Композиционное известковое вяжущее с применением алюмосиликатов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Строительные науки

УДК 691.5

ЛОГАНИНА В. И РЫЖОВ А. Д.

Композиционное известковое вяжущее с применением алюмосиликатов

Логанина

Валентина

Ивановна

доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой «Управление качеством и технологии строительного производства» Пензенский государственный университет архитектуры и строительства

e-mail: [email protected]

Рыжов Антон

Дмитриевич

аспирант кафедры «Управление качеством и технологии строительного производства» Пензенский государственный университет архитектуры и строительства

e-mail: [email protected]

В статье приведены сведения об известковом композиционном вяжущем, предназначенном для ремонтных и реставрационных отделочных составов. Показано, что известковое композиционное вяжущее с применением синтезированных алюмосиликатов характеризуется быстрым набором прочности.

Ключевые слова: отделочные составы, известковое композиционное вяжущее, реология, прочность.

LOGANINA V. I. RYZHOV A. D.

COMPOSITE USING LIME BINDING MATERIAL ALUMINOSILICATE

Provides information about the lime composite binders intended for repair and restoration finishing compositions. It is shown that lime binder composite synthesized using aluminosilicates characterized by rapid strength development.

Keywords: finishing compositions, lime composite binders, rheology, strength.

Для реставрации и ремонта зданий и сооружений исторической застройки, как правило, используют известковые составы [1]. В последнее время при разработке рецептуры таких составов применяют композиционные вяжущие. Композиционное вяжущее представляет собой смеси гидравлического или воздушного вяжущего и специальных добавок, усиливающих те или иные свойства. При разработке композиционных вяжущих используется системный подход [2]. Композиционное вяжущее рассматривают как сложную систему, состоящую из подсистем или элементов.

Нами предложены композиционные вяжущие, состоящие из извести и синтезированных гидросиликатов кальция [3], извести и синтезированных алюмосиликатов [4], извести и модифицированного диатомита [5]. Результаты проведенных исследований свидетельствуют, что применение в рецептуре отделочных составов таких композиционных вяжущих способствует повышению водостойкости, морозостойкости отделочных покрытий.

В продолжение дальнейших исследований нами установлена возможность изготовления композиционного известкового вяжущего с применением синтезированных алюмосиликатов, полученных добавлением микродисперсных порошков алюминия в натриевое жидкое стекло при температуре 60 °С в течение 90 мин. В работе применяли жидкое натриевое стекло с силикатным модулем 2,9.

Синтезируемая добавка представляет собой легкий порошок светло-серого цвета (размер частиц 2-20 мкм), с насыпной плотностью 0,55 ± 0,05 г/ см3. В ходе синтеза добавки образуется большое количество газообразного молекулярного водорода, который создает в добавке поры различного размера и формы [6]. Выход готового продукта составляет 90 %.

Для оценки минералогического состава синтезируемой добавки был проведен рентгено-фазовый анализ. Количественное определение концентраций кристаллических минеральных образований выполнено полнопрофильным РФА с применением программы ББМ v.1.95d. В Таблице 1 приведен химический состав синтезируемой добавки. Установлено, что аморфная фаза представлена наноструктурированным аморфным алюмосиликатом.

Синтезируемые алюмосиликаты были применены при изготовлении известкового композиционного вяжущего (ИКВ). Содержание добавки составляло 1-30 %% от массы извести. В работе применяли известь 2 сорта с активностью 84 %%.

Исследовалось влияние содержания в известковом композиционном вяжущем добавки синтезированных алюмосиликатов на его реологическое поведение. Статическое и динамическое напряжение сдвига определяли с помощью ротационного вискозиметра ВСН-3. Водовяжущее отношение составляло В /И=1,2.

Установлено, что известковые составы представляют собой пластические системы, реологическое поведение которых описывается урав-

80

© Логанина В. И., Рыжов А. Д., 2014

АКАДЕМИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК УРАЛНИИПРОЕКТ РААСН 4 | 2014

Наименование оксида Содержание,%

А1203 51,03

ею. 36,36

Ыа20 11,89

^203 0,110

СаО 0,107

МдО 0,105

ЭОз 0,0290

тю2 0,0124

к2о 0,0112

Е 99,6546

Таблица 2. Реологические свойства известковых систем

Содержание добавки Статическое напряжение Динамическое напряжение сдвига, МПа, при скорости вращения, об/мин Пластическая вязкость, Пас, при скорости вращения, об/мин

сдвига, МПа 200-400 300-600 200-400 300-600

- 0,0004 0,000176 0,000276 45,18 57,23

1 0,00041 0,000185 0,000285 45,18 57,23

5 0,00042 0,000194 0,000294 45,18 57,23

10 0,00043 0,000205 0,000298 45,18 60,24

20 0,00045 0,000215 0,000312 49,69 63,25

30 0,00046 0,000217 0,000316 49,69 66,26

нением Шведова-Бингама. Анализ экспериментальных данных свидетельствует, что с увеличением содержания добавки наблюдается некоторое возрастание значений статического напряжения сдвига. Увеличение значения динамического напряжения сдвига особенно значительно при содержании добавки более 10 %. В Таблице 2 приведены экспериментальные данные. Анализ данных свидетельствует, что добавка синтезированных алюмосиликатов оказывает структурирующее действие. С увеличением содержания добавки в ИКВ наблюдается увеличение напряжения сдвига и рост пластической вязкости. Так, динамическое напряжение сдвига у известкового состава при числе оборотов 200-400 об/мин составляет 0,000176 МПа, а у состава на основе композиционного вяжущего с содержанием добавки 5 % — т = 0,000194 МПа, с содержанием добавки 20 % — ? = 0,000215 МПа. Результаты оценки прочности известковых композитов, приготовленных на ИКВ, свидетельствуют, что в начальный период твердения наблюдается быстрый рост прочности. Так, прочность при сжатии известкового композита в возрасте 3 суток воздушно-сухого твердения составляет Яс6 = 0,3 МПа, а композита на основе ИКВ с содержанием 20 % добавки — Д,6 = 1,75 МПа. Однако в дальнейшем, при высоком содержании добавки (более 20 %) наблюдается сброс прочности. Это, по-видимому, обусловлено переходом гексагонального гидроалюмината кальция 2СаА12038Н20 в кубический 3СаА12036Н20, что сопровождается появлением напряжений в твердеющей системе. Введение в композиционное вяжущее дополнительно диатомита, содержащего аморфный кремнезем 8Ю2 и обеспечивающего дополнительно силикатное твердение ИКВ, способствует дальнейшему росту прочности композита. При содержании добавки алюмосиликатов 5 % от массы извести и диатомита в соотношении ИКВ: диатомит, равном ИКВ:Д=1:3, прочность при сжатии в возрасте 14 суток воздушно-сухого твердения составляет Яс6 = 3,87 МПа. Заключение Разработанное известковое композиционное вяжущее, включающее известь-пушонку, добавку синтезированных алюмосиликатов и диатомит, можно применять в составах, предназначенных для выполнения отделочных ремонтных работ. Список использованной литературы 1 Шангина Н. Н., Харитонов А. М. Особенности производства и применения сухих строительных смесей для реставрации памятников архитектуры // Сухие строительные смеси. 2012. № 3. С. 35-38. 2 Чистов Ю. Д., Тарасов А. С. Разработка многокомпонентных минеральных вяжущих веществ // Российский химический журнал. 2003. Х1УП. № 4. С. 12-17. 3 Логанина В. И., Макарова Л. В., Папшева К. А. Влияние технологии синтеза силикатных наполнителей на свойства известковых и отделочных составов / / Региональная архитектура и строительство. 2011. № 2. С. 66-69. 4 Логанина В. И., Кислицына С. Н., Макарова Л. В., Са-довникова М. А. Реологические свойства композиционного известкового вяжущего с применением синтетических цеолитов // Известия вузов. Строительство. 2013. № 4. С. 37-42. 5 Логанина В. И., Давыдова О. А., Симонов Е. Е. Влияние активации диатомита на свойства известковых композитов // Известия вузов. Строительство. 2011. № 3. С. 20-23. 6 Шилина А. С., Милинчук В. К. Сорбционные свойства нового типа алюмосиликатного сорбента // Известия вузов. Ядерная энергетика. 2008. № 3. С. 24-30.

АКАДЕМИЧЕСКИЙ ВЕСТНИК УРАЛНИИПРОЕКТ РААСН 4|2014

81