CC BY
38
УДК 691.3
Зинин Е.В., Сычева Л.И.
МОДИФИЦИРОВАНИЕ СОСТАВА ГИПСОЦЕМЕНТО-ПУЦЦОЛАНОВОГО ВЯЖУЩЕГО ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА НАЛИВНЫХ ПОЛОВ
Зинин Евгений Владимирович, магистрант факультета Технологии неорганических веществ и высокотемпературных материалов, e-mail: laer1994@mail.ru;
Сычева Людмила Ивановна, к.т.н., профессор кафедры химической технологии композиционных и вяжущих материалов;
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125480, Москва, ул. Героев Панфиловцев, д. 20
Рассмотрено влияние различных добавок на свойства гипсоцементно-пуццоланового вяжущего. Подобраны составы гипсоцементно-пуццоланового вяжущего с исследуемыми добавками, для дальнейшего использования данного состава для изготовления наливных полов.
Ключевые слова: гипсоцементно-пуццолановое вяжущее, водостойкость, добавки, гипс.
MODIFICATION OF THE COMPOSITION OF GYPSUMCEMENT-POZZOLANIC BINDER FOR THE PRODUCTION OF SELF-LEVELING FLOORS
Zinin E.V., Sycheva L.I.
D.I. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia
The influence of various additives on the properties of gypsum-cement-pozzolanic binders is considered. The compositions of the gypsum cement-pozzolanic binder with the test additives are selected, for further use of this composition for the production of self-leveling floors.
Keywords: gypsum-cement-pozzolanic binder, water resistance, additives, gypsum.
В настоящее время сухие строительные смеси для изготовления оснований и стяжек наливного пола находят широкое применение в жилищном строительстве. Это в полной мере относится к гипсовым и гипсосодержащим смесям, в процессе перемешивания которых с водой и рядом добавок образуются высокоподвижные растворные смеси с регулируемыми сроками схватывания, а после затвердевания - высокопрочные основания и стяжки пола. Существенным недостатком таких смесей является их высокая стоимость, в связи с применением импортных наполнителей и функциональных добавок.
Как показывает зарубежный и отечественный опыт, одной из областей для массового применения гипсовых и ангидридовых вяжущих является механизированное устройство самонивелирующихся стяжек и облегченных оснований полов.
При устройстве монолитных стяжек и оснований полов с использованием гипсовых вяжущих, помимо прочности и твердости поверхностного слоя, большое значение имеет остаточная влажность стяжек. Высокое В/Т отношение растворной смеси требует длительной сушки, ведет к повышению влажности стен, перегородок и панелей перекрытий.
Гипсовые стяжки характеризуются быстрым набором прочности, не проявляют деформаций усадки. Недостатком гипсовых стяжек является их непригодность для службы в помещениях с повышенной влажностью, так как гипсовые вяжущие не водостойки.
Целью настоящей работы являлось модифицирование состава гипсоцементно-пуццоланового вяжущего (ГЦПВ) различными добавками для дальнейшего использования в качестве состава для наливных полов.
В соответствии с методикой МИСИ им. В.В. Куйбышева был определен состав ГЦПВ с активной минеральной добавкой метакаолина [1].
Содержание компонентов смеси составило: гипсовое вяжущее - 55%, портландцемент - 34,5%, метакаолин - 10,5%.
ГЦПВ данного состава имело нормальную густоту 47% (по прибору Вика). Сроки схватывания: начало - 3 минут, конец - 5 минут. На 28 сутки твердения прочность образцов достигла 8 и 16 МПа на изгиб и сжатие соответственно. Коэффициент размягчения составил 0.8, что говорит о том, что вяжущее является водостойким.
Одним из важнейших показателей для наливных полов является расплыв смеси. Для определения расплыва смеси, использовались два метода: первый метод - подбор расплыва на малом вискозиметре Суттарда, второй - по ГОСТ 310.3, по кольцу прибора Вика (таблица 1) [2, 3].
Для получения самовыравнивающегося основания пола расплыв строительной смеси должен быть 180 мм по вискозиметру Суттарда или 130-150 мм по кольцу Вика.
Стандартный расплыв по вискозиметру Суттарда (ф - 50 мм, Ь - 100 мм) равен 180 мм и соответствует расплыву 80 мм по малому вискозиметру Сутторда.
Таблица 1. Таблица 1. Влияние B/T отношения на
B/T Р, мм. Сроки схватывания, мин.
начало конец
0,65 58 4,5 7
0,67 71 5 7,5
0,7 80 5,5 8
При полученных значениях B/T были заформованы образцы ГЦПВ для испытаний на прочность. Испытания проводили на 1,7,14,28 сут. воздушно-влажного твердения образцов (рис 1).
Р
Время твердения, сутки
Рисунок 1 - Прочность гипсоцементно-пуццолановых вяжущих с повышенным В/Т отношением
Чем выше B/T отношение, тем меньше прочностные характеристики образцов. Для достижения более высоких прочностных характеристик и уменьшения В/Т отношения в состав ГЦПВ вводились добавки.
Добавка суперпластификатора обеспечивает повышенную подвижность растворной смеси при одновременном снижении В/Т, повышает прочность камня, улучшает перекачиваемость растворной смеси.
Для изучения влияния пластификатора на свойства ГЦПВ была выбрана добавка Sika ViscoCrete G-2.
Оптимальная концентрация добавки была выбрана с учетом рекомендаций производителя и на основе результатов ранее проведенных исследований и составила 0,1 % масс. [4].
При введении добавки пластификатора в состав ГЦПВ, НГ снизилась с 70 % до 68 %, а сроки схватывания немного увеличились и составили: начало - 6,5 минут, конец - 9,5 минут.
По результатам испытаний прочностные характеристики на 28 сутки твердения составили 4,8 МПа на изгиб и 14,8 МПа на сжатие.
Так как сроки схватывания ГЦПВ с добавкой метакаолина и пластификатора короткие (начало -6,5 минут, конец - 9,5 минут), что не технологично для изготовления самовыравнивающихся стяжек, поэтому в вяжущее необходимо вводить добавку замедлитель схватывания.
В качестве добавок замедлителей схватывания были выбраны, добавка винной кислоты, Sika PlastRetard XPC и Sika Retarder.
Механизм действия добавок-замедлителей схватывания заключается в торможении процессов
гидратации клинкерных минералов, т.е. обусловливает замедленное выделение свободного гидроксида кальция извести в раствор и замедляет процессы коагуляции и сближения зерен цемента и его гидратных новообразований. Вследствие этого интенсивность схватывания затворенных водой клинкерных цементов замедляется.
Влияние добавок на В/Т отношение и сроки схватывания представлены в таблице 2.
Таблица 2. Влияние добавок замедлителей схватывания на свойства ГЦПВ
Время
Добавка Содержание, % В/Т схватывания, мин
начало конец
- - 0,7 5 7
G-2 0,01 0,68 6,5 9,5
Винная к-та 0,04 0,64 14 20
Sika Retarder 0,1 0,67 6,5 9,5
0,3 0,66 8 11
0,5 0,66 10 13
Sika 0,01 0,62 22 30
PlastRetard 0,02 0,6 40 46
Добавка PlastRetard XPC оказала наибольший эффект на ГЦПВ, снизив В/Т отношение на 8 % и удлинив сроки схватывания состава примерно в 3 раза. Добавка винной кислоты снизила В/Т отношение на 6 % и удлинила сроки схватывания состава в 2 раза. Добавка Sika Retarder проявила себя в меньшей степени, по сравнению с двумя другими добавками и снизила В/Т отношение на 3 % и удлинила сроки схватывания на 3 минуты.
Таким образом для дальнейших исследований были выбраны добавка винной кислоты с концентрацией 0,04 масс.% и добавка Sika PlastRetard XCP c концентрацией 0,01 %.
Составы для самовыравнивающихся полов обязательно содержат добавку РПП, выполняющую роль дополнительного связующего, которое сдерживает деформации усадки. Введение РПП приводит к удлинению сроков схватывания, повышает подвижность смеси на 10 - 15 %, увеличивает прочность при сжатии и повышает прочность сцепления с основанием [5].
В качестве добавки РПП использовалась добавка Vinnapas 8031 H.
Комплексное влияние добавок позволило снизить В/Т отношение на 15 % по сравнению с бездобавочным (70 %) составом и значительно удлинить сроки схватывания. При этом прочность в возрасте 1 суток твердения для большинства составов превысила 1,5 МПа, что позволяет сделать вывод о том, что данные составы пригодны для хождения после первых суток твердения, что позволит проводить дальнейшие строительные работы в помещении (Таблица 3).
Добавки В/Т P, мм Сроки схватывания, мин. Gсжатие, МПа
G-2, масс. % Вин. к-та, масс. % РПП, масс. % PlastPetard, масс. % начало конец
0,1 0,04 0,5 - 0,61 80 16 22 0,7
0,1 0,04 1 - 0,6 80 18 23 1,4
0,1 0,04 1,5 - 0,59 80 20 26 1,9
0,1 - 0,5 0,01 0,59 80 25 32 2
0,1 - 1 0,01 0,57 80 27 35 2,3
0,1 - 1,5 0,01 0,55 80 28 36 2,7
Таблица 3. Комплексное влияние добавок на свойства ГЦПВ
В ходе работы был получен состав гипсоцементно-пуццоланового вяжущего для производства стяжек или оснований пола, модифицированный различными добавками и исследованы его свойства.
Установлено, что при введении добавок было снижено В/Т отношение с 70 % до 55 %, и увеличены сроки схватывании до начало - 28 мин., конец - 36 мин.
Литература
1. Волженский, А.В. Гипсоцементнопуццолановые вяжущие, бетоны и изделия / А.В. Волженский, В.И. Стамбулко, А.В. Ферронская. - Москва: Стройиздат, 1971. - 318 с.
2. Бутт, Ю.М. Практикум по технологии вяжущих материалов / Ю.М. Бутт, В.В. Тимашев. - Москва: Высшая школа, - 1973. - 504 с.
3. ГОСТ 310.3-76. Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объема.- Москва: Издательство стандартов, 1978. - 2 с.
4. Зинин Е.В., Сычева Л.И., Влияние активных минеральных добавок на свойства гипсоцементно-пуццолановых вяжущих // Успехи в химии и химической технологии. - 2017. - Том 31, № 1. - С. 28-30.
5.Корнеев В.И., Зозуля П.В. Сухие строительные смеси (состав и свойства) М.: ООО РИФ 'Стройматериалы. Москва, 2010. - 318 с.
