Адгезионные свойства гипсового вяжущего в присутствии калийсиликатного цемента - Гипсовые вяжущие вещества и их применение в строительстве
Рассмотрена возможность повышения адгезионных свойств гипсовых вяжущих систем при применении калийсиликатного цемента в сочетании с органическими веществами-модификаторами. Определено влияние каждого из выбранных компонентов на основные свойства гипсовых отделочных смесей. Добавка калийсиликатного цемента повышает щелочность среды гипсового раствора, интенсифицирует процессы растворения и коллоидации полуводного сульфата кальция, ускоряет сроки схватывания массы и снижает ее водоудерживающую способность. Гипсовое вяжущее с добавкой калийсиликатного цемента обладает высокой прочностью сцепления с керамическим основанием. Подобраны порошкообразные органические вещества-модификаторы, позволяющие регулировать процессы схватывания и твердения гипсовых растворов с добавкой калийсиликатного цемента. Высокая адгезионная прочность к керамическому основанию растворов с органоминеральным модификатором обеспечивает значительную экономию гипсового вяжущего в составе отделочных смесей.
Сухие гипсовые смеси для отделочных работ находят широкое применение в современном строительстве, но их состав и свойства постоянно совершенствуются, улучшаются, модифицируются. Необходимостью изменения состава является либо повышение вяжущих и адгезионных свойств смесей, либо экономия вяжущего вещества при сохранении адгезионных свойств смесей на необходимом уровне.
Целью проводимого исследования является определение возможности повышения адгезионной прочности к пористому основанию гипсовых вяжущих и сухих смесей на их основе при использовании органоминерального модификатора.
В составе гипсовых штукатурных и шпаклевочных смесей, как правило, присутствуют порошкообразные наполнители, которые позволяют уменьшить количество вяжущего вещества.
Известно, что тонкодисперсный карбонатный наполнитель (известняковая мука) обладает повышенной реакционной способностью за счет активации его частиц при измельчении. Он заполняет полости между кристаллами дигидрата сульфата кальция, что способствует увеличению прочности контактов между кристаллами, повышению плостности, и как следствие, увеличению прочности и долговечности затвердевших отделочных составов. Степень наполнения и удельная поверхность карбонатных наполнителей оказывает влияние и на водопотребность смесей. Она снижается на 10-15 % при введении 5-20% тонкомолотого известняка. Однако при использовании добавки тонкомолотого известняка в сухой смеси на гипсовых вяжущих наблюдается повышение жесткости раствора и склонность к образованию трещин.
При изготовлении сухих гипсовых смесей, особенно предназначенных для производства штукатурных работ, большое значение имеет правильный выбор добавок, регулирующих начало и конец схватывания. В этом случае необходимо учитывать не только вид гипсового вяжущего, но и рН-среды приготовленного гипсового раствора.
Для замедления сроков схватывания и повышения адгезионных свойств растворов на основе гипсовых вяжущих, а так же для улучшения удобноукладываемости в их состав вводят органические вещества-адгезивы.
Для нейтральной среды гипсового раствора эффективными замедлителями схватывания могут быть желатины - KMЦ, смесь лигносульфатов, лимонная кислота.
Для гипсовых растворов с щелочной средой эффективными замедлителями схватывания являются винная кислота, а так же замедлитель на основе винной кислоты и пластертада (смесь лимонной кислоты с полифосфатами и желатином).
Роль пластифицирующей добавки и замедлителя сроков схватывания гипсового вяжущего выполняют так же полимеры марки Vinnapaas R1 551 Z, RE 510 Z (0,3-1,5 % от массы гипсового вяжущего) и др. вещества. Их введение значительно замедляет сроки схватывания смесей, но снижает их огнестойкость.
Ранее показано, что для повышения адгезионных свойств в составе сухих смесей можно можно использовать минеральный модификатор, композиция которого бывает представлена различными составляющими.
В качестве минерального модификатора, повышающего прочность сцепления гипсовых смесей с основанием, может быть предложен калийселикатный цемент (КСЦ), обладающей обладающий значительной адгезией к металлу, бетону, керамике, стеклу.
Одновременно при взаимодействии данного цемента с водой возникает щелочная среда (рН-12,2) как за счет высокой растворимости дисиликата калия, образующегося при синтезе на равнее с тетрасиликатом калия, так и за счет гидролиза К2СО3 исходные шихты и образования бикарбоната калия (КНСО3). Щелочность среды способствует образованию в продуктах твердения большого количества геля кремниевой кислоты, что обеспецивает цементу высокое значение адгезионной прочности. Для изучения влияния добавки калийселикатного цемента на свойства гипсовой смеси проведены исследования зависимости сроков схватывания и водоудерживающей способности гипсового теста от содержания компонентов. Величина водотвердого отношения для всех составов была принята равной 0,55 . Результаты исследований были представлены в таблице 1.
Таблица 1
Соотношение компонентов,% |
В/Т |
Сроки схватывания, мин |
Водоудерживающая способность | ||
Гипсовая смесь |
КСЦ |
Начало |
Конец |
% | |
100 |
- |
0,55 |
10 |
12 |
99,45 |
98 |
2 |
0,55 |
9 |
11 |
99,03 |
95 |
5 |
0,55 |
3,5 |
6 |
98,56 |
90 |
10 |
0,55 |
Мгновенное |
Схватывание |
98,12 |
При испытании гипсовых смесей, содержащих добавку калийсиликатного цемента в количестве от 2-10 %, выявлено, что она ускоряет схватывание гипсовой смеси и снижает ее водоудерживающую способность.
Результаты свидетельствуют о том, что введение калийсиликатного цемента интенсифицирует процессы растворения и коллоидации полуводного сульфата кальция за счет повышенной щелочности среды, что приводит к сокращению сроков схватывания массы. При этом в результате протекающего активного взаимодействия гипса с водой затворения и образования в большом объеме кристаллического сростка в ранние сроки повышается объем свободно выделяющейся воды, т. е снижается величина водоудерживающей способности. Проведенный эксперимент позволяет квалифицировать калийсиликатный цемент как минеральный модификатор свойст гипсовых вяжущих.
Определение влияния минерального модификатора в составе смеси в количестве 2,2 и 10 % на адгезионные свойства гипса к керамическому полнотелому кирпичу в возрасте 3 и 5 суток воздушного твердения проводилось с использованием гипсового вяжущего Гипс Г-5 Ергачевского месторождения при величине водотвердого отошения 0,55.
Состав композиций на основе гипса и минерального модификатора и прочность на отрыв к керамическому кирпичу приведена в Таблице 2.
Таблица 2
Состав композиции |
Прочность на отрыв (МПа), в возрасте, сут | ||
Гипс Г-5 |
КСЦ |
3 |
5 |
100 |
- |
0,05 |
0,51 |
98 |
2 |
0,61 |
0,74 |
95 |
5 |
1,3 |
1,66 |
90 |
10 |
0,59 |
1,3 |
Результаты определения адегезионных свойств гипсового вяжущего в присутсвии минерального модификатора показывают, что величина прочности наотрыв к керамическому кирпичу исследуемых композиций в возрасте 5 сут и выше, чем у чистого гипса 2-5 раз. Наилучшие результаты получены при содержании минерального модификатора 5%, когда прочность на отрыв в восрасте 3-5 сут составила 1,33-1,66 МПа соответсвенно. Увеличение содержания добавки модификатора до 10% приводит к снижению прочности на отрыв до 0,59 Мпа в 3 сут и 1,3 МПа в возрасте 5 сут. Это можно объяснить резкой потерей подвижной массы за счет коротких сроков схватывания, когда структура еще недостаточно сформировалась в результате быстрого взаимодействия гипсовой составляющей с водой затворения. Повышение адгезионной прочности гипс. вяж. в присутствии КСЦ обеспечивается так же за счет продуктов твердения самого калийселикатного цемента, а именно геля кремниевой кислоты.
Известно, что сухие гипсовые смеси изготовляют с применением органических добавок, повышающих их прочность сцепления с основанием, а так же обеспечивающих смесям пластифицирующий эффект. В то же время добавки пластификаторы могут выполнять роль замедлителей схватывания гипс. вяж. Оказалось необходимом определить какой вид органической добавки - пластификатора возможно использовать в составе таких композиций. При проведении исследований были выбраны пластификатор и замедлители схватывания : пластификатор №1;(порошок) винная кислота; Retardan (50%) (жидкий). Добавки вводились в количестве 0,1% от массы смеси. Зависимость срока схватывания гипс. Вяж. От вида органического модификатора прелставлены в Табллице 3.
Таблица 3
Содержание компонентов,% |
Сроки схватывания, мин | ||||
Гипс Г-5 |
Органический модификатор |
Начало |
Конец | ||
Пластификатор№1 |
Retardan (50%) |
Винная кислота | |||
100 |
- |
- |
- |
7 |
13 |
99,9 |
0,1 |
- |
- |
5 |
13 |
99,8 |
0,2 |
- |
- |
8 |
13 |
99,9 |
- |
0,1 |
- |
Отсутствие схватывания >90 | |
99,9 |
- |
- |
0,1 |
11 |
17 |
Установлено, что на из проведенных органических модификаторов сильнодействующим эффектом обладает жидкий замедлитель схватывания Retardan (50%), но для сухой смеси желательно иметь порошкообразный замедлитель схватывания.. Высокий эффект замедления гипсов показала винная кислота ( замедление на 50 % после начала схватывания и на 30% до конца схватывания). Она является эффективным замедлителем, если присутствует щелочная среда. Калийсиликатный цемент увеличил адгезионные свойства гипс. вяж в 3-4 раза. Отмечено, что такое увеличение прочности на отрыв гипс. вяж. с добавкой модификатора (КСЦ ) обеспечивается за счет щелочной среды, создаваемой им в гипсовом тесте и активизирующей взаимодействие сульфатов кальция с водой, и присутствия кремниевой кислоты..Однако выявлено, что введение только калийсиликатного цемента приводит к сокращению сроков схватывания гипса в2-2,5 раз. Зависимость физико-механических и адгезионных свойств гипсового вяжущего от содержания органоминерального модификатора (ОММ) приведена в Таблице 4
Таблице 4
Состав композиции,% |
Сроки схватывания, мин |
Прочность на отрыв к кирпичу, МПа, в возрасте 3 сут | |||
Гипс Г-5 |
ОММ |
Начало |
Конец | ||
КСЦ |
Винная кслота(порошок) | ||||
100 |
- |
- |
7 |
13 |
0,05 |
99,9 |
- |
0,1 |
11 |
17 |
0,005 |
95 |
5 |
- |
3,5 |
6 |
1,31 |
94,9 |
5 |
0,1 |
30 |
45 |
0,59 |
89,9 |
10 |
0,1 |
43 |
53 |
0,57 |
Из результатов следует, что винная кислота почти полностью нейтрализует щелочную среду в гипсовом тесте, создаваемую калийсиликатным цементом и обеспечивающую высокие адгезионные свойства гипсовому вяжущему. Прочность на отрыв меньше величины прочности на отрыв чистого гипса в 10 раз. Прочность на отрыв гипсового вяжущего с калий силикатным цементом в той же дозировке была выше прочности гипса в раз.[6]
Похожие статьи
-
Проблема безопасности общества в условиях высокотехнологической производственной деятельности деятельности человека, как показывает практика, требует...
-
Выпускается 12 марок гипса строительного. Обычно выделяют: * Строительный гипс ( Г4, Г5). Он используется для строительных элементов, для штукатурных...
-
Твердение гипса, Виды и свойства - Гипсовые вяжущие вещества и их применение в строительстве
Существует много различных теорий твердения вяжущих веществ, но наиболее распространенной является теория А. А. Байкова. Согласно его теории весь процесс...
-
Показано, что с помощью введения в состав гипсово-вяжущего техногенных отходов и побочных продуктов различных производств (карбитного ила и...
-
Введение - Гипсовые вяжущие вещества и их применение в строительстве
Горные породы являются важнейшими сырьевыми продуктами при получении искусственных строительных материалов, для чего их подвергают сложным видам...
-
Пеногипс - Гипсовые вяжущие вещества и их применение в строительстве
Пеногипс представляет собой пористый материал, который состоит из множества мелких воздушных ячеек, изолированных друг от друга тонкими стенками...
-
Производство - Гипсовые вяжущие вещества и их применение в строительстве
Весь технологический цикл изготовления изделий на основе гипсовых вяжущих веществ можно осуществлять в заводских условиях. Подготовка сырья заключается в...
-
Применение гипса в строительстве - Гипсовые вяжущие вещества и их применение в строительстве
Гипс известен в строительной сфере уже довольно давно. На протяжении многих лет гипс заменялся цементом только потому, что изделия из гипса не переносили...
-
Рассмотрены технические и технологические аспекты получения и применения теплоизоляционного пеногипса в конструкциях наружных стен. Приведен опыт...
-
Исследование влияния состава и температуры на свойства бетонной смеси. Из анализа литературных данных следует отметить, что большинство авторов считают,...
-
Исследование свойств и технологий многокомпонентных цементов проводились в 30-х, а затем в 50-х годах. Были разработаны составы вяжущих, позволяющие...
-
Литература - Гипсовые вяжущие вещества и их применение в строительстве
1. Н. В.Козлов, А. И.Панченко, А. Ф.Бурьянов, В. Г.Соловьев. Микроструктура гипсового вяжущего повышенной водостойкости. Строительные...
-
Строительный гипс: технология производства, свойства и область применения - Строительные материалы
Технологический процесс состоит из отдельных стадий производства: 1. дробления исходного сырья 2. его помола и сушки 3. обжига гипсовой мучки в котлах...
-
Жаркая сухая погода вносит серьезные осложнения в технологию бетонных работ, вызывая увеличение водоподребности бетонной смеси при повышении ее...
-
Изготовление портландцемента -- сложный энергоемкий процесс, требующий больших затрат топлива. На обжиг 1 т клинкера затрачивается около 226 кг условного...
-
Для экспериментального определения зависимостей свойств бетонной смеси от различных факторов использовали современные методы математического планирования...
-
Технология получения и применения ГЦ - Глиноземистый цемент
В зависимости от метода обжига различают два способа производства глиноземистого цемента: А) по методу спекания; Б) по методу плавления. При производстве...
-
Установки по приготовлению смесей необходимо размещать непосредственно у строящейся дороги, или в притрассовых карьерах, или у железнодорожных, водных...
-
Для укрепления естественных и техногенных грунтов применяют следующие основные минеральные вяжущие материалы: - портландцемент, шлакопортландцемент по...
-
Портландцемент самоотвердевание строительный Портландцементом называется гидравлическое вяжущее вещество, получаемое тонким измельчением...
-
Характеристика применяемых материалов При выполнении исследования для сопоставления результатов при определении свойств бетонных смесей и бетонов в...
-
Минеральными вяжущими веществами Называют тонкоизмельченные порошки, образующие при смешивании с водой пластичное тесто, под влиянием физико-химических...
-
Использование в дорожном строительстве зол и шлаков ТЭС - Технология строительства дорожного полотна
Одним из основных потребителей топливных зол и шлаков является дорожное строительство, где они используются для устройства подстилающих и нижних слоев...
-
При укреплении крупнообломочных, песчаных и супесчаных грунтов жидкой карбамидоформальдегидной смолой смешение следует производить в смесителях с...
-
Влияние сухого жаркого климата на технологию бетона Районы с сухим жарким климатом характеризуются большими перепадами температуры, относительной...
-
Факторы, влияющие на свойства бетонной смеси и бетона - Изготовление железобетонных колонн
Существует множество факторов, влияющих на прочность и другие свойства бетона (к примеру, состав цемента и его марочная прочность, очень часто...
-
Для изготовления горячих асфальтобетонов применяют вязкие дорожные битумы марок БНД90/130, БНД60/90, БНД40/60. При этом более вязкие битумы применяют при...
-
ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНЫЕ СВОЙСТВА ГОРЮЧИХ ВЕЩЕСТВ - Пожарная безопасность в строительстве
Строительные решения зданий или помещений в максимально возможной степени должны зависеть от взрывопожарных свойств используемых в них горючих веществ,...
-
Важнейшей проблемой строительства является дальнейшее совершенствование технологии бетона и железобетона, главным образом, позиции экономии цемента,...
-
Основания и покрытия из щебеночных, гравийных и песчаных смесей, обработанных органическими и минеральными вяжущими материалами, следует устраивать при...
-
Бетономешалка - это один из обязательных атрибутов любой строительной площадки, который помогает частично автоматизировать процессы приготовления...
-
Основания из грунтов, укрепленных органическими вяжущими, применяют в тех районах, где отсутствуют крупнозернистые минеральные материалы. По сравнению с...
-
Применение ЩМА в России - Строительство и реконструкция Московской кольцевой автомобильной дороги
Компания ОАО "Центродорстрой" впервые в практике дорожного строительства России на автомобильной дороге 1-й технической категории "МКАД" реализовал...
-
Развитие механики грунтов позволило не только установить, какие грунты хорошо зарекомендовали себя в земляном полотне, но и создать теоретическую базу...
-
Бетонный деструктивный жаркий 1. Теоретически обоснована связь формуемости бетонной смеси на основе ВНВ и ТМЦ с его составом и структурой, а также...
-
Описание свойств материалов в составе бетона - Изготовление железобетонных колонн
Цемент Портландцемент (англ. Portland cement ) -- гидравлическое вяжущее вещество, в составе которого преобладают силикаты кальция (70-80 %). Это вид...
-
Основные сведения о принятых методах испытания бетонной смеси и бетона. Для производства работ и обеспечения высокого качества бетона необходимо, чтобы...
-
Смеси следует приготовлять, как правило, в смесителях принудительного перемешивания. Разгрузку и подачу каменных материалов в приемные бункера...
-
Мраморы - образовались из известняков (реже доломитов) под действием высоких температур и огромного всестороннего давления. , , водопоглощение 0,1ч0,7 %,...
-
Для устройства дорожных оснований из грунтов, укрепленных шламонефелиновыми вяжущими, разрешается применять все виды и разновидности крупнообломочных,...
Адгезионные свойства гипсового вяжущего в присутствии калийсиликатного цемента - Гипсовые вяжущие вещества и их применение в строительстве