МЕХАНОХИМИЧЕСКАЯ АКТИВАЦИЯ СЫРЬЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ГИПСОВОГО ВЯЖУЩЕГО Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

А.Д. Рагузова

МЕХАНОХИМИЧЕСКАЯ АКТИВАЦИЯ СЫРЬЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ГИПСОВОГО ВЯЖУЩЕГО

В статье приводится технология подготовки сырья, результаты испытаний автоклавного гипсового вяжущего, полученное при помощи механохимической активации. Проведены результаты исследований, в ходе которых выявлены особенности и преимущества автоклавного гипсового вяжущего.

Ключевые слова: гипсовые вяжущие, механомеханическая активация, формовочная смесь, автоклавирование.

В настоящее время наблюдается возрастание объема производства гипсовых материалов и изделий, но при этом более 90% вяжущего производится низких марок. Причиной данной проблемы является отсутствие технологий для получения вяжущих высоких марок по малозатратным технологиям.

В промышленных условиях существуют два способа производства гипсовых вяжущих - сухой и мокрый. При мокром способе образуются сравнительно крупные кристаллы полуводного сульфата кальция (а-полугидрат) и гипсовые вяжущие высоких марок по прочности, что обусловлено пониженной удельной поверхностью и водопотребностью. Однако технология производства высокопрочного гипса в жидких средах, в связи с высокими затратами на сушку вяжущего, показывает свою экономическую неэффективность.

Недостатками технологии сухого способа производства гипсового вяжущего являются сравнительно низкая производительность оборудования и высокие приведенные затраты топлива и энергии.

По этой причине, появляется необходимость разработки новой технологии производства гипсовых вяжущих.

Главным преимуществом технологии производства гипсовых вяжущих из мелких фракций гипсового камня и путем механохимической активации сырья, является использование пластических деформаций сырья перед гидротермальной обработкой, изменение режима и среды её проведения, возможность сокращения продолжительности технологии. В условиях локализованной нагрузки на гранях кристаллов возникают фигуры давления или фигуры удара, формы и строения которых зависят от структуры кристаллической решетки.

Исследование прочностных свойств гипсовых вяжущих, проводимых на строительном гипсе и гипсовых вяжущих, полученных при помощи механохимической активации сырья производилось следующими этапами:

1.Подготовка формовочных смесей.

Для исследования использовались 2 вида формовочной смеси.

1)Формовочная смесь из строительного гипса.

2)Формовочная смесь из автоклавного гипсового вяжущего, полученного при помощи механохими-ческой активации сырья.

Технологический процесс получения вяжущего, которое использовалось для приготовления второй формовочной смеси состоит из ряда этапов: гипсовый камень был раздроблен в молотковой дробилке, затем прошел помол на бегунах, где была добавлена химическая добавка, с целью проведения механохимической активации. Автоклавная обработка проведена при давлении 0,3 МПа и температуре 1340С. Режим тепловой обработки 1-3-0,5 (ч)(подъем-изотермическая выдержка-сброс давления). После тепловой обработки вяжущее было высушено при температуре 1400 С.

2.Определение нормальной густоты гипсового теста.

Испытания проводились в соответствии с ГОСТ 23789-2018«Вяжущие гипсовые. Методы испытаний». [2] Результаты определения нормальной густоты гипсового теста из строительного гипса приведены в табл. 1.

© А.Д. Рагузова, 2021.

Научный руководитель: Сучков Владимир Павлович - профессор, доктор технических наук, Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, Россия.

Таблица 1

Определение нормальной густоты строительного гипса

Номер опыта Расход материалов Водогипсовое отно- Диаметр расплыва,

Гипс,г Вода,мл шение мм

1 300 165 0,55 250

2 300 135 0,45 155

3 300 147 0,49 179

Нормальная густота гипсового теста составила 49%.

Определение нормальной густоты гипсового вяжущего, полученного при помощи механохимиче-ской активации. Результаты определения нормальной густоты гипсового теста приведены в табл. 2.

Таблица 2

Определение нормальной густоты гипсового вяжущего, полученного _при помощи механохимической активации_

Номер Расход материалов Водогипсо- Диаметр

опыта Гипс,г Вода,мл вое отношение расплыва, мм

1 300 150 0,5 250

2 300 135 0,45 175

3 300 121 0,47 182

Нормальная густота гипсового теста составила 45%. 3.Определение сроков схватывания гипсового вяжущего.

Испытания проводились в соответствии с ГОСТ 23789-2018 «Вяжущие гипсовые. Методы испытаний». Результаты определения сроков схватывания приведены в табл. 3.

Таблица 3

Определение сроков схватывания_

Гипс строительный Гипсовое вяжущее полученное с помощью механохимической активации.

Начало схв.(мин) 4:20 9:30

Конец схв.(мин) 6:50 11:30

Из табл. 3 следует, что вяжущее, полученное по автоклавной технологии имеет более длительные сроки схватывания.

4.Определение предела прочности образцов - балочек на растяжение при изгибе. Для проведения испытаний были изготовлены образцы - балочки размером 160 х 40 х 40 мм, они были испытаны через 2 часа естественного хранения. Результаты испытаний приведены в табл 4.

Таблица 4

Определение предела порочности образцов_

Прочность на растяжение при изгибе , МПа

Номер образца гипс Гипсовое вяжущее, полученное с МХА

1 3,45 5,56

2 4,2 5,64

среднее 3,63 5,6

5.Определение предела прочности при сжатии.

Полученные после испытания на изгиб шесть половинок образцов- балочек подвергают испытанию на сжатие. Результаты испытаний приведены в табл. 5.

Таблица 5

Определение предела прочности при сжатии_

Номер образца Возраст образцов, ч Прочность при сжатии, МПа

Гипс Гипсовое вяжущее, полученное с МХА

1 7 10

2 6,5 12,8

3 2 5,8 10,4

4 5,4 9,8

среднее 6,3 10,8

В заключении, стоит отметить, что результаты исследований свидетельствуют о том, что использование гипсового вяжущего, полученного при помощи механохимической активации соответствуют требованиям, предъявляемым к высокопрочным гипсовым вяжущим.

Применение механохимической активации природного сырья позволяет увеличить сроки схватывания, что является существенным положительным моментом для сухих гипсовых смесей, позволяющим сократить расход и количество химических добавок.

Несомненным преимуществом гипсового вяжущего, произведенного при помощи механохимиче-кой активации, является то, что оно показывает более высокие показатели в испытаниях на определение прочности на растяжение при изгибе и определение предела прочности при сжатии.

Библиографический список

1.ГОСТ 125-2018. Вяжущие гипсовые. Технические условия. Введ. 2019-05-01. - М.: Стандартиформ, 2018. -

17 с.

2.ГОСТ 23789-2018. Вяжущие гипсовые. Методы испытаний. Введ. 2019-05-01. - М.: Стандартиформ, 2018. -

17 с.

РАГУЗОВА АЛЁНА ДМИТРИЕВНА - магистрант кафедры производство строительных материалов и конструкций, Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет, Россия.