CC BY
10Логанина В.И., д-р техн. наук, проф., Кислицина С.Н., канд. техн. наук, доц., Фролов М.В., аспирант
Пензенский государственный университет архитектуры и строительства
электронно-микроскопическии снимок синтезируемой добавки.
ИЗВЕСТКОВОЕ КОМПОЗИЦИОННОЕ ВЯЖУЩЕЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ ДОБАВКИ НА ОСНОВЕ АЛЮМОСИЛИКАТНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ
loganin@mail.ru
В статье приведены сведения о химическом составе добавки на основе алюмосиликатного наполнителя. Предложено известковое композиционное вяжущее, включающее известь, белый цемент, добавку на основе алюмосиликатного наполнителя, пластифицирующую добавку. Описаны закономерности взаимодействия различных пластифицирующих добавок с известковым композиционным вяжущим. В ходе исследований установлено, что известковое композиционное вяжущее характеризуется ускоренным набором пластической прочности Выявлено уменьшение количества свободной извести и повышение прочности в образцах на известковом композиционном вяжущем.
Ключевые слова: вяжущее, алюмосиликикаты, белый цемент, синтез, пластическая прочность.
Введение. При реставрации зданий исторической застройки используются
различные известковые составы, однако большинство из них обладает низкими эксплуатационными свойствами. Для регулирования структуры и свойств покрытий на основе известковых составов предлагается введение в рецептуру добавок на основе гидросиликатов кальция, синтетических цеолитов, органомине-ральных добавок [1.. .4].
Основная часть. Нами предложено для повышения стойкости известковых покрытий применять известковое композиционное вяжущее, включающее известь, белый цемент, добавку на основе алюмосиликатного наполнителя, пластифицирующую добавку. Добавку получали синтезом, заключающимся в каустифика-ции щелочно-кремнеземистых растворов гидроокисью кальция с последующим взаимодействием полученного гидросиликата кальция с раствором сульфата алюминия АЪ^О^э [5].
Для синтеза добавки в работе применяли жидкое натриевое стекло с силикатным модулем 2, 9, 10 % раствор технического сульфата алюминия АЪ^О^э и негашеную известь.
Полученная добавка представляет собой легкий порошок белого цвета с насыпной плотностью 0.24 ± 0.05 г/см3. На рис. 1 представлен
Рис. 1. Электронно-микроскопический снимок добавки
Химический состав добавки представлен в табл 1.
Химический состав синтезируемой добавки
Таблица 1
Название спектра Содержание элементов, %
С О № А1 Si Са
Спектр 7 11,59 43,12 2,87 4,43 19,61 17,04
Спектр 8 12,00 47,02 3,39 3,92 17,05 15,11
Спектр 9 11,22 42,80 3,06 4,28 19,63 17,71
Высокое содержание химических элементов С, Si, №, А1 и Са свидетельствует о преобладании оксидов соответствующих элементов. Совокупная доля примесей F, Mg, S, С^ Си составляет не более 1,5 %.
Предлагаемая добавка использовалась для изготовления известкового композиционного вяжущего (ИКВ), которое предлагается применять при разработке рецептуры сухой строительной смеси (ССС). В качестве
вяжущего применяли известь-пушонку 2 сорта с активностью 86 %. Содержание синтезируемой добавки составляло 5 % от массы извести.
Реологические свойства известкового теста оценивались по показателю предельного 100
л 90
5 90 80
напряжения сдвига с помощью конического пластометра КП-3.
Результаты исследований приведены на рис. 2.
н -а
н о о и ¡г о
и
о
<и
н о Л
ч
с
1 -
70 60 50 40 30 20 10
0 -
0123456789 10 11
Время, ч
Рис. 2. Изменение пластической прочности известковой смеси: контрольный состав на известковом вяжущем, В/И=1; 2 - состав на ИКВ, В/И=1 3 - состав на ИКВ с добавлением 5 % белого цемента, В/И=1
12
Установлено, что ИКВ с добавкой на основе алюмосиликатного наполнителя характеризуется ускоренным набором пластической прочности. Так, пластическая прочность контрольного состава в возрасте 6 ч твердения составляет т = 0,61 кПа (рис 2. кривая 1), а на ИКВ -т = 4,65 кПа (рис. 2, кривая 2). Применение дополнительно белого цемента в рецептуре композиционного вяжущего способствует большему ускорению набора пластической прочности. Пластическая прочность состава на ИКВ (без 100
цемента) через 8 ч после затворения составляет т = 8,73 кПа (рис. 2, кривая 2), а состава на основе ИКВ с использованием белого цемента в количестве 5 % от массы извести - т = 19,07 кПа (рис. 2, кривая 3).
С целью регулирования реологических свойств ИКВ применялись пластифицирующие добавки С-3, МеШих 2651 F. Содержание пластифицирующих добавок составляло 1 % от массы извести.
н о Л Ч
С
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
/ III
3 4 2
1
----
0123456789 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Время, ч
Рис. 3. Изменение пластической прочности известковой смеси с добавлением пластифицирующих добавок: 1 - контрольный состав на ИКВ, В/И=1; 2 - состав на ИКВ с добавкой МеШих 2651 F, В/И=1; 3 - состав на ИКВ с добавкой С-3, В/И=1; 4 - на ИКВ с добавкой МеШих 2651 F и применением 5% белого цемента, В/И=1
Анализ пластограмм (рис. 3) свидетельствует, что применение пластифицирующих добавок приводит к более медленному структуро-образованию. Так, в возрасте 10 ч с момента за-творения пластическая прочность состава с добавкой МеШих 2651 F в количестве 1 % от массы извести составляет т = 0,80 кПа (рис. 3, кривая 2) , а у контрольного состава на ИКВ -т = 15,72 кПа (рис. 3, кривая 1). Пластическая прочность состава с добавкой С-3 в количестве 1 % от массы извести составляет т = 3,50 кПа (рис. 3, кривая 3). Применение в рецептуре ИКВ
белого цемента в количестве 5 % от массы извести ускоряет структурообразование. В возрасте 10 часов пластическая прочность составляет т = 1,13 кПа (рис. 3, кривая 4).
Приведенные данные (рис. 3) свидетельствует, что введение в смесь добавки на основе поликарбоксилатов (МеШих 2651 F) вызывает больший пластифицирующий эффект по сравнению с добавками на основе лигносульфоната нафталина (С-3). Это подтверждается значениями водоредуцирующих эффектов, приведенных в табл. 2.
Таблица 2
Значения водоредуцирующего эффекта пластифицирующих добавок
Наименование пластификатора Содержание добавки, % от массы извести-пушонки Вид вяжущего
Известь-пушонка ИКВ
С-3 1 1,26 1,21
MelfluxR 2651 F 1 1,51 1,43
Для оценки эффективности применения ИКВ с добавкой на основе алюмосиликатного наполнителя измерялась прочность при сжатии известковых композитов. Водоизвестковое отношение для всех составов составляло В/И = 1,1. Установлено, что введение в рецептуру ИКВ синтезированной добавки увеличивает прочность при сжатии известковых композитов. Так, прочность при сжатии образцов, испытанных в возрасте 7 суток твердения в воздушно-сухих условиях при температуре 18.. .20 °С, составляет Я-сж = 0,59 МПа (контрольный состав), а прочность при сжатии образцов на основе ИКВ -Ясж = 0,95 МПа. Введение в рецептуру данного ИКВ дополнительно белого цемента в количестве 5 % от массы извести увеличивает прочность при сжатии в возрасте 7 суток до Ясж = 1,075 МПа.
Установлено, что при использовании в рецептуре ИКВ пластификатора МеШих 2651 F в количестве 1 % от массы извести и белого цемента в количестве 5 % от массы извести прочность при сжатии образцов в возрасте 7 суток твердения составляет Ясж = 1,21 МПа.
Выявлено уменьшение количества свободной извести в образцах на основе ИКВ. Установлено, что количество свободной извести в известковых композитах, твердевших в воздушно-сухих условиях, составляет 49,1 % (контрольный состав), в образцах на основе ИКВ с содержанием добавки в количестве 5 % от массы извести - 33,6 %.
Выводы. Проведенные в статье сведение свидетельствуют об эффективности применения добавки на основе алюмосиликатного наполнителя. Синтезируемая добавка обладает большой эффективностью взаимодействия с известью, что позволяет повысить эксплуатационные
свойства известковых композитов. Выявлено, что разработанное ИКВ, полученное с использованием предлагаемой добавки, характеризуется высокой скоростью структурообразования. Полученные с использованием ИКВ известковые композиты так же отличаются повышенной прочностью.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Логанина В.И., Макарова Л.В., Кислицына С.Н., Сергеева К.А. Повышение водостойкости покрытий на основе известковых отделочных составов // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2012. №1. С. 41-46.
2. Логанина В.И., Макарова Л.В., Тарасов Р.В., Давыдова О.А. Оптимизация состава композитов общестроительного назначения, модифицированных наноразмерными добавками // Региональная архитектура и строительство. 2010. №2. С. 53-57.
3. Логанина В.И., Кислицына С.Н., Жер-новский И.В., Садовникова М.А. Известковые отделочные составы с применением синтезированных алюмосиликатов // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2014. № 2. С. 55-57.
4.Логанина В.И, Кислицына С.Н., Черячу-кин В.В., Акжигитова Э.Р. Эффективность применения в сухих строительных смесях органо-минеральных добавок на основе смешанослой-ных глин // Региональная архитектура и строительство. 2012. №3. С. 57-60.
5.А.с. 698923 Способ получения алюмоси-ликатного наполнителя. / В.С. Сажин, М.К. Мокшина, С.Д. Дементьева, Р.И. Калинина, А.И. Волковская, Н.В. Игнатьев, А.Н. Ющенко. Опубл. 30.11.1979. Бюл. №43.
вестник erty um. b.r. œyxoea
2015, №6
Loganina V.I., Kislitsina S.N., Frolov M.V.
LIME COMPOSITE BINDERS USING SUPPLEMENTS BASED ON ALUMINOSILICATE FILLER
This article provides information about the chemical composition of the additive based on aluminosilicate filler. Proposed lime composite binder including lime, white cement, an additive based on aluminosilicate filler, plasticizer. The regularities of interaction of various plasticizers with lime binder composition. The studies found that the lime binder composite is characterized by an accelerated set of plastic strength was found decrease in the amount of free lime and increase in strength of the samples with lime composite binder.
Key words: binder, aluminum silicates, white cement. synthesis, plastic strength.
