Известковое композиционное вяжущее с применением синтезированных гидросиликатов кальция Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Логанина В. И., д-р техн. наук, проф., Пышкина И. С., аспирант Пензенский государственный университет архитектуры и строительства

ИЗВЕСТКОВОЕ КОМПОЗИЦИОННОЕ ВЯЖУЩЕЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ СИНТЕЗИРОВАННЫХ ГИДРОСИЛИКАТОВ КАЛЬЦИЯ

[email protected]

Приведены сведения о закономерностях структурообразования известковых композиций с добавлением синтезированных гидросиликатов кальция. Показано влияние синтезированных гидросиликатов кальция на реологические свойства известковых композитов.

Ключевые слова: вяжущее, гидросиликаты кальция, синтез, наполнитель, пластическая

прочность.

Традиционными материалами, на протяжении многих лет применявшимися для ревставрации фасадов зданий исторической застройки, были известковые составы [1]. Однако низкая эксплуатационная стойкость известковых покрытий приводит к увеличению межремонтных затрат. Повышение

эксплутационных свойств известковых покрытий может быть обеспечено путем введения в их рецептуру добавки на основе синтезированных гидросиликатов кальция (ГСК) [2,3,4].

Синтезированная добавка представляют собой смесь высоко- и низкоосновных гидросиликатов кальция. Учитывая, что низкоосновные гидросиликаты кальция обладают большей прочностью и с целью снижения стоимости добавки, в процессе синтеза вводились компоненты, в состав которых содержал аморфный кремнезем SiO2.

В работе применялось жидкое натриевое стекло с модулем М = 2,8 плотностью 1,279 г/см3, хлористый кальций CaCl2 х. ч.. В качестве компонента, содержащего аморфный кремнезем, применялся диатомит Инзенского месторождения удельной поверхности 19000 см2/г. В работе использовалась два режима синтеза: 1 режим -осаждение в присутствии 15%-ного раствора CaCl2 в количестве 50% от массы жидкого стекла; 2 режим - осаждение в присутствии 10%-ного раствора CaCl2 в количестве 50% от массы жидкого стекла с добавлением диатомита, при этом соотношение жидкость:твердая фаза (Ж:Т) составяло (Ж:Т) = 1:2. Полученный осадок высушивался при температуре 100о С[5].

Для оценки фазового состава наполнителя был выполнен рентгенофазовый анализ РФА. Для съемки рентгенограмм образцов использовалась рентгеновская рабочая станция ARL 9900 WorkStation. Установлено, что на рентгенограммах образцов добавки,

синтезированной по 1 -му режиму, присутствуют дифракционные линии (А) следующих минералов: гидросиликаты кальция

тоберморитовой группы ( d = 10,13059; d = 3,58269; d = 3.25556^ = 3.2579^ = 2,82163^ = 2,4662; d = 2,28271; d = 2,20517; d = 1.2618); твердый раствор СБН(В) в виде слабозакристаллизованного геля: ^ = 4,76541; d = 3,03952^ = 2,82163); твердый раствор С^-Н (II): ( d = 2,22058^ = 2,06213; d =1,87721; d =1,41032; d = 2,82214; d = 1,6293^ = 1,41012); гидрогалиты: @ = 3,85831; d = 1.99449; d = 1.62748); кальцит: @ = 3,85831^ = 3,03952^ = 1,41032), арагонит: ^ = 1,87721^ = 1,29764); ватерит: ^ = 1,26099) (рис. 1).

При синтезе добавки по режиму 2 идентифицируются следующие соединения: гидросиликаты кальция тоберморитовой группы @ = 3,23649; 3,20907; d = 2,83127^ =1,49679); твердый раствор СБН(В) в виде слабозакристаллизованного геля: ^ = 2,18295; d = 1,87623^ =1,50692^ =1,75605 ); раствор С-5-Н (II): ( d = 2,26363^ = 2,42699; d =1,85754; d =1,444188);кварц ( d =3,14261; d = 1,28214; d =1,18895); каолинит @ = 4,17526; 3,391105); гидрогалиты @ =3,25968; d = 2,95545 =2,89931; 257507); кальцит @ =2,55971; d = 1,06929; d =1;45393); арагогнит @ = 4,33089; d =1,18507) (рис.2).

Ренгенограммы исходного диатомита приведена на рис.3. На рентгенограмме диатомита присутствуют дифракционные линии (А) следующих соединений: кварц 4,242; d= 3,338; d= 1,540; d = 1,254; d=2,128); каолинит (d= 4,487; d= 3,3265; d= 1,9803); андрадит (d= 2,4555; d= 1,666; d= 1,370); монтичеллит (d= 2,571; d= 1,181; 1,380) (рис.3).

Анализ ренгенограммы, приведенной на рис.2, свидетельствует, что минералогический состав добавки, синтезируемой по 2-му режиму, характеризуется большим количеством низкоосновных гидросиликатов кальция.

Синтезированная добавка была применена для изготовления известкового

композиционного вяжущего (ИКВ), при этом содержание добавки составляло 30% от массы извести. В качестве вяжущего применяли из-

весть - пушонку, приготовленную на извести 2 сорта с активностью 86%. ИКВ было применено при разработке рецептуры сухой строительной

смеси (ССС), предназначенной для отделки стен

1.1М* ПО

500

зданий. В качестве мелкого заполнителя использовали сурский кварцевый песок фракции 0,630,315 и 0,315 - 0,14мм в соотношении 80:20.

242163

3 25556

10 13059

- МК|

«да, 3656313.56269

303952

1.994*9

2446,2 222066 2 06213 2262/1 [гзл„ «. ......

162746

117721 , 1.62312 1!

и«.

1 70136 к 54

1.41032

А.

126099

~I-1-1-—-1-1-Г

14 24 3* 44 54 64

Рис. 1. Рентгенограмма добавки, синтезированной по 1 режиму

129764|

I

74

28'

400

300 200 100

Рис. 2. Рентгенограмма добавки, синтезированной по 2-му режиму

I, имп/с

1600 .

Рис.3. Рентгенограмма диатомита

Выявлено, что применение ИКВ с добав- применение ИКВ с добавкой, синтезированной

кой, синтезированной по 2-му режиму, приводит по 1-му режиму, - т = 0,0016 МПа (рис. 4, кривая

к увеличению набора пластической прочности 2). Пластическая прочность контрольного со-

(рис.4, кривая 3). Так, пластическая прочность става составляла т = 0,0013 МПа (рис. 4 кривая

растворной смеси уже в возрасте 5 ч твердения 1). составляет т = 0,0018МПа (рис 4. кривая 3), а

Время, ч

Рис. 4. Кинетика пластической прочности растворной смеси: 1 -контрольный состав на известковом вяжущем; 2 - состав на основе ИКВ с применением добавки, синтезированной по 1 -му режиму; 3 - состав на основе ИКВ с применением добавки, синтезированной по 2 -му режиму

Оценивалась кинетика набора прочности композита на основе ИКВ. Установлено, что в возрасте 28 суток воздушно - сухого твердения прочность при сжатии известкового композита на основе ИКВ с применением добавки, синтезированной по 2-му режиму, выше и со-

ставляет Ясж = 5,5 МПа (рис. 5 кривая 1), в то время как у композита на основе ИКВ с применением добавки, синтезированной по 1-му режиму, - Исж= 2,86 МПа (рис. 5, кривая 2). Прочность при сжатии контрольного состава составляла Ксж= 1,475 МПа (рис. 5, кривая 3).

Рис.5. Кинетики твердения известковых композитов: 1 -состав на основе ИКВ с применением добавки, синтезированной по 2-му режиму; 2 - состав на основе ИКВ с применением добавки, синтезированной по 1 -му режиму; 3 -контрольный состав на известковом

вяжущем

Проведенные исследования свидетельствуют об эффективности применения синтезируемых в присутствии диатомита гидросиликатов кальция в ИКВ как добавки, регулирующей структурообразование, что позволит повысить эксплуатационные свойства известковых отделочных покрытий.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Шангина Н.Н., Харинонов А.М. Особенности производства и применения сухих строительных смесей для реставрации памятников архитектуры //Сухие строительные смеси-2012-№3-С.35-38.

2. Логанина В.И., Макарова Л.В., Сергеева К. А. Свойства известковых композитов с

силикатсодержащими наполнителями // Строительные материалы.2012.№3. С.30-35

3. Логанина В. И., Макарова Л. В., Кислицина С. Н., Сергеева К. А. Повышение водостойкости покрытий на основе известковых отделочных составов // Известия высших учебных заведений. 2012.№1(637). С.41-47

4. Логанина В.И., Макарова Л.В., Папшева К. А. Влияние технологии синтеза силикатных наполнителей на свойства известковых и отделочных // Региональная архитектура и строительство. 2011. №2. С.66-69

5. Логанина В. И., Пышкина И. С. Влияние режима синтеза наполнителя на структуру и свойства известковых сухих строительных смесей // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. 2014. №36 (55).С. 64-67.