo-effect 820, crystallization of α-CS and reflections 9.89; 7.90 Å), but dibasic hydrosilicates C₂SH (A ).

Ключевые слова: известково-туффитовое вяжущее (ИТВ), эндотермический эффект, туффит, прочности при сжатии, водопоглощение, средняя плотность.

Keywords: lime-tuffite binder (LTB), endothermic effect, tuffite, compressive strength, water absorption, average density.

В последнее время наметилась тенденция к расширению разработок и изысканию новых добавок, обладающих полифункциональным воздействием на физико-механические свойства силикатных материалов, позволяющих снизить их себестоимость.

Особый интерес представляет использование в качестве активной минеральной добавки в силикатном материале автоклавного твердения, кремнисто-карбонатной породы, в частности, туффита Керменинского месторождения.

Выбор туффита в качестве сырья для получения активной минеральной добавки еще обусловлены доступностью сырья - ее залежи повсеместно встречаются на территории Навоийской области, а также малой изученностью процессов, протекающих при термической обработке туффита в диапазоне низких температур.

С помощью дифференциально-термического, рентгенофазового и сканирующей электронной микроскопической методами анализа были исследованы фазовые новообразования образцов с добавкой 20% темообработанного туффита и с добавкой 20% не обожжённого туффита автоклавированных по режиму (2+6+2, давление 0,8 МПа). [3]

Анализ рентгенограмм показал, что цементирующее соединение в образцах с содержанием исходного туффита также, как и в образцах с содержанием термообработанного туффита представлено низко основными гидросиликатами кальция CSH(B) так же на обоих образцах наблюдается остаточный кварц SiO₂. В образцах с добавкой не обожженного туффита образуется гиролит (эндоэффект при140-150; 700-780 ступенчатая дегидратация и экзоэффект 820, кристаллизация α-CS и рефлексы 9,89; 7,90 Å), но при этом образуются и двухосновные гидросиликаты C₂SH(A).

В образцах с содержанием термобрабтанного туффита наряду с гидросиликатами кальция образуются гидрогранаты (эндоэффект при 340°С и рефлексы 5,04; 3,08; 2,75;1,68 Å на рис 1, а). По-видимому, в образце из термообработанного туффита аморфизированный метакаолинит Al₂O₃∙2SiO₂, который синтезируются за счет дегидратированных при обжиге глинистых минералов полностью гидролизуется и превращается в агрегаты кристалликов гидрогранатов.

Идентификация CSH(B) с помощью РФА затруднена, так как наиболее сильный рефлекс 3,03; 1,54 Å совпадает с рефлексом карбоната кальция.

Для уточнения приведенных данных был выполнен термографический анализ тех же образцов.[4] Анализ термограмм привёл к следующим выводам. Интенсивный и широкий эндотермический эффект с максимумом при 140–168⁰С вызван удалением адсорбированной воды из образцов (рис. а и б). Интенсивный экзотермический эффект при температуре 820-860°С вызван присутствием низкоосновного гидросиликата кальция, который при этой температуре окончательно теряет остатки воды. Слабые эндотермические эффекты при 755–757°С обусловлены декарбонизацией CаCO₃. 

Рисунок 1. Рентгенограмма продуктов гидратации автоклавированных образцов с добавкой 20% не обожжённого туффита (а) и с добавкой 20% темообработанного туффита (б).

На термограмме образца с содержащего термообработанного туффита эндотермический эффект при 282,9 – 283 – 284,8⁰С и 483,7 – 482 – 489,5⁰С и 665 – 618⁰С обусловлен дегидратацией гидрогранатов кальция C₃AS₂H₂, а при 557–567⁰С – очевидно вызван полиморфным превращением β-кварца в α-кварц. На термограмме образца с содержащего исходного туффита эндотермический эффект при 40-150⁰С и 700-780⁰С обусловлен дегидратацией гиролитов.

Список литературы:

1. Таиров А.А., Нудельман Б.Н. Улучшение сцепления силикатного кирпича с раствором // Строительные материалы. – 1969. – № 9. – С. 27-31.
2.  Джандуллаева М.С., Атакузиев Т.А. Возможность использования термообработанного туффита в качестве гидравлически активной добавки при производстве силикатных изделий // Химическая промышленность. - Санкт-Петербург, –2017. т. 94. – №1. – С. 27-30.
3. Рахимов Р.А. Физико-химические основы автоклавной технологии силикатных материалов с улучшенными эксплуатационными свойствами. Авт.реф.докторской диссертации. Ташкент, –2008, – 42 с.
4. Федоркин С.И. Механоактивация вторичного сырья в производстве строительных материалов. - Симферополь: Таврия, 1997. - 180 с.