Гидрофобизация глины для использования в бетоне

[Максим0]

08.02.2024 в 07:51, москатель сказал:

Высказывания касательно ограничений применения керамзитобетона в несущих конструкциях, видимо, идут из (я надеюсь)) результатов работы испытательных лабораторий. Я сам в такую носил образцы своего асфальтобетона, видел, что парни "сурьёзные", прессы, аппаратура. А сам я на стройке кувалдой рушил керамзитобетонную плиту - крошится, как печенье или вафля) Наверное, дело не в порах, а каркасности. Щебень сам по себе прочен (на сжатие) и не даёт центров начала разрушения всей бетонной отливки. А керамзит, занимая значительно много места в отливки, легко растрескивается при сжатии всей конструкции и служит, видимо, элементом, с которого начинает разрушаться вся конструкция.

    * Вот, ведь! Написал и задумался: а не пишу ли я, как пресловутый ментор форума Shizuma Eiku? С одной стороны хорошо, что он барражирует по форуму - вроде прививки от графоманства, с другой стороны - ощущение соприкосновения с чем-то связанным с болезнью. Большим одеялом, вроде, которым в детстве укрывали при простуде. Одеяла было много (как его писанины), ощущение выключенности из обычной мальчишеской жизни оно только усиливало (типа: ну, вот совсем я заболел), а помощи/лечения от него было - только в способности согреться. Повзрослев, я понял, что лучше избегать болезни, а уж, заболев, не считать одеяло лечебным элементом.

Теоретически существует даже керамзит с прочностью П400 (рекомендуется для конструкционного керамзитобетона), но на практике в Челябинске крепче П150 (рекомендуется для конструкционно-теплоизоляционного керамзитобетона) не купить, собственно с таким и планирую поставить опыты. Вот и надеюсь что получится рецепт годного керамзитошифера для конструкционно-теплоизоляционных целей.

Я тоже ломал и сверлил разный керамзитобетон... при открытой пористости (керамзитоблоки, включая полнотелые) ломается легко, а если пористость закрытая (панель), процесс выходит потным (такие панели по механике хороши, но слишком тяжёлые и теплопроводные), но там на сколе и доля керамзита около 50%. Я же планирую получить высокую объёмную долю керамзита с беспористым связующим между него, приближенным к нему по механике (асбоцементная смесь) в надежде на достижение однородной жёсткости.

Что вы подразумеваете под "каркасностью" и как можно бороться с её негативными проявлениями?

   * Поток сознания плох тогда, когда не в тему или сознание присутствует лишь номинально, но вас миновала чаша сия, пишите дальше, ваше мнение ценно для меня - к примеру сейчас я прочитал о "каркасности"... вдруг победа именно над ней осчастливит самостройщиков, да и нам толковые вещи позволит отолить?

[москатель]

Ну, Вы же, наверняка, знаете, что бетон - это композиционный материал. В таких материалах разумно введённый компонент выполняет свою функцию в ансамбле с остальными, а не сам по себе, как какой нибудь Дениска диссонансно орёт в общем хоре. Щебень в асфальтобетоне и в ц/бетоне тоже должен работать ансамблем. В теме Вольный Сяншен упомянул о прорастании кристаллов в поры щебня. Однако, именно поверхностные ситуации зачастую и не рассматриваются составителями -проектировщиками. Каркасность для них термин объясняющий (без конкретного деталирования) всё. Каркасность - не совсем чёткий термин. Это и способность "держать форму" материала вроде резиновой смеси  и образование несущей конструкции (из отдельных участников), которая якобы и обеспечивает прочность и даже устойчивость системы, вообще. В среде спецов принято считать, что не битумно-кальциевая сетка, а именно щебёнка даёт каркас (битум-Са сшивка не ползёт) и прочность при сжатии. А я принёс в испытательную лаб свои образцы без щебня (на песке, как сейчас, вроде бы не делают) - спецы удивились. Но, я их заверил, что это просто промежуточные испытания связующего. Потом я, конечно, буду, как все на щебне делать. А потом, когда я за результатами пришёл, они выглядели ещё более удивлёнными: образцы выдержали испытания на сжатие так, как и с щебёнкой не выдерживают. Аналогично и с ц/бетоном. Каркасность обеспечивается щебнем. А как? Отдельные камешки же разделены пц-телом. Через него, что ли механическая деформация передаётся? Или щебень касается друг друга?

В общем, в Вашем случае: керамзит - не щебень (по прочности к сжатию). Но, щебень бывает магнезитовый - крошится под ногой. А керамзит бывает с закрытыми порами и пружинит при ударе. Вам бы обволочь чем-то эластичным неорганическим керамзит. Да, так, чтобы обволакиватель соединялся с пц -телом координационными связями (ковалентные немобильны - держат, держат - херак - лопнули).  Хризотил - мягкий волокнистый силикатный минерал - может и самое то. И силикат (родственник). Но, у него нет элементов, способных к образованию координационной связи. Цементы не все содержат алюминий. Вот я бы (если бы этим занимался) в направлении поиска добавки - посредника (вторая, третья группа?) работал. Хотя, по доставабельности - чего там: алюминий, да цинк - реальны? Мне вот поэтому dmr -вская глина понравилась: незамеченный (можно даже сказать - халявный) источник алюминия в удобной для производственного молекулярного монтажа форме)) 

08.02.2024 в 11:07, Максим0 сказал:

Я же планирую получить высокую объёмную долю керамзита с беспористым связующим между него, приближенным к нему по механике (асбоцементная смесь) в надежде на достижение однородной жёсткости.

? Только выражение "однородная жёсткость" мне не нравится. Вы читали Шрёдингера «What is life?» (на русском есть)? У него такая обобщающая мысль там изложена о апериодическом кристаллическом устройстве жизненных материалов. Всеобщая жёсткость до добра не доведёт - чередование (да, ещё апериодическое) жёстких элементов - продуктивнее.

[podlyinarod]

07.02.2024 в 14:48, Вольный Сяншен сказал:

только каждую крупинку надо обмазать хотя бы минимальным слоем цемента, чтобы они срослись. На крупные крупинки расход меньше в пересчёте на куб.

Цемента в тяжёлых бетонах надо меньше, чем в пескобетонах (без щебня) в основном потому, что объем между частицами, который надо заполнить цементным молочком, меньше. Скажем, в литровую банку, заполненную песком, влезет 0,3 л воды. Примерно то же с щебнем - при условии геометрического подобия частиц щебня и песка. А вот если в банку с щебнем засыпать с вибрацией песка, то потом воды влезет чуть больше 0,09 л. То же с цементным молочком. Так как заполнителя больше, и прочность у тяжёлого бетона больше, чем у пескобетона.

Играясь в том числе фракционным составом заполнителей, делают спецбетоны прочностью аж 100 МПа и даже выше.

[Максим0]

08.02.2024 в 14:29, москатель сказал:

Ну, Вы же, наверняка, знаете, что бетон - это композиционный материал. В таких материалах разумно введённый компонент выполняет свою функцию в ансамбле с остальными, а не сам по себе, как какой нибудь Дениска диссонансно орёт в общем хоре. Щебень в асфальтобетоне и в ц/бетоне тоже должен работать ансамблем. В теме Вольный Сяншен упомянул о прорастании кристаллов в поры щебня. Однако, именно поверхностные ситуации зачастую и не рассматриваются составителями -проектировщиками. Каркасность для них термин объясняющий (без конкретного деталирования) всё. Каркасность - не совсем чёткий термин. Это и способность "держать форму" материала вроде резиновой смеси  и образование несущей конструкции (из отдельных участников), которая якобы и обеспечивает прочность и даже устойчивость системы, вообще. В среде спецов принято считать, что не битумно-кальциевая сетка, а именно щебёнка даёт каркас (битум-Са сшивка не ползёт) и прочность при сжатии. А я принёс в испытательную лаб свои образцы без щебня (на песке, как сейчас, вроде бы не делают) - спецы удивились. Но, я их заверил, что это просто промежуточные испытания связующего. Потом я, конечно, буду, как все на щебне делать. А потом, когда я за результатами пришёл, они выглядели ещё более удивлёнными: образцы выдержали испытания на сжатие так, как и с щебёнкой не выдерживают. Аналогично и с ц/бетоном. Каркасность обеспечивается щебнем. А как? Отдельные камешки же разделены пц-телом. Через него, что ли механическая деформация передаётся? Или щебень касается друг друга?

В общем, в Вашем случае: керамзит - не щебень (по прочности к сжатию). Но, щебень бывает магнезитовый - крошится под ногой. А керамзит бывает с закрытыми порами и пружинит при ударе. Вам бы обволочь чем-то эластичным неорганическим керамзит. Да, так, чтобы обволакиватель соединялся с пц -телом координационными связями (ковалентные немобильны - держат, держат - херак - лопнули).  Хризотил - мягкий волокнистый силикатный минерал - может и самое то. И силикат (родственник). Но, у него нет элементов, способных к образованию координационной связи. Цементы не все содержат алюминий. Вот я бы (если бы этим занимался) в направлении поиска добавки - посредника (вторая, третья группа?) работал. Хотя, по доставабельности - чего там: алюминий, да цинк - реальны? Мне вот поэтому dmr -вская глина понравилась: незамеченный (можно даже сказать - халявный) источник алюминия в удобной для производственного молекулярного монтажа форме)) 

? Только выражение "однородная жёсткость" мне не нравится. Вы читали Шрёдингера «What is life?» (на русском есть)? У него такая обобщающая мысль там изложена о апериодическом кристаллическом устройстве жизненных материалов. Всеобщая жёсткость до добра не доведёт - чередование (да, ещё апериодическое) жёстких элементов - продуктивнее.

Благодарю за совет.

Самые крепкие стяжки у меня получились на узкой фракции (не суть важен размер песчинок, важен их разброс) травлёного кварцевого песка... но в то же время кварцевый песок слишком хорошо проводит тепло, да и увесист, отчего в керамзитошифере я решил от него отказаться.

Считается что в классическом бетоне ПЦ для наибольшей прочности должен полностью покрывать щебень или гравий, а значит, в идеале крупный наполнитель не должен непосредственно касаться самого себя.

Как я Вас понял главное для прочности керамзитошифера - неким образом активировать хризотил.

Из отходов богатых цинком и алюминием у меня изобилие раствора сульфатов на основе сульфата цинка и обрезки сплава В95 (88% алюминия, 6% цинка), сульфаты сливаю в карьер, обрезки с каустиком пускаю на водород и тоже сливаю в карьер. Про цинк начитан что он сильно замедляет схватывание цемента. Но если эти элементы добавленные в промильных концентрациях резко улучшат свойства, то появится экономический смысл их специально покупать для этого дела в их оптимальных формах.

Глину накопать и отмучить не проблема, но самая светлая поблизости жёлто-серая, в сухом веществе примесей у неё будет 5-10%, беленький каолин поблизости найден только в магазине. Но как её с пользой применить? Самые прочные образцы ПЦС (проверка дюбельным пистолетом) у меня получились после глубокой очистки песка от глины.

Про продуктивность очень любопытно! Я понимаю что в погоне за жёсткостью может получится слишком хрупкий материал. Но и эластичный материал тоже не требуется. В идеале по механике нужно получить одновременно высокие: прочность, жёсткость и вязкость... чтобы и забитый гвоздь крепко держался, и стену от несимметричной нагрузки не выгнуло.

Изменено 8 Февраля, 2024 в 13:57 пользователем Максим0

[Вольный Сяншен]

08.02.2024 в 12:29, москатель сказал:

Каркасность обеспечивается щебнем. А как? Отдельные камешки же разделены пц-телом. Через него, что ли механическая деформация передаётся? Или щебень касается друг друга?

Похоже что так. По крайней мере на изломе бетона щебень сплошняком, песок видимо для выравнивания нагрузки и цемент для финишного заполнения и склейки.

 

08.02.2024 в 12:29, москатель сказал:

Однако, именно поверхностные ситуации зачастую и не рассматриваются составителями -проектировщиками.

Вот, и изом бетона опять же показывает голую поверхность щебня, особенно если там не щебень, а гравий. А значит адгезия цемента там никакая, нет химического связывания.

[москатель]

08.02.2024 в 15:26, Вольный Сяншен сказал:

на изломе бетона щебень сплошняком

- явление из области технической культуры под названием промышленный примитивизм) Думают, поди, что 

 

08.02.2024 в 15:26, Вольный Сяншен сказал:

песок видимо для выравнивания нагрузки и цемент для финишного заполнения и склейки.

 

08.02.2024 в 15:26, Вольный Сяншен сказал:

гравий.

, какой мне встречался, имел кислую поверхность. Как там адгезия осуществляется? 

                ************************

08.02.2024 в 15:07, Максим0 сказал:

Самые крепкие стяжки у меня получились на узкой фракции (не суть важен размер песчинок, важен их разброс) травлёного кварцевого песка

Кислотой? А потом, что же отмывали?

08.02.2024 в 15:07, Максим0 сказал:

главное для прочности керамзитошифера - неким образом активировать хризотил

Ну, можно так сказать.

 

08.02.2024 в 15:07, Максим0 сказал:

(88% алюминия, 6% цинка), сульфаты сливаю в карьер, обрезки с каустиком пускаю на водород и тоже сливаю в карьер.

Жалко. Если бы моё производство работало, я бы у Вас брал. Мы у приёмщиков металлолома одно время скупали лом алюминия и растворяли его в щёлочи - это было дешевле, чем сульфат алюминия покупать оптом в Москве. 

 

08.02.2024 в 15:07, Максим0 сказал:

Про цинк начитан что он сильно замедляет схватывание цемента.

Это солевая форма.

 

08.02.2024 в 15:07, Максим0 сказал:

Глину

пер се нельзя применять. Мы в этой теме обсуждали. Надо укрупнять частицы и снижать уд/поверхность + гасить амфолитную активность. 

 

08.02.2024 в 15:07, Максим0 сказал:

В идеале по механике нужно получить одновременно высокие: прочность, жёсткость и вязкость... чтобы и забитый гвоздь крепко держался, и стену от несимметричной нагрузки не выгнуло.

Под жёсткостью Вы понимаете способность стачиваться, не сжиматься и... соответственно трескаться при превышении предела?

Вязкость - сопротивление пенетрации или ударная вязкость? В сумме требований - это композиционный материал с взаимопроникающими сетками (и чтобы каждая отвечала за своё). Я насчитал штуки три) 

08.02.2024 в 15:07, Максим0 сказал:

если эти элементы добавленные в промильных концентрациях резко улучшат свойства, то появится экономический смысл их специально покупать для этого дела в их оптимальных формах.

Al  и Zn в солевых формах нельзя. Полухелатных. Даже в глинах Al-OH требует модификации. У себя бы я взял из цеха (сейчас он законсервирован). Вам, может быть, имеет смысл "похимичить", компонуя Ваши растворы (Al) с гиперпластификаторами (именно гипер. Я видел, что и в России начали выпускать). Если в паспорте параметр СООН указывается - тогда легко рассчитать. Может оттитровать, если не указывается? 

Изменено 8 Февраля, 2024 в 12:36 пользователем москатель

[Максим0]

08.02.2024 в 17:36, москатель сказал:

- явление из области технической культуры под названием промышленный примитивизм) Думают, поди, что

, какой мне встречался, имел кислую поверхность. Как там адгезия осуществляется? 

                ************************

Кислотой? А потом, что же отмывали?

Ну, можно так сказать.

Жалко. Если бы моё производство работало, я бы у Вас брал. Мы у приёмщиков металлолома одно время скупали лом алюминия и растворяли его в щёлочи - это было дешевле, чем сульфат алюминия покупать оптом в Москве.

Это солевая форма.

пер се нельзя применять. Мы в этой теме обсуждали. Надо укрупнять частицы и снижать уд/поверхность + гасить амфолитную активность.

Под жёсткостью Вы понимаете способность стачиваться, не сжиматься и... соответственно трескаться при превышении предела?

Вязкость - сопротивление пенетрации или ударная вязкость? В сумме требований - это композиционный материал с взаимопроникающими сетками (и чтобы каждая отвечала за своё). Я насчитал штуки три) 

Al  и Zn в солевых формах нельзя. Полухелатных. Даже в глинах Al-OH требует модификации. У себя бы я взял из цеха (сейчас он законсервирован). Вам, может быть, имеет смысл "похимичить", компонуя Ваши растворы (Al) с гиперпластификаторами (именно гипер. Я видел, что и в России начали выпускать). Если в паспорте параметр СООН указывается - тогда легко рассчитать. Может оттитровать, если не указывается? 

Да. Да.

Я выливаю бочками... а по 200 л везти через всю страну, притом раствор, накладно станет... телушка полушка - да рупь перевоз. Для бизнеса не тот масштаб, а вот на опыты и личное строительство вполне хватит. Потом мои компаньоны держат руку на пульсе читают форум чтобы я не сливал свои контакты и персональные данные, нервничают они оттого неадекватно. А торговать не сливая - проблематично, мои моральные издержки не будут стоить столь скромных доходов.

Под жёсткостью я понимаю модуль Юнга.

Под вязкостью у твёрдых материалов я понимаю ударную вязкость... но оцениваю по сопротивлению пенетрации (глубине вхождения дюбеля) - пусть не по определению, да и смысл немного другой, зато просто и быстро. Ведь они меж собой отлично коррелируют!

А какой полухелат лучше подойдёт? Их-то ведь дополна! А в расчёте на небольшой расход можно и относительно дорогие прикупить.

Гипер, так гипер... лигносульфонат аммония придётся и дальше на грядки выливать.

Титровать с индикаторами умею, около 20 кислотно-основных в наличии имеется, рН-метр непойми во что совать не хочется, четыре электрода уже сдохли.

[москатель]

08.02.2024 в 17:22, Максим0 сказал:

А какой полухелат лучше подойдёт?

[Максим0]

08.02.2024 в 18:41, москатель сказал:

Благодарю за совет.

Правильно ли я понимаю, что Вы советуете непосредственно перед закидыванием в бетономешалку посадить гидроксид алюминия на хризотил?

Изменено 8 Февраля, 2024 в 13:57 пользователем Максим0

[москатель]

08.02.2024 в 17:55, Максим0 сказал:

Правильно ли я понимаю, что Вы советуете непосредственно перед закидыванием в бетономешалку посадить гидроксид алюминия на хризотил?

Не совсем. Я же про гиперпластификатор упомянул. На хризотиле есть Si-O Mg-OH, которые могут замениться на Al, но с гидроксидом, скорее всего будет сшивание, приводящее к молекулярным петлям или укрупнению нитей. Это ничего не даст в плане модификации бетона. Я бы отмывал кислотой хризотил (Вы же лихо песок так моете) - до образования кислой формы (Si-O-H). Гиперпластификатор погасил бы аммиаком и по расчёту (СООН из паспорта или титрованием) приливал бы сульфат алюминия. Готовность полухелата - по невыпадению осадка гидроксида при пробном прикапывании аммиака до рН = 5-6. А теперь полухелат "поженить" на кислой форме хризотила.  Так как конкретно этот процесс я никогда не проводил - неясно сколько брать полухелата на 1 кг хризотила. Проблема  - в малом размере волокон - фибриллы тоньше 0,02-0,03 мкм! Какая же там площадь поверхности? Я бы попробовал оттитровать хризотил: сколько на 1 г приходится свободно обменивающихся групп? Уже бы прояснилось ситуация и дальнейшие шаги. 

    * Модифицированный хризотил может оказаться интересным не только для бережного включения керамзита в бетонный ансамбль. Это будет линейка (в зависимости от степени прививки гипера к Si-O-) неких суперПАВ или неорганических "обрезинитивалей")) При введении в цпс бетонного типа будут образовываться взаимо проникающие сетки (по IUPAC даже не соображу какого порядка!) - что неминуемо даст эффект многомерного пирожка - вроде разные материалы с разными несовместимыми свойствами (Вы же хотели и того и этого)), но в то же время по нашему, по житейски - один материал.