Модифицированные гипсовые безобжиговые композиты - Гипсовые вяжущие вещества и их применение в строительстве

Проблема безопасности общества в условиях высокотехнологической производственной деятельности деятельности человека, как показывает практика, требует использования строительных материалов, позволяющих снизить агрессивность воздействия на экосистему в целом и человека в честности. Именно такими материалами, позволяющими обеспечить здоровье высокое качество жизни в повседневных условиях, является гипсовые материалы. Особенно привлекательны гипсовые материалы для применения внутри помещений. Высокая стойкость в условиях пожара, отсутствие опасных для жизни человека выделений выгодно отличает их от современных синтетических материалов.

Использование энергоэффективных безобжиговых технологий получение наряду с заменой природного сырья на отходы промышленности повышает востребованность и экономичность гипсовых изделий.

К отходам гипсовой отрасли можно отнести отсевы и отходы добавление гипсовой породы, гипсовые отходы в виде отработанных форм для литья фаянсового производства, которые практически не используются для получение строительных материалов и изделий. Применение гипсовых отходов для получение изделий позволит не только удешевить получаемую продукцию, но и вовлечь в производство ценное техногенное сырье.

Однако до настоящего времени гипсовые материалы имели ограниченную сферу применения. Получение модифицированных композиций на основе двуводородного гипса повышенной водостойкости с сохранением всех достоинств гипсовых материалов может позволить повысить производственность труда и снизить стоимость строительства.

В целях повышение эксплуатационных характеристик безобжиговых композитов на основе двуводородного гипса в работе исследовалось влияние добавок шлако-портландцемента, поликарбоксилата и микрокальцита на свойства гипсового прессиванного компазиционного материала.

В работе применялся двуводородный техногенный гипс. Перемешивание при приготовлении бинарных сырьевых смесей производилось вручную.

В виду того, что введение цемента в состав гипсовых изделий требует дополнительных мер по предотвращению образования высокоосновного гидросульфоалюмината кальция, деформирующего и разрушающего структуру получаемого материала при твердении, в качестве модифицирующей добавки использовалась комплексная добавка на основе шлакопортланд-цемента ШПЦ 300 (ГОСТ 10178-85;ГОСТ 30515-97) и поликарбоксилата (ТУ 5743-001-111149403-2003) . Содержание добавки варьетировалось между 5 и 9%. Органическая добавка вводилась в состав сырьевой смеси в сухом виде в количестве 5% от массы шлакопортландцемента. Перемешивание смесей с добавками так же производилось вручную.

В исследованиях использовалась добавка микрокальцита марки URALCARB 5- отходы молотого мрамора ( содержание карбоната кальция кристаллического СаСО3--97 %). Средний размер частиц в составе порошка микрокальцита 5мкм, удельная поверзность порошка 2100--2200 м2/кг. Содержание добавки микрокальцита находится в пределах 0--20% . Зерновой состав порошков оценивали по результатам дисперсионного анализа с помощью лазерного анализатора типа Fritsch Particle Sizer 'analysette 22'. Среднюю плотность и прочность прессованных гипсовых образцов-цилиндров, полученных методом полусухого прессования на лабораторном гидравлическом прессе и выдержанных 14 сут во влажных условиях, оценивали по ГОСТу. Структурные особенности прессованного композита оценивались методом электронной микроскопии с помощью сканирующего микроскопа CanScan 4.

Исследованиями влияния комплексной добавки шлакопортландцемента и поликарбоксилата на прочность прессованного материала установлено, что с увеличением процентного содержания добавки при постоянных значениях В/Т прочность структуры модифицированного композита повышается.

При повышении содержания ШПЦ в составе смеси средняя плотность прессованного композита повышается за счет увеличения содержния в его составе компонента с большой истинной плотностью (шпц=2900кг/м3 гип=2400 кг/м3). Одновременно при повышении процентного содержания ШПЦ средняя плотность структуры композита повышается в процессе гидратации цемента за счет присутствия химически связанной воды и превращения ее в составе новообразований в псевдотвердую фазу. Для дальнейших исследований использовался состав сырьевой смеси с содержанием ШПЦ в количестве 9%.

Результаты проведенных исследований влияния минерального модификатора на свойства композита показывают, что введение микрокальцита в состав сырьевой смеси позволяет снизить плотность прессованного материала.

Микроструктура прессованного с добавлением ШПЦ, ГП гипсового композита с модифици с добавлением двуводного гипса без добавок рующей комплексной добавкой (*1000) ( Сравнительные характеристики средней плотности прессованного композита в зависимости от состава сырьевой смеси

Введение высокодисперсного микрокальцита способствует снижению плотности упаковки частиц в дисперсной системе дигидрата сульфата кальция за счет сил трения между частицами, а суммарная площадь контактов в таких системах увеличивается с повышением дисперсности частиц, что и приводит к уменьшению средней плотности получаемых композитов. С другой стороны увеличение количества контактов между частицами в единице объема способствует повышению прочности структуры композита.

Варьирование обоих факторов позволяет получить оптимальный состав прессованного композита. Оптимизация по величине прочности показывает, что при 10% содержании микрокальцита безобжигового композита достигается наибольшая прочность. Введение карбоната кальция в сырьевую смесь дигидрата сульфата кальция позволяет получить более водостойкую структуру композита за счет хемосорбационного взаимодействия частиц наноразмера и уменьшения пористости за счет кольматации крупных пор в структуре гипса коллоидно-дисперсными частицами микрокальцита..

Зависимость средней плотности гипс. компонентов Зависимость прочности гипс. компон. от содержания добавки микрокальцита и от процентного содержания микрокальцита водотвердого отношения. и водотвердого отношения.

При содержании минеральной добавки в диапазоне 10--20% максимальные значения параметров в исследованном диапазоне соответсвуют водотвердому отношению 0,14Возможно повышение прочности и плотности композита при увеличении водной прослойки в составе прессованного материала, что требует дополнительных исследований. Полученный материал обладает повышенной водостойкостью 0,75, что достигается при содержании добавки микрокальцита 10%, это позволяет использовать безобжиговый композит в качестве облицовочного материала. Максимум прочности безобжигово гипсового композита в возрасте 14 сут -38 МПа, однако материал может иметь дополнительный прирост прочности к 28 сут твердения.

Электронно-микроскопические исследования структуры прессованных образцов свидетельствуют об образовании контактов срастания между кристаллами двуводного гипса и уплотнением образующейся структуры за счет гидратации цемента.

Таким образом установлено, что увеличение содержания добавки микрокальцита от 0 до 10% обеспецивает повышение прочности на 50%.

Безобжиговые гипсовые композиты на основе модифицированной сырьевой смеси могут обеспечить строительную индустрию энерго-эффективными материалами с высокими эксплуатационными характеристиками.[7]

Похожие статьи




Модифицированные гипсовые безобжиговые композиты - Гипсовые вяжущие вещества и их применение в строительстве

Предыдущая | Следующая