CC BY
63
УДК 666.91
Локтионова М.Д., Потапова Е.Н.
СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИОННЫХ ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ
Локтионова Мария Дмитриевна, студентка 2 курса магистратуры факультета технологии неорганических веществ и высокотемпературных материалов; e-mail: [email protected]
Потапова Екатерина Николаевна, д.т.н., профессор кафедры химической технологии композиционных и вяжущих материалов.
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия.
В данной статье затрагивается актуальность использования гипсовых вяжущих и решение некоторых проблем, связанных с недостатками этого материала, мешающие их широкому применению. Впервые получено гипсоцементно-пуццолановое вяжущее на основе гипсового вяжущего, белого портландцемента и активной минеральной добавки - метакаолин. Показано, что введение модифицирующих добавок приводит к существенному повышению прочностных характеристик и водостойкости затвердевшего вяжущего.
Ключевые слова: гипсоцементо-пуццолановые вяжущие, водостойкость, модифицирующие добавки, прочность, водопотребность.
PROPERTIES OF COMPOSITE GYPSUM BINDERS
Loktionova Maria Dmitrievna, Potapova Ekaterina Nikolaevna. D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia.
This article discusses the relevance of the use of gypsum binders and the solution of some problems associated with the disadvantages of this material, which prevent their widespread use. For the first time, a gypsum-pozzolan binder based on gypsum binder, white Portland cement and an active mineral additive - metakaolin was obtained. It is shown that the introduction of modifying additives leads to a significant increase in the strength characteristics and water resistance of the hardened binder.
Keywords: gypsum-cementpozzolanic binders, water resistance, modifying additives, strength, water demand.
морозостойкость,
Гипсовые вяжущие - это минеральные вяжущие воздушного твердения, применяемые с незапамятных времён. Главными факторами, обуславливающими применение гипсовых вяжущих в строительной индустрии являются - наличие в России крупнейших месторождений исходного сырья (двуводного гипса и ангидрита), простота его переработки в вяжущие вещества и небольшие расходы топлива и электроэнергии при производстве.
Гипсовые вяжущие имеют наибольшие преимущества, по сравнению с другими минеральными вяжущими. При производстве для них характерны низкие технологические энергозатраты. При затворении гипсовых вяжущих водой образуется удобоукладываемое пластичное тесто. Среди достоинств гипсовых вяжущих можно отметить следующие: экологическая чистота, хорошие термо- и звукоизоляционные свойства, огнестойкость и простота использования. Особо важным свойством гипсовых вяжущих веществ является скорость их твердения и схватывания - это и объясняет высокую производительность поточных линий.[1]
Однако, у данной группы вяжущих есть определенные недостатки, мешающие их широкому применению: низкая водостойкость, проявляющаяся в значительном падении прочности при его
увлажнении, недостаточная повышенная ползучесть.
Существует несколько способов по повышению водостойкости гипсового камня. Один из наиболее эффективных является разработка гипсоцементно-пуццолановых вяжущих композиций, сочетающих в себе достоинства гипсового вяжущего и портландцемента.
Как правило, в составах гипсоцементно-пуццоланового вяжущего ранее использовали серый портландцемент [2-3]. В данной работе традиционный портландцемент был заменен на белый портландцемент.
В работе использовали белый портландцемент ГОСТ 965-89 производства «Щуровский цементный завод»; гипс строительный Г-5 «Пешеланский гипсовый завод»; высокоактивную пуццолановую добавку метакаолин ВМК-45 ООО «Синерго»; суперпластификатор Ме1теП Б15(СП); редиспергируемый полимерный порошок Утпара8 5010К (РПП) и эфиры целлюлозы Месе^е 7177(ЭЦ). Для создания ГЦПВ использовали методику ТУ 21-31-62-89 [4], согласно которой было приготовлено вяжущее (табл.1).
Нормальная густота гипсоцементно-пуццоланового вяжущего составила 50 %, начало схватывания - 2 мин, конец - 3 мин (табл. 2).
Таблица 1 - Состав гипсоцементно-пуццоланового вяжущего
Наименование материала Гипсовое вяжущее Портландцемент Метакаолин
Содержание в составе ГЦПВ, % 53,3 33,3 13,4
Таблица 2 - Влияние модифицирующих добавок на свойства гипсоцементно-пуццоланового теста
Добавка Содержание,% НГ, % Сроки схватывания,мин
начало конец
- - 50 2 3
Ме1шеП Б15 0,3 42 1,5 2,5
0,5 39 1 2
0,7 37 1 2
Утпара8 5010К 0,3 40 1,5 4
0,5 41 2 4
0,7 41,5 2,5 4
Меее11о8е 7177 0,3 50 2,5 4
0,5 50,5 3 4,5
0,7 51,0 3 5
При введении в состав ГЦПВ суперпластификатора Ме1шеП Б15 нормальная густота уменьшалась на 8-13%, по сравнению с бездобавочным составом, сроки схватывания незначительно сократились (на 0,5 мин). При введении в состав редиспергируемого полимерного порошка Утпара8 5010К нормальная густота уменьшилась на 8,5-10 %, а сроки схватывания, наоборот, увеличились на 0,5 мин. При добавлении эфира целлюлозы Меее11о8е 7177 наблюдается незначительное повышение водопотребности 0,5-1%, а сроки схватывания увеличивались: начало - до 2,53 мин, конец - до 4-5 мин.
Изучены прочностные характеристики гипсоцементно-пуццоланового вяжущего с добавками. Наибольшими прочностями
характеризовались составы с 0,5 % пластификатора, 0,7 % редиспергируемого полимерного порошка и 0,3 % эфира целлюлозы. Среди добавок наибольшей прочностью, как при изгибе (12,2 МПа), так и при сжатии (23,8 МПа) характеризовались составы с пластификаторами (рис. 1). В присутствии редиспергируемого полимерного порошка прочность при сжатии также высокая (23,6 МПа), однако прочность при изгибе несколько ниже - 7,2 МПа).
Таблица 3. Свойства затвердевшего гипсоцементно-пуццоланового вяжущего с модифицирующими добавками (28 сут твердения)
Добавка Содержание Водопоглощение,% Коэффициент Открытая
добавки,% размягчения пористость,%
БД - 17,7 0,78 28,0
СП 0,5 14,4 0,88 12,7
РПП 0,7 15,6 0,84 14,3
ЭЦ 0,3 16,5 0,7 20,2
Рисунок 1. Влияние модифицирующих добавок на прочностные характеристики гипсоцементно-пуццоланового вяжущего
Изучены свойства гипсоцементно-пуццоланового камня в присутствии добавок (табл.3). Введение пластифицирующей добавки в количестве 0,5 % приводит к снижению водопоглощения с 17,7 до 14,4 %. Коэффициент размягчения повышается с 0,78 до 0,88.
Редиспергируемый полимерный порошок в составе ГЦПВ (0,7 %) также уменьшает водопоглощение (до 15,6 %) и увеличивает коэффициент размягчения (до 0,84).
Эфиры целлюлозы в силу своего механизма действия несколько повышают водопотребность, и это приводит к снижению водостойкости затвердевшего вяжущего.
Таким образом, проведенные исследования позволили разработать составы гипсоцементно-пуццоланового вяжущего с модифицирующими добавками, характеризующимися повышенной прочностью и водостойкость.
Список литературы
1. Потенциал применения гипса в промышленности строительных материалов/ В.Б. Тросницкий [и др.] // Промышленное и гражданское строительство. 2005. № 7. С 25-28.
2. Сегодник Д.Н., Потапова Е.Н. Гипсоцементно-пуццолановое вяжущее с активной минеральной добавкой метакаолин// Успехи в химии
Разработка новых составов гипсоцементно-пуццоланового вяжущего с повышенной прочностью и водостойкостью и использование комплексных добавок полифункционального действия открывает новые перспективы практического использования гипсовых вяжущих веществ (табл.4)
и химической технологии. - 2014. - Т. 28.- № 8 (157). - С. 77-79.
3. Урбанов А.В., Манушина А.С., Потапова Е.Н., Влияние модифицирующих добавок на свойства композиционного гипсового вяжущего // Успехи в химии и химической технологии. - 2017. -Т. 31. - №3 (184). - С. 111-113.
4. ТУ 21-31-62-89 Гипсоцементно-пуццолановое вяжущее вещество. Технические условия. - М.: Издательство стандартов, 1989. С -19.
5. Гасанова Ю.Г., Панюшкина Т.А., Исследование свойств гипсоцементно-пуццоланового вяжущего 2017. С -26.
Таблица 4 - Перспективные показатели применения прогрессивных гипсовых изделий по [5]
Области применения Виды изделий и конструкций на основе гипса и ГЦПВ
Стены наружные Керамзитобетонная панель на ГЦПВ Гипсобетонные мелкие блоки
Перекрытия Мелкоштучные плиты Керамзитобетонная панель ГЦПВ
Основания под полы Безосновный линолеум по гипсобетонной плите на ГЦПВ
Санитарно-технические кабины Монолитные на ГЦПВ Сборные на ГЦПВ
Внутренняя отделка Гипсокартонные листы
Акустические изделия Гипсовые перфорированные литые плиты
