Микроструктура гипсового вяжущего повышенной водостойкости - Гипсовые вяжущие вещества и их применение в строительстве
Показано, что с помощью введения в состав гипсово-вяжущего техногенных отходов и побочных продуктов различных производств (карбитного ила и микрокремнезема или биокремнезема) получен материал, отличающийся от исходного гипса повышенными прочностями характеристиками и водостойкостью, что позволяет существенно расширить область применения этих вяжущих, в том числе для помещений с относительной влажность более 60% и для ограждающих конструкций. Данный эффект обеспечен более мелкопористой структурой затвердевшего камня с меньшим количеством пор и капилляров, сообщающихся с внешней средой, в сравнении с исходным гипсовым вяжущим и образованием в его составе малорастворимых низкоосновных гидросиликатов кальция, уплотняющих структуру материала и препятствующих проникновению влаги внутрь затвердевшего гипса.
В настоящее время наметились 3 основных направления повышения водостойкости гипсовых изделий :
- - уменьшение растворимости затвердевшего гипса; - изменение капиллярно-пористой структуры гипсового камня с целью уменьшения водопоглащения и водопроницаемости; -поверхностная гидрофобизация, пропитка и поверхностная защита материалами, препятствующие водонасыщению гипсовых изделий.
Более перспективными являются первые два пути, так как в этих случаях повышаются водостойкость материала по всему объему и его эксплуатационная надежность не зависимо от случайных повреждений поверхности изделий или конструкций. Для реализации этой задачи
Используются различные добавки, но наиболее эффективными считать те, которые позволяют одновременно снизить растворимость гипса и уменьшить водопроницаемость гипса или бетона.
Увеличить экономическую, технологическую и экологическую эффективность применения этих добавок возможно путем их частичной или полной замены на техногенные отходы и (или) побочные продукты различных производств, отраженных в работах. Для выполнения данных задач предполагается использовать добавки к гипсовому вяжущему на основе микрокремнезема или биокремнезема и карбитного ила, пластифицирующей добавки с разной эффективностью. В результате применения тих добавок получен материал отличающийся от исходного гипса повышенными прочностными характеристиками и водостойкостью. Подобный эффект обеспечен бoлее плотной структурой затвердевшего камня с меньшим количеством пор и капилляров, сообщающихся с внешней средой в сравнении с гипсовым вяжущим. А также образованием за счет взаимодействия активных SiО2 и Са(OH)2, входящих в состав добавки, малорастворимых низкоосновных гидросиликатов кальция, затрудняющих проникновение влаги из извне в гипсовый камень.
При проведении исследований применялись следующие материалы :
- -гипсовое вяжущее-полуводный гипс марки Г-7. -карбитный ил с ацетиленовой станции Г. Одинцово. - микрокремнезем Новолипецкого мсталлургического завода. -биокремнезем Диатомитового комбината Г. Инзы.
Для идентификации новообразований, входящий в cостав образцов, и сравнительного анализа их пористости были изготовлены:
- - контрольные образцы из гипсового вяжушеrо (СОСТАВ№1); - образцы из многокомпонентного гипсовoго вяжущего состава:80%- rипсовое вяжушее; 20%-илистокремниземистая добавка на основе микрокремнизма и карбитного ила ( соотношение SiO2 /Ca( OH)2-1,1)( СОСТАВ №2) - образцы из многокомпонентного гипсовoго вяжущего состава:80%- rипсовое вяжушее; 20%-илистокремниземистая добавка на основе биокремнизма и карбитного ила ( соотношение SiO2 /Ca( OH)2-0,6)( СОСТАВ №3)
Все составы многокомпонентных гипсовых вяжущих приготавливались из теста нормальной густоты исходного гипса путем ввода в состав данных вяжущих пластифицирующей добавки в необходимом объеме.
Рентгеновский aнaлиз проводился на дифрактометре ARL Xtra(Швейцария). Изучение микроструктуры затвердевшего камня осущетсвялось на растровом электронном микроскопе Quantа 200, оснащенным рентгеновским спектрометром для проведения элементного микроанализа (EDAX). Исследование размеров пор и их распределения определялись с помощью анализатора удельной поверхности и размеров пор NOVA 2200e. Данные исследования проводились в НИИ ( строительных материалов и технологий) ФГБОУ ВПО (МГСУ).
На первом этапе исследований выдвинута об образовании в составах смешанных гипсовых вяжущих с применением низкоосновных гидросиликатов, а так же о формировании в данных составах более мелкопористой структуры затвердевшего камня, что в свою очередь может привести к повышению морозостойкости гипсового вяжущего. Исследования исходного и многокомпонентного гипс. вяж. производились на стандартных образцах - балочках размером 4Ч4Ч16 см, подготовленных из теста нормальной густоты исходного гипса, которые были испытаны в возрасте 28 сут. Выдежка образцов осуществлялась в различных условиях( естественно-сухие условия, тепловлажная обработка при 80°С (8 ч изотермической выдержки), нормальные условия в камере нормального твердения). На основе приведенных исследований с использованием гипсовых вяжущих ( с активностью (4-7 МПа) были получены следующие результаты :
- 1. Разработаны составы и технология гипс. вяж. повышенной водостойкости на основе промышленных отходов, применение которых позволяется повысить прочность исходного гипса при использовании илисто-кремнеземистой добавки на основе микрокремнезема и карбитного ила в водонасыщенном состоянии в 2,1 раза, а в высушенном состоянии в 1,4 раза, с коэффициентом размягчения до 0,9. 2. Выявлены закономерности влияния состава илисто-кремнеземистой добавки на свойства гипс. вяж. повышенной водостойкости на основе промышленных отходов. Оптимальное отношение между кремнеземом и карбитным илом в составе добавки составляет 1-1,2, а между последними 0,5-0,7. Определены пределы оптимальных дозировок супер-пластификатора С-3 в количестве 0,1-0,12% от массы используемого кремнезема и 0,14-0,16% от массы биокремнезема. Определена оптимальная концентрация илисто-кремнеземной добавки, которая составляет от 20 до 30%. 3. Установлены закономерности влияния условий твердения на физико-механические свойства. Для получения материала с повышенной водостойкостью требуется ТВО или его выдержка в нормальных условиях в течение 28 сут. Применеие добавки не требует особых условий твердения.
Для подтверждения данной гипотезы был проведен рентгенофазовый и электромикроскопический анализы, а так же исследование размеров пор и их распределение.
На дифрактограме образцов с добавлением добавки навблюдается ряд дифракционных максимумом, соответсвующий закристаллизованным низкоосновным гидросиликатам кальция C--S--H (I) в концентрации 5,3(5)% и 7,1(5)% по массе образцов с кремнеземистой составляющей на основе микрокремнезема и биокремнезема соответственно.
На снимках образцов с добавлением добавки, полученных с помощью электронного микроскопа при увеличении в 500 раз, пространно=ство между крупными четками призматическими кристаллами двуводородного гипса заполнено переплетенными волокнами тоберморитоподобных низкоосновных гидросиликатов кальция.
Результаты исследований поровой структуры показали, что обновной объем пор многокомпонентного гипс. вяж. состовляет 0,019-0,075 см3/г, а у исходного гипса 0,141 см3/г, что позволяет характеризовать структуру как мелкопористую. Общая пористость гипсового камня на основе многокомпонентного гипсового вяжущего приблизительно одинакова с общей пористостью обычного гипсового камня(37 и 36%), но открытых пор уу гипс. вяж на основе промышленных отходов значительно меньше (15 и 25%), что может привести к повышению морозостойкости гипс. вяж.
С помощью рентгенофазового анализа идентифицированы новообразования, включающие низкоосновные гидросиликаты кальция - C--S--H(I)/ Благодаря электронной микроскопии установлено, что пространство между крупными четкими призматическими кристаллами заполнено переплетенными волокнами тоберморитоподобных низкоосновных гидросиликатов кальция.
Применение гипс. вяж на основе промышленных отходов открывает возможность использовать их в помещениях с относительной влажностью более 60% и для ограждающих конструкций. Отличительная особенность - привлечение обременительных и не используемых в настоящее время отходов.
Распределение пор по размерам по методу BJH затвердевшего камня Состав
Радиус пор,? |
Объем пор, |
Площадь поверхности пор, |
DV(d) |
DS(d), |
DV(log(d)), |
DS(log(d)), |
18,2009 |
0,01122 |
12,334 |
0.0037329 |
4.1019 |
0.15609 |
171.51 |
21,5392 |
0,02032 |
20,784 |
0.0024801 |
2.3029 |
0.1227 |
113.94 |
26,0458 |
0,02857 |
27,117 |
0.0015433 |
1.1851 |
0.09222 |
70.821 |
32,3896 |
0,03757 |
32,674 |
0.0012255 |
0.75672 |
0.09100 |
56.194 |
41,7756 |
0,04925 |
38,267 |
0.0010222 |
0.48937 |
0.9771 |
46.778 |
57,6590 |
0,06702 |
44.432 |
0.0008738 |
0.30309 |
0.1148 |
39.82 |
98,5333 |
0,11409 |
53.985 |
0.0007665 |
0.15557 |
0.16811 |
34.123 |
Среднее значение по методу BJH : площадь поверхности 55,181 ; объем пор 0,141 ; радиус пор Dv(r) 18.201 ? |
Распределение пор по размерам по методу BJH затвердевшего камня Состав2
Радиус пор,? |
Объем пор, |
Площадь поверхности пор, |
DV(d) |
DS(d) |
DV(log(d)), ) |
DS(log(d)), |
18,1476 |
0,007062 |
7,7824 |
0,0023806 |
2,6236 |
0,099256 |
109,39 |
21,4603 |
0,012532 |
12,88 |
0,0014949 |
1,3932 |
0,073692 |
68,678 |
25,6986 |
0,015709 |
15,353 |
0,0006595 |
0,51326 |
0,03891 |
30,282 |
31,5721 |
0,015709 |
16,776 |
0,0003242 |
0,20537 |
0,023474 |
14,87 |
40,5703 |
0,017955 |
17,006 |
0,0000415 |
0,020432 |
0,0038659 |
1,9011 |
59,0656 |
0,018423 |
17,081 |
0,0000087 |
0,0029382 |
0,0011616 |
0,3933 |
54,4649 |
0,018645 |
17,081 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Среднее значение по методу BJH : площадь поверхности 55,181 ; объем пор 0,141 ; радиус пор Dv(r) 18.201 ? |
Распределение пор по размерам по методу BJH затвердевшего камня Состав3
Радиус пор,? |
Объем пор, |
Площадь поверхности пор, |
DV(d) |
DS(d) |
DV(log(d)), |
DS(log(d)), |
18,3132 |
0,006311 |
6,8925 |
0,0021 |
2,3038 |
0,088756 |
96,931 |
21,6063 |
0,011903 |
12,069 |
0,0016 |
1,4401 |
0,077223 |
71,482 |
25,9562 |
0,016849 |
15,88 |
0,001 |
0,74641 |
0,057709 |
44,466 |
32,0717 |
0,022161 |
19,192 |
0,0007 |
0,46489 |
0,054862 |
34,19 |
41,6854 |
0,028576 |
22,266 |
0,0005 |
0,25396 |
0,050448 |
24,204 |
59,4374 |
0,038170 |
25,497 |
0,0004 |
0,013807 |
0,055425 |
18,65 |
95,8713 |
0,052904 |
28,571 |
0 |
0,00057 |
0,065271 |
13,408 |
Среднее значение по методу BJH : площадь поверхности 55,181 ; объем пор 0,141 ; радиус пор Dv(r) 18.201 ? |
Похожие статьи
-
Проблема безопасности общества в условиях высокотехнологической производственной деятельности деятельности человека, как показывает практика, требует...
-
Рассмотрена возможность повышения адгезионных свойств гипсовых вяжущих систем при применении калийсиликатного цемента в сочетании с органическими...
-
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...
-
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...
-
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...
-
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...
-
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...
-
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...
-
Выпускается 12 марок гипса строительного. Обычно выделяют: * Строительный гипс ( Г4, Г5). Он используется для строительных элементов, для штукатурных...
-
Для изготовления горячих асфальтобетонов применяют вязкие дорожные битумы марок БНД90/130, БНД60/90, БНД40/60. При этом более вязкие битумы применяют при...
-
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...
-
Исследование свойств и технологий многокомпонентных цементов проводились в 30-х, а затем в 50-х годах. Были разработаны составы вяжущих, позволяющие...
-
Для укрепления естественных и техногенных грунтов применяют следующие основные минеральные вяжущие материалы: - портландцемент, шлакопортландцемент по...
-
Природные каменные материалы - материалы, получаемые механической обработкой или без специальной обработки горных пород. Горные породы - значительные по...
-
Основания и покрытия из щебеночных, гравийных и песчаных смесей, обработанных органическими и минеральными вяжущими материалами, следует устраивать при...
-
При укреплении крупнообломочных, песчаных и супесчаных грунтов жидкой карбамидоформальдегидной смолой смешение следует производить в смесителях с...
-
Мраморы - образовались из известняков (реже доломитов) под действием высоких температур и огромного всестороннего давления. , , водопоглощение 0,1ч0,7 %,...
-
Установки по приготовлению смесей необходимо размещать непосредственно у строящейся дороги, или в притрассовых карьерах, или у железнодорожных, водных...
-
Смеси следует приготовлять, как правило, в смесителях принудительного перемешивания. Разгрузку и подачу каменных материалов в приемные бункера...
-
Для строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог и железнодорожного полотна применяют разнообразные природные и искусственные...
-
Цементные и известковые краски В цементных красках связующим веществом является белый портландцемент; пигменты должны быть щелочестойкими. Для увеличения...
-
На основании многочисленных исследований (Ф. Л.Андрухин, Ю. М.Абелев, А. М.Дранников и др.) было установлено, что именно специфическая макропористая...
-
В технической литературе описано несколько классификаций видов износа и факторов влияющих на его величины На поверхностях деталей нетрудно обнаружить в...
-
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...
-
Стены из естественных камней и грунтовых материалов - Строительство и архитектура
Для устройства стен могут использоваться камни, выпиливаемые из горных пород, имеющих малую объемную массу и легко поддающихся механической обработке...
-
Для обеспечения современных требований по теплозащите зданий с целью экономии энергоресурсов на отопление толщина однослойных стен из традиционных...
-
Ненесущие наружные стены из мелкоразмерных элементов поэтажно опирают на несущие элементы перекрытий. Они выполняют функции по защите зданий и помещений...
-
Развитие механики грунтов позволило не только установить, какие грунты хорошо зарекомендовали себя в земляном полотне, но и создать теоретическую базу...
-
Классификация - Основы строительства
По роду применяемых материалов стены могут быть: - каменные (из искусственных и естественных камней); - деревянные; - грунтовые ; - из синтетических...
-
При проектировании и строительстве зданий и сооружений на лессовых просадочных грунтах обоснованное решение инженерных задач зависит от правильного...
-
При строительстве зданий и сооружений повышенной этажности на площадках с лессовыми просадочными грунтами особое значение имеет правильное определение...
-
Принцип проектирования оснований по предельным состояниям взамен принятого по допускаемым давлениям, исходя из условий совместной работы всей конструкции...
-
Все лессовые макропористые грунты в основном имеют эоловое происхождение. Однако грунты с макропористой структурой могут относиться к делювиальным,...
-
Сегодня можно говорить о том, что современные технологии развиваются не революционным, а, скорее, эволюционным путем. Повышаются эксплуатационные...
-
Инъекционные растворы фирмы "Триада Холдинг" успешно решают проблемы протечек в строительстве. Они представляют, собой однокомпонентные полиуретановые...
-
В последнее десятилетие отчетливо выявились плюсы и минусы наиболее популярных архитектурно-строительных систем и материалов. Строителям хорошо известны...
-
Для экспериментального определения зависимостей свойств бетонной смеси от различных факторов использовали современные методы математического планирования...
-
Технология армирования Инновационный процесс, применяемый при строительстве и реконструкции МКАД представляет собой воплощение новшеств, как правило -...
-
Применение компенсационного нагнетания стабилизирующих составов - Строительство тоннелей
Строительство городских тоннелей закрытым способом вызывает осадки грунтового массива в окрестности подземной выработки, а в ряде случаев и поверхности...
Микроструктура гипсового вяжущего повышенной водостойкости - Гипсовые вяжущие вещества и их применение в строительстве