Влияние минералогического состава цемента и условий твердения на свойства асбестоцемента

Автор исследовал влияние минералогического состава цемента на свойства асбестоцемента на 12 цементах, изготовленных в лаборатории кафедры вяжущих веществ МХТИ им. Менделеева, и на 8 заводских цементах, значительно различающихся по минералогическому составу.
Было установлено, что при воздушно-влажном хранении асбестоцемента влияние минералогического состава цемента на прочность асбестоцемента выражается величинами, приведенными в табл. 16. Из таблицы видно, что каждый процент снижения содержания в цементе одних клинкерных минералов за счет повышения содержания других вызывает соответственное снижение или повышение прочности асбестоцемента при изгибе.

Таблица 16. Влияние отдельных минералов на прочность асбестоцемента
Клинкерные минералы, содержание которых в цементе понижается на 1% Клинкерные минералы, содержание которых в цементе повышается на 1% Снижение (—) или повышение (+) предела прочности при изгибе асбестоцемента в % после твердения через
10 суток 20 суток 40 суток 90 суток
C3 S
C3 S
C2 S
C2 S
C3 A
C2 S
С3 А
С3 А
С4 AF
С4 AF
—0,5
+0,3
+1,1
—0,55
—0,7
—0,3
—1,5
—0,45
—0,6
+ 1,2
—0,3
—0,4
+0,5
—0,4
+0,4
—0,2
—0,7
—0,3
—0,3
+ 1

Мы видим, что наибольшую прочность асбестоцементным изделиям в поздние сроки хранения (90 суток) придают цементы с высоким содержанием силикатов кальция и низким — алюминатов, т. е. с высоким силикатным модулем. Четырехкальциевый алюмо-феррит обеспечивает большую конечную прочность, чем трехкальциевый алюминат. Поэтому для производства асбестоцементных изделий предпочтителен цемент, алюминаты которого представлены преимущественно четырехкальциевым алюмоферритом.
Трехкальциевый алюминат повышает прочность асбестоцементных изделий лишь в первые сроки твердения; в асбестоцементе уже примерно двухнедельной выдержки не только трехкальциевый, но даже и двухкальциевый силикат повышает прочность при изгибе в большей степени, чем трехкальциевый алюминат.
Положительно влияет трехкальциевый алюминат лишь на технологический процесс производства асбестоцементных изделий, так как способствует быстрому нарастанию прочности в начальные сроки твердения и позволяет тем самым сократить время выдерживания сформованных асбестоцементных листов и труб на прокладочных листах и формах.
Качество асбестоцементных изделий характеризуется не только пределом их прочности при изгибе (это важнейшая характеристика), но также и ударной вязкостью (сопротивляемость динамическим нагрузкам), короблением и водопоглощением. Сопротивляемость ударным нагрузкам очень важна для всех асбестоцементных изделий, так как все они подвергаются ударам при погрузке, разгрузке, перевозке, а многие из них и при эксплуатации.
Коробление, т. е. изменение начальной формы, имеет большое значение при эксплуатации асбестоцементных листовых материалов. Больше всего коробятся асбестоцементные листы при одностороннем увлажнении. Это свойство особенно отрицательно сказывается при использовании асбестоцементных листовых изделий в качестве кровельных материалов, где они периодически смачиваются и высушиваются.
При изучении влияния минералогического состава цемента на ударную вязкость, коробление и объемный вес асбестоцемента воздушно-влажного хранения было установлено, что несколько большей ударной вязкостью обладают асбестоцементы на основе цементов с повышенным содержанием трехкальциевого алюмината, a затем белитовых цементов.
Преобладание в цементе трехкальциевого или двухкальциевого силиката на коробление асбестоцемента заметно не влияет. Что же касается влияния на коробление асбестоцемента алюмината, то повышенное содержание его в цементе увеличивает коробление асбестоцементных изделий.
Наименьшее водопоглощение имеют асбестоцементы, изготовленные на алитовых цементах с повышенным содержанием C3S.
Асбестоцементная промышленность широко применяет комбинированное выдерживание асбестоцементных изделий водное и воздушное), а также ускоренное твердение изделий (пропаривание).
Изучение влияния условий твердения на свойства асбестоцемента (предел прочности при изгибе, водопоглощение и объемный вес), изготовленного на цементах различного минералогического состава, показало, что пропаривание создает условия для быстрого нарастания прочности асбестоцемента в начальные сроки твердения, а затем приводит к замедленному росту прочности. Для асбестоцементов, полученных на основе цементов с большим тепловыделением (быстротвердеющие алитовые) и с повышенным содержанием трехкальциевого алюмината, наиболее характерно замедление роста прочности после пропаривания. В связи с этим асбестоцемент, изготовленный на алитовых цементах, и особенно на цементе с повышенным содержанием трехкальциевого алюмината, не следует пропаривать (или выдерживать в горячей воде) при температурах, превышающих 40—50° С.
Наиболее благоприятно воздействует пропаривание на свойства асбестоцемента, изготовленного на цементах с повышенным содержанием четырехкальциевого алюмоферрита.


Асбестоцемент