Труды КНЦ вып.5 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 5/2015(31))
10 он— I— I— I— j— ■— і— I— I— I— I— і— I— 200 400 600 800 1000 1200 1400 Э уд , м2/кг Зависимость прочности при сжатии (Ясж) образцов геополимеров на основе НК от удельной поверхности (Syd) НК. ЖС:модуль 1.5, содержание Na20 - 3.0%. Атмосфера МА - воздух. Сроки твердения, сут: 1 - 7; 2 - 28; 3 - 180; 4 - 360. Под экспериментальными точками приведены значения В/Т соответствующих образцов Как следует из данных, приведенных на рисунке, механоактивация НК дает возможность получать порошки с удельной поверхностью 1000-1300 м 2 /кг, что приводит к синтезу геополимеров с прочностями к 360 сут, равными 5-9 МПа, в то время как при £уд = 300 м2/кг эта величина составляет не более 1.5 МПа. Учитывая, что геополимеры на ЖС не являются гидравлическими вяжущими, необходимо было выяснить их поведение в различных условиях твердения. С этой целью образцы после 7 -суточного твердения во влажных условиях были помещены в воду и на воздух с относительной влажностью 65%. В этих условиях они хранились 21 сут (со дня изготовления их возраст - 28 сут). Оценку водостойкости и воздухостойкости определяли по отношению прочности при сжатии образцов водного твердения (Кр28) и на воздухе (Кв28) к прочности образцов 28 сут твердения во влажных условиях. Установлено, что с увеличением тонкости помола воздухостойкость падает (табл.3). При водном и влажном твердении намечается рост прочности при увеличении удельной поверхности. Вместе с тем коэффициент К р 28 - низкий и составляет 0.48-0.60, что указывает на необходимость придания материалу водостойкости. Таблица 3. Влияние удельной поверхности НК на прочность при сжатии (Ксж) образцов геополимеров в зависимости от условий твердения с^уд, м /кг В/Т Ясж, МПа, через ... сут 82 8 2 7 28 влага вода влага вода воздух 296 0.205 0 . 8 0.7 1 .1 0 . 6 23.7 0.55 21.55 429 0.205 1 .2 1 .2 1 .6 0 . 8 26.3 0.50 16.44 610 0 . 2 1 2 . 2 1.7 2.3 1 .1 25.4 0.48 11.04 975 0 . 2 2 1.9 1.7 2.5 1.5 18.9 0.60 7.56 Примчание. ЖС: модуль 1.5, содержание Na20 - 3.0%. Атмосфера МА - воздух. С учетом того, что водостойкость геополимеров на основе НК и ЖС недостаточна, далее нами были исследованы вяжущие свойства композиции на основе НК с добавлением шлака. Установлено, что при близких удельных поверхностях НК, значениях В/Т и количествах Na2O в образцах композиции НК-ЖС на ранних стадиях твердения (до 28 сут) атмосфера МА (воздух или СО2) незначительно влияет на Ясж (табл.4). Однако в возрасте образцов 180 и 360 сут для композиции с 10% шлака отчетливо проявляется преимущество углекислого газа как среды МА. Добавка шлака к НК приводит к увеличению прочности. Если для образца № 1 она к 360 сут составляет 4.9 МПа, то для № 7 она равна 21.9 МПа, т.е. в 4.7 раза больше. При МА композиции в атмосфере СО 2 в сроки до 28 сут отмечается замедленный рост прочности по сравнению со смесью, механоактивированной в воздушной среде, а к 180 сут прочности сравниваются. Эта тенденция, по-видимому, объясняется тем, что в первые сроки карбонизированная поверхность частиц композиции реагирует с ЖС с образованием Na 2 CO3, в результате скорость синтеза геополимера падает. С увеличением количества шлака в композиции более 5 мас. % получено водостойкое вяжущее с прочностью при сжатии в 28-суточном возрасте до 22 МПа с коэффициентом водостойкости Кр28=0.85-91, при высокой воздухостойкости (Кв 28 =1.4-2.2). Несомненный интерес представляет замена в изученной композиции НК на нефелинсодержащие хвосты обогащения ОАО «Апатит». Содержание Al 2 O 3 в хвостах примерно на 10 мас. % меньше, чем в НК. Хвосты и НК различаются между собой также по содержанию апатита (и, соответственно, по содержанию P 2 O5). В НК 540
Made with FlippingBook
RkJQdWJsaXNoZXIy MTUzNzYz