CC BY
5УДК 691.53
О ВЛИЯНИИ БЕЛКОВОЙ ДОБАВКИ НА НЕКОТОРЫЕ СВОЙСТВА МИНЕРАЛЬНЫХ ВЯЖУЩИХ
Платова Ж.С., магистрант, направление подготовки 08.04.01 Строительство, Оренбургский государственный университет, Оренбург e-mail: [email protected]
Научный руководитель: Кравцов А.И., кандидат технических наук, доцент, Оренбургский государственный университет, Оренбург e-mail: [email protected]
Аннотация. В статье рассматривается эффективность использования белковой добавки для модификации свойств минеральных вяжущих. Эта проблема особенно актуальна для реставрационных работ и исторических реконструкций. В ходе исследования были проведены испытания образцов из цемента, гипса и известкового раствора с яичным белком в концентрации от 1% до 7-20% от массы вяжущего. Для гипсовых составов введение оптимального количества яичного белка приводит к повышению конечной прочности при начальном снижении интенсивности твердения.
Ключевые слова: минеральные вяжущие, яичный белок, свойства материалов с добавкой.
ON THE INFLUENCE OF PROTEIN ADDITIVES ON SOME PROPERTIES OF MINERAL BINDERS
Platova, Z.S., master student, direction of training 08.04.01. Construction, Orenburg state University, Orenburg e-mail: [email protected]
Scientific adviser: Kravtsov A.I., Candidate of Technical Sciences, Associate professor, Orenburg state University, Orenburg e-mail: [email protected]
Abstract. The article discusses the effectiveness of the use ofprotein supplements for modifying the properties of mineral binders. This is particularly relevant for restoration works and historical reconstructions. The study tested samples of cement, plaster and lime mortar with egg protein in concentrations ranging from 1% to 7-20% by weight of binder. For gypsum compositions administering optimum amount of egg white protein increases the ultimate strength of the initial reducing intensity curing.
Keywords: mineral binders, egg white, properties of materials with additive.
Формирование и расцвет Древнерусского государства относят к середине X века. В этот период возникает каменное зодчество на Руси. Первые каменные строения были возведены в конце Х века в Киеве. До сих пор сохранились постройки того времени. В чем же секрет «долголетия» работ каменного зодчества? Первое, что может прийти на ум история об использовании яиц в строительстве, а точнее в строительном растворе. Есть подобные истории и в арабских странах, и в Китае, и в Европе.
До недавнего времени известным сооружением, в котором, по преданию, использовались куриные яйца, был Карлов мост в Праге.
Однако чешские ученые не смогли однозначно подтвердить их наличие в строительном растворе [1], о сложностях в определении яичного белка в древних красочных составах указывалось еще в историографическом труде А. Лукаса [2] , но в настоящее время усовершенствованные методики для красок дают более значимый результат [3].
Такой интерес к составу строительных композитов и красочных покрытий для историков, археологов и реставраторов понятен, они должны в случае необходимости достоверно восстановить разрушенные временем артефакты.
Целью нашего исследования было оценить влияние яичного белка на свойства различных минеральных вяжущих.
В качестве исходных материалов для изготовления экспериментальных образцов использовались: цемент М 400 производства ЮГУПК; песок карьера Архиповский (Оренбургская обл.); гипс марки Г-7; известь-пушонка производство г. Самара.
Цементные образцы - кубики с ребром 2 см изготавливались из теста нормальной густоты, при этом яичный белок входил в состав воды затворе-ния в количестве 1% и 3% от массы вяжущего. При приготовлении отмечено, что введение добавки приводит к повышению водопотребности цементного теста.
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
Рисунок 1 - Результаты испытания цементных образцов на сжатие
По результатам испытаний образцов на сжатие в возрасте 3 и 28 суток (рисунок 1) можно сделать вывод, что добавка из яичного белка снижает прочностные характеристики цементного камня. Похожие результаты при меньшей концентрации белковой добавки получены и в работе [4].
На основе гипсового вяжущего были изготовлены образцы балочки размером 4x4x16 см. Белковая добавка вводилась сверх воды затворения в количестве 2% и 7,5%. Полученные образцы испыты-
вались на изгиб и сжатие в возрасте 7 и 99 суток. В результате (рисунок 2) можно отметить, что увеличение содержания белковой добавки приводит к снижению прочности на изгиб и к некоторому повышению прочности на сжатие при расходе добавки 2%. Однако при дальнейшем увеличении расхода добавки прочность не возрастает, а даже снижается. С течением времени значительного роста прочности также не происходит по сравнению с бездобавочным составом.
Рисунок 2 - Результаты испытания гипсовых образцов на изгиб Rизг7, Rизг99 и сжатие Rсж7 , Rсж99 в возрасте 7 и 99 суток, соответственно
Наиболее вероятным является использование в древности яичного белка в качестве добавки в известковые растворы. Для определения свойств известковых растворов с белковой добавкой были изготовлены образцы из раствора с соотношением извести-пушонки и песка 1:4 и расходом добавки 5% и 20% от массы извести.
По результатам испытания образцов известкового раствора на сжатие после 26 и 45 суток твердения можно сделать вывод, что введение добавки сначала дает небольшой прирост прочности при 5% концентрации, далее прочность снижается, что перекликается с результатами, полученными в работе
[5].
Рисунок 3 - Прочность на сжатие известковых растворов
На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
- использование яичного белка в качестве добавки к смесям на минеральных вяжущих может иметь положительный технологический эффект в виде повышения прочности материала для смесей на гипсе;
- дополнительным и скорее отрицательным
эффектом применения подобной добавки является значительное снижение интенсивности твердения составов в начальной стадии.
Таким образом, можно отметить неоднозначность тиражируемых заявлений о чудодейственных свойствах древних связующих. Для их подтверждения, по крайней мере, требуются более детальные исследования.
Литература
1. Минеев Ю. Карлов мост построен не на яйцах [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https:// www.infox.ru/news/10/science/universe /38449-karlov-most-postroen-ne-na-ajcah (дата обращения 25.03.2019).
2. Лукас А. Материалы и ремесленные производства древнего Египта / А. Лукас. - М.: Издательство иностранной литературы, 1958. - 407 с.
3. Fremout, Wim. Tryptic cleavage of proteinaceous paint: a high-performance protein binder analytical technique. // ResearchGate. 2014. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.researchgate. net/publication/261508458_Tryptic_cleavage_of_proteinaceous_paint_a_high-performance_protein_binder_ analytical_technique (дата обращения: 27.03.2019).
4. Mirzabagheri S. Performance of Concrete by Using Albumen, Yolk and Milk // sciendo.com [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://content.sciendo.com/view/journals/jaes/8/1/article-p67.xml (дата обращения: 27.03.2019).
5. Othuman Mydin, Md Azree. Physico-mechanical properties of lime mortar by adding exerted egg albumen for plastering work in conservation work // ResearchGate [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https:// www.researchgate.net/publication/322469454_Physico-mechanical_properties_of_lime_mortar_by_adding_ex-erted_egg_albumen_for_plastering_work_in_conservation_work (дата обращения: 28.03.2019).
