Водопоглощение кирпича - это склонность к впитыванию и хранению влаги, для обозначения которой используются соотношение объема впитанной влаги и материала. Данное значение возрастает по мере увеличения пустот в структуре кирпича. Как известно, наличие внутренних пор также негативно сказывается на прочности изделия и его стойкости к перенесению нагрузок. При температурах ниже нуля находящаяся внутри кирпича вода увеличиваясь в объеме вызывает его разрушение. По этой причине, прочность и морозостойкость находятся в прямой зависимости от степени поглощения воды. Проще говоря, чем меньше воды в кирпиче, тем выше срок его службы.
Водопоглощение прессованного лего кирпича в 2,5 раза меньше чем керамического. Это значит, что срок эксплуатации его в условиях нестабильного зимнего климата средней полосы будет больше, а в помещении при одинаковых схемах вентиляции влажность ниже.
Лего кирпич и флюат пропитка
Для повышения атмосферостойкости гиперпрессованных материалов типа лего кирпич произведенных из горных пород их подвергают обработке различными химическими соединениями под общим названием флюаты. Действие флюат пропитки для бетона основано на уплотнении поверхности за счет образования нерастворимых соединений, закрывающих поры на поверхности изделия. В более узком смысле слова к флюатам относят соли кремнефтористоводородной кислоты, при обработке которыми карбонатных пород (мрамора, известняков, доломита и др.) нерастворимые соединения фтористого кальция, магния, кремнекислоты, значительно уплотняют материалы в поверхностном слое, соответственно уменьшая их гигроскопичность, водопоглощение, паропроницаемость и повышая их атмосферостойкость, сопротивление истиранию и устойчивость против некоторых слабых химических разрушающих агентов. Раствор флюата концентрацией 12-20 % наносят на чистую сухую поверхность материала один, два или три раза, в зависимости от пористости камня. Расход флюата – 120-160 г на 1 м2 изделия.
Принцип работы флюатов как нельзя лучше подходит к технологии гиперпрессования лего кирпича, и подлежит дальнейшему изучению.
Снижаем водопоглощение кирпича лего
В рамках проводимых исследований, было реализовано химическое модифицирование сырья для лего кирпича, которое состояло в увлажнении отсева, входящего в состав, по объему 1 – 3 % водным раствором HF до влажности 12 %. Увлажнение осуществлялось до перемешивания компонентов формовочной смеси. После проведения процесса химического модифицирования отсев смешивался с портландцементом и водой. Общая влажность полученной формовочной смеси составляла 12 %. Исследование прочности при сжатии разработанных составов осуществлялось на образцах – цилиндрах (h = 50 мм; Ø = 50 мм), заформованных при давлении 15 МПа и твердевших в нормальных условиях в течение 28 суток.
Зависимость формирования прочности при сжатии образцов от концентрации водного раствора HF представлена на рисунке 1.
Рисунок 1. Формирование прочности при сжатии прессованного каменного материала на основе отсевов, модифицированного раствором НF, при содержании цемента: а - 50 %, б -20 %
Прочность образцов, содержащих отсевы дробления, модифицированные водным раствором HF с концентрацией 3 %, при содержании гидравлического вяжущего в исследуемом диапазоне, возросла на 36 – 104 % по сравнению с аналогичными составами, изготовленными без применения модификатора. В частности, в составах с содержанием цемента 20 % от массы твердых материалов введение модификатора способствовало повышению прочности до 25 МПа. При увеличении содержания цемента до 50 % прочность при сжатии материала возросла на 24,9 МПа (с 23,9 до 48,8 МПа).
Модификация ОДКП обеспечивает химическое взаимодействие модификатора с карбонатным наполнителем с образованием фторидов, обеспечивая уплотнение поверхности частиц, а также оказывает влияние на формирование структуры прессованного материала на стадии твердения цемента на границе раздела фаз.
В результате проведения рентгенографического фазового анализа отсевов карбонатных пород, модифицированных 3 %-ым водным раствором фтористоводородной кислоты было обнаружено понижение доли исходных минералов доломита вследствие их взаимодействия с модификатором с образованием фторидов (рисунки 2-3).
Рис. 2. Результаты рентгенографического фазового анализа отсева карбонатных пород
Химическое взаимодействие водного раствора HF с отсевами дробления приводит к образованию соединений MgF2 и СаF2, характеризующихся высокой прочностью и водостойкостью. Структура прессованного каменного материала уплотняется и упрочняется под действием модификатора. В частности водопоглощение исследуемого материала снизилось на 2 % (с 16 % до 14 %) и на 2,9 % (с 8,0 % до 5,1 %) при введении химического модификатора в составы с содержанием цемента 20 % и 50 % соответственно. Анализ графиков, представленных на рисунке 1, позволил установить, что рациональной, с точки зрения интенсификации набора прочности модифицированного прессованного каменного материала и экономичности, является концентрация раствора HF равная 1 %.
Рис. 3. Результаты рентгенографического фазового анализа отсева карбонатных пород, модифицированных 3-%-ым водным раствором HF
