CC BY
19
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ДОБАВОК НА ВОДОПОТРЕБНОСТЬ ГИПСОВОЛОКНИСТОЙ СМЕСИ Игамбердиев Б.Г.1, Халипаева С.И.2, Омонова М.С.3 Email: Igamberdiev17145@scientifictext.ru
'Игамбердиев Бунёд Гайратович — базовый докторант, кафедра строительства зданий и промышленных сооружений, Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта, г. Ташкент; 2Халипаева Севара Искандар кизи — младший научный сотрудник; 3Омонова Махфуза Содиковна - ассистент, кафедра химической технологии, Ферганский политехнический институт, г. Фергана, Республика Узбекистан
Аннотация: в статье приводятся данные исследования влияния доступных функциональных добавок (суперпластификатор «PerfectBuild 836» и добавка для гипсовых смесей «FremNanogips») на водогипсовое соотношение дисперсно армированных гипсоволокнистых смесей с целью увеличения порога армирования и увеличения прочности готового продукта. Бъти проведены сравнения физико-механических характеристик образцов с различным содержанием фибры и добавок. Сравнения проводились по водогипсовому соотношению, пределу прочности на сжатие и изгиб.
Ключевые слова: гипсовое вяжущее, вторичная целлюлоза, гипсоволокнистый лист, водопотребность, дисперсное армирование.
STUDY OF THE EFFECT OF FUNCTIONAL ADDITIVES ON THE WATER DEMAND OF A GYPSUM FIBER MIXTURE Igamberdiev B.G.1, Halipaevа S.I.2, Omonova M.S.3
'Igamberdiev Bunyod Gayratovich - Basic doctoral Candidate, DEPARTMENT OF CONSTRUCTION OF BUILDINGS AND INDUSTRIAL STRUCTURES, TASHKENT INSTITUTE OF RAILWAY ENGINEERS, TASHKENT; 2Khalipaeva Sevara Iskandar Kizi - Junior Researcher; 3Omonova Makhfuza Sodikovna - Assistant, DEPARTMENT OF CHEMICAL TECHNOLOGY, FERGHANA POLYTECHNIC INSTITUTE, FERGHANA, REPUBLIC OF UZBEKISTAN
Abstract: the article presents the research data on the effect of available functional additives ("PerfectBuild 836" superplasticizer and "FremNanogips" additive for gypsum mixtures) on the gypsum ratio of dispersed reinforced gypsum-fiber mixtures with the aim to increase the reinforcement threshold as well as the hardness of the finished product. Comparisons of the physic and mechanical characteristics of samples with different contents of fiber and additives have been made. The water-gypsum ratio, hardness threshold at compression and bending have been analyzed. Keywords: gypsum binder, recycled cellulose, gypsum fiber sheet, water demand, dispersed reinforcement.
УДК 016:568.567.' DOI: '0.244''/2304-2338-20'9-''203
Постоянно возрастающая стоимость энергоносителей в последнее время делает расточительным применение вяжущих веществ в чистом виде по их прямому назначению. Наиболее эффективным является применение композиционных материалов, изготавливаемых из неорганических вяжущих веществ и добавок. Применение таких строительных материалов способствует снижению себестоимости воздвигаемых сооружений. В мировой практике производства строительных материалов широко применяются волокна в виде добавок. Это позволяет увеличить размеры строительных изделий, снизить их массу, повысить эксплуатационные свойства. Наиболее яркими примерами таких материалов являются шифер и гипсоволокнистый лист.
В случае использования гипсового вяжущего, добавление волокон резко увеличивает его водопотребность, которая напрямую зависит от количества, а также от вида волокон. Это связано с тем, что волокно адсорбирует воду на своей поверхности, вследствие чего необходимо увеличивать количество воды затворения для получения теста нормальной консистенции. В то же время, увеличение водосодержания приводит к снижению средней плотности образцов за счет увеличения объема пор, образующихся при испарении воды, следовательно, страдает и прочность готового продукта. От добавленного количества волокон зависят такие параметры, как трещиностойкость и эластичность. Как сделать так, чтобы увеличение количества волокон в смеси не влияла на водопотребность. Ответ прост - необходимо добавлять в смесь функциональные добавки, которые уменьшают водопотребность гипса, не уменьшая при этом прочность гипсовой матрицы. Перед авторами стояла задача подобрать именно такие модификаторы из доступных на рынке строительных материалов Узбекистана.
Для выполнения задачи был проведен ряд лабораторных мероприятий. В ходе испытаний в качестве основного вяжущего вещества использовался местный строительный гипс марки Г-5 А-III производства ООО «FC TURON», в качестве волокон использовалась вторичная целлюлоза. Наполнители в материале располагались хаотично.
Рассмотрели несколько доступных на местном рынке добавок, но самыми эффективными оказались только два вида - добавка для гипсовых смесей «FremNanogips» производства ЗАО «Завод добавок и смазок «ФРЭИМ» и суперпластификатор «PerfectBuild 836» производства ООО «PERFECT CONSTRUCTION SOLUTION».
Для проведения испытания использовали пластмассовую чашу, миксер для распускания волокон вторичной целлюлозы, мерный стакан вместимостью 1 л, весы с погрешностью не более 1 гр, форму из коррозийностойкого материала для изготовления образцов-балочек размерами 40*40*160 мм.
В начале испытаний, измельченную вручную вторичную целлюлозу добавляли в воду, в которую предварительно добавили суперпластификатор, затем размешивали при помощи миксера до полного роспуска целлюлозы. Далее, продолжая перемешивать миксером, к смеси частями добавлялся гипс до получения однородной гомогенной смеси.
При работе с добавкой «FremNanogips» также осуществлялись ранее указанные действия, лишь с той разницей, что добавка добавлялась не в воду, а в гипс.
Полученную смесь заливали в форму для изготовления образцов-балочек. При изготовлении образцов отсеки формы наполнялись одновременно. Для удаления лишнего воздуха после заливки гипсового теста форму встряхивали шесть-семь раз. После твердения балки извлекали и сушились.
Прочность при изгибе и на сжатие образцов оценивали согласно ГОСТ 310.4-81 и ГОСТ 23789-79.
Ниже приводятся данные о составе смесей и результаты физико-механических испытаний данных образцов. 28 суток.
Таблица 1. Результаты физико-механических испытаний гипсовых балочек с разным содержанием
целлюлозы в возрасте 28 суток
№ Гипс, Целл., В/Г Плотность Прочность при Прочность при
% % изгибе, МПа сжатии, МПа
1. 100 0 0,73 1,12 5,36 10,2
2. 99,75 0,25 0,75 1,07 5,02 9,8
3. 99,5 0,5 0,75 1,08 5,02 10
4. 99,25 0,75 0,75 1,00 4,35 9,4
5. 99 1 0,75 1,01 4,35 8,2
6. 98,5 1,5 0,81 0,91 4,02 8,0
7. 98 2 0,81 0,90 3,68 5,8
8. 97 3 0,82 0,90 3,35 5,6
9. 96 4 0,98 0,84 3,01 5,4
10. 95 5 1,05 0,86 3,01 5,2
11. 94 6 1,27 0,74 3,01 5,2
12. 93 7 1,29 0,73 2,68 5,0
Таблица 2. Результаты физико-механических испытаний гипсоволокнистых балочек с добавкой для гипсовых смесей «FremNanogips» в возрасте 28 суток
№ Гипс, % Целл., % Ф.Д., % В/Г Плотность Прочность при изгибе, МПа Прочность при сжатии, МПа
1. 98 1 1 0,30 1,37 4,35 11,4
2. 97 1 2 0,57 1,31 4,35 12,0
3. 96 1 3 0,57 1,24 3,01 8,8
4. 97 2 1 0,63 1,17 5,02 10,4
5. 96 2 2 0,81 1,16 3,35 9,2
6. 95 2 3 0.81 1,15 3,01 8,2
Таблица 3. Результаты физико-механических испытаний гипсоволокнистых балочек с суперпластификатором «PerfectBuild 836» в возрасте 28 суток
№ Гипс, % Целл., % Ф.Д., % В/Г Плотность Прочность при изгибе, МПа Прочность при сжатии, МПа
1. 98 1 1 0,65 1,37 4,35 11,4
2. 97 1 2 0,54 1,31 4,35 12,0
3. 96 1 3 0,48 1,24 3,01 8,8
4. 97 2 1 0,81 1,16 4,02 7,6
5. 96 2 2 0,63 1,17 3,35 7,8
6. 95 2 3 0,57 1,16 2,68 7,2
Как видно из таблиц, при добавлении функциональных добавок даже в 1-2 % целлюлозасодержащую смесь водопотребность смеси снижается, что приводит к увеличению плотности изделия. За счет уменьшения водопотребности смешивание теста проходит легче, а при дальнейшем увеличении количества волокон их максимальный порог сдвигается на 2-3 процента. В основном волокна отвечают за прочность при изгибе, а прочность гипсового камня при сжатии зависит от количества воды и плотности. Таким образом, добавленные функциональные добавки значительно повлияли на прочностные показатели при сжатии, но никак не повлияли на прочностные характеристики при изгибе.
Список литературы / References
1. Халипаева С.И.К., Мамаджанов И.Б., Урозова Д.Д.К. Исследование влияния функциональных добавок на прочность гипсового камня, дисперсно-армированного синтетическим волокном // Проблемы современной науки и образования, 2019. № 10 (143). С. 36-38.
2. Адылходжаев А.И., Игамбердиев Б.Г., Умарова М.М.К. Использование рисовой соломы для увеличения прочностных характеристик гипсовых вяжущих веществ // Universum: технические науки, 2018. № 10 (55). С. 26-30.
3. Игамбердиев Б.Г., Адылходжаев А.И. Исследование влияния армирования различными волокнами на прочность гипсовых композитов // В сборнике: Наука и инновации в строительстве. Сборник докладов Международной научно-практической конференции (к 165-летию со дня рождения В.Г. Шухова), 2018. С. 383-385.
4. Федоров В.И., Местников А.Е. Модификация технической пены для монолитного пенобетона введением вторичной целлюлозной фибры // Промышленное и гражданское строительство, 2018. № 1. С. 48-52.
5. Соскин М.И., Шулепова А.В., Шаманов В.А. Исследование влияния смешанного армирования на прочность гипсовых композитов // Международный научно-исследовательский журнал, 2016. № 12-3(54). С. 180-183.
