Присутствие глинистых минералов в заполнителях служит серьезным препятствием на пути их использования в портландцементных бетонах. Этим объясняется интерес к вопросу взаимодействия глин с едкими щелочами, возникающими при гидратации шлакощелочного вяжущего.

Работами лаборатории установлено, что природные и обожженные каолин, часовоярская, бентонитовая и др. глины [6, 13—15] взаимодействуют с едкими щелочами в естественных условиях и в условиях гидротермальной обработки, вследствие чего возникают кристаллические щелочные гидроалюмосиликатные новообразования типа гидратной фазы нефелинового состава R2O·Al2O3·2SiO2·nH2O, натролита — R2O·Al2O3·2SiO2·nH2O, анальцима — R2O·Al2O3·4SiO2·nH2O и мусковита — R2O·3Al2O3·6SiO2·nH2O, которые связывают заполнитель в монолитный камень. Эти же новообразования формируются и при взаимодействии каолина с орто- и метасиликатами натрия и калия.


В естественных условиях твердения взаимодействие рассматриваемых композиций не отличается высокой активностью и протекает относительно медленно. В условиях же пропаривания и автоклавиро-вания оно вписывается во временные границы гидротермальной обработки традиционных бетонов и может оказывать существенное влияние на синтез прочности искусственного камня. Предварительный обжиг глинистых минералов при температурах 600° С и более интенсифицирует этот процесс и в естественных условиях твердения, что обусловлено аморфизацией глинистого вещества, которое, подобно сочетанию аморфного кремнезема и гидроокиси алюминия, активно реагирует со щелочами, синтезируя водостойкое вещество состава R2O·Al2O3·4SiO2·nH2O.

Из вышеизложенного следует, что глинистые минералы в природном или обожженном состоянии и смеси аморфного кремнезема и глинозема взаимодействуют с едкими щелочами и низкомодульными щелочными силикатами с образованием водостойких гидратов алюмосиликатного состава, проявляющих вяжущие свойства. Это позволяет отнести смеси таких веществ с едкими щелочами к самостоятельным щелочным алюмосиликатным вяжущим гидратационного твердения [6, 13, 15, 19, 42]. Влияние рассматриваемых систем на синтез прочности бетонов можно проследить на примере смесей каолина, кремнезема и соответствующих гидроокисей (NaOH, КОН), моделирующих по составу альбит, ортоклаз, жадеит и нефелин, в которых соотношение между R2O и Al2O3 равно единице. Синтезированный на их основе искусственный камень, как это видно из табл. 16, обладает значительной прочностью и полной водостойкостью.




Следует отметить, что камневидное вещество, формирующееся в твердеющей системе щелочь — глинистый минерал, сохраняет свою водостойкость и при уменьшении соотношения между R2O и Al2O3 вплоть до 0,7, несмотря на то, что прочность его несколько падает. При снижении же этого соотношения до 0,5 вследствие наличия в синтезируемом камне свободной глины его водостойкость падает.

Зафиксированные показатели прочности и водостойкости глинощелочного теста дают общие представления о степени влияния минералов глин на синтез строительно-технологических свойств шлакощелочных бетонов. Они позволяют утверждать, что это влияние будет положительным в случае, если молярное отношение между содержащимися в материале едкой щелочью в пересчете на R2O и окисью алюминия глинистых минералов близко к единице, и отрицательным, если это отношение меньше 0,5.

Из вышеизложенного следует, что шлакощелочные цементы допускают присутствие глинистых веществ как в составе вяжущего, так и в составе заполнителей, в количествах, оказывающих положительное влияние на их свойства.