CC BY
33
УДК 691.311
Гильфанова Г.Р., Потапова Е.Н.
ВЛИЯНИЕ ПЛАСТИФИКАТОРОВ НА СВОЙСТВА ГИПСОВОГО ВЯЖУЩЕГО
Гильфанова Галина Радиковна, студентка 4 курса бакалавриата;
Потапова Екатерина Николаевна, доктор технических наук, профессор, профессор факультета технологии неорганических веществ и высокотемпературных материалов;
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125480, Москва, ул. Героев Панфиловцев, д. 20
Изучено влияние пластифицирующих добавок компании Sika на свойства гипса. Показано влияние добавок на сроки схватывания гипсового теста, прочность и водостойкость гипсового камня. Установлено, что изученные добавки являются многофункциональными. Это позволяет подбирать нужную добавку с определенной концентрацией для использования в различных по назначению растворах.
Ключевые слова: гипсовое вяжущее, пластификатор, прочность, водостойкость.
EFFECT OF PLASTICIZERS ON THE PROPERTIES OF GYPSUM BINDERS
Gilfanova G.R., Potapova E.N.
D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia
Influence of Sika plasticizing additives on gyps properties is studied. It is shown the influence of additives on the setting time of gypsum paste, strength and water resistance of gypsum stone. It is established that the studied additives are multifunctional. This fact allows select the admixture with exact concentration for use in various solutions.
Keywords: gypsum binders, plasticizer, strength, water resistance.
В последние время материалы и изделия на основе гипсовых вяжущих активно внедряются на рынок строительных материалов, вытесняя при этом традиционные составы на основе цемента. Гипсовые вяжущие вещества и материалы на их основе обладают рядом ценных качеств. Производство гипсовых вяжущих нетоксично, характеризуется низким расходом топлива и энергии (примерно в 4-5 раз меньше по сравнению с производством цемента). Гипсовые вяжущие вещества характеризуются целым комплексом свойств, которые дают возможность оценить их качество и области их применения [2].
Гипсовые материалы обладают хорошими тепло- и звукоизоляционными свойствами, пожаробезопасностью, сравнительно низкой плотностью, декоративностью [1].
Наряду с положительными свойствами гипсовым изделиям присуща невысокая водостойкость. Эти отрицательные свойства гипсовых изделий сокращают области и масштабы их применения в строительстве.
Применение гипсовых вяжущих в ряде случаев ограничивается из-за их недостаточной водостойкости, которая сопровождается
увеличением ползучести и значительным снижением прочности изделий при их увлажнении. Эта причина обуславливает невозможность применения гипсовых вяжущих в качестве конструктивных материалов. Одним из способов уменьшения водопотребности, увеличении водостойкости и увеличения показателей прочностных характеристик является введение в гипсовое вяжущее пластификаторов [3].
Для исследований было выбрано гипсовое вяжущее Г-6 Б II ООО «Пешеланский гипсовый завод» и пластифицирующие добавки -гиперпластификаторы - Б1ка УС-510; Б1ка УС-225;
Б1ка УС-520; Б1ка УС-150. Данные добавки имеют одинаковую основу, но отличаются длиной боковой цепи и величиной заряда.
Добавки вводили в гипсовое вяжущее в количестве от 0,05 до 0,5 % от массы вяжущего. Образцы испытывались на прочность в возрасте 2 и 24 часов.
Бездобавочный состав имеет нормальную густоту, равную 63 % и сроки схватывания: начало -10 мин, конец - 14 мин.
При введении гиперпластификатора Б1ка УС-150 в количестве 0,05 % до 0,5 % наблюдается снижение водопотребности от 57 % до 47 %. Сроки схватывания резко снизились. При содержании добавки 0,05 % время начала схватывания составило 7 минут, конец - 9 минут, а при 0,5 % сроки схватывания составили: начало - 11 минут, конец -13 минут.
При введении гиперпластификатора Б1ка УС-225 также наблюдается снижение водопотребности. При введении 0,05 % добавки нормальная густота составляет 57 %, при дальнейшем увеличении концентрации до 0,5 % нормальная густота составила 45 %. Сроки схватывания при введении 0,05 % добавки снизились: начало - 8 минут, конец -10 минут; при повышении концентрации добавки они постепенно увеличиваются и при 0,5% составляют: начало -18 минут, конец - 30 минут.
При введении гиперпластификатора Б1ка УС-510 наблюдается заметное снижение нормальной густоты с 60 %, для состава, содержащего 0,05 % добавки, до 45 %, для состава, содержащего 0,5 % добавки. Сроки схватывания увеличились на 1-2 минуты.
При введении гиперпластификатора Б1ка УС-520 в аналогичном количестве, также наблюдается снижение нормальной густоты с 58 % до 42 %.
Сроки схватывания при минимальной концентрации составили: начало - 9 минут, конец - 11 минут. При дальнейшем увеличении концентрации добавки увеличивалось и время схватывания, которое при 0,5 % гиперпластификатора составило: начало схватывания - 11 минут, конец 13 минут.
Изученные гиперпластификаторы по-разному влияют на нормальную густоту и сроки схватывания вяжущего. Добавка VC-150 ведет к сокращению сроков схватывания, VC-510 - немного увеличивает сроки. В присутствии VC-225 и VC-520 сроки схватывания увеличиваются еще в большей степени.
Для бездобавочного состава прочность на сжатие в возрасте 2 часов состав - 3,3 МПа; в возрасте 24 часов - 3,7 МПа. При добавлении гиперпластификатора Sika VC-150 наблюдается повышение прочности на всем участке твердения образцов. Максимальную прочность на сжатие в возрасте 24 часов имеет состав, содержащий 0,2 % гиперпластификатора и составляет 11,6 МПа.
i 2 часа ■ 24 часа
5 15
и
I .lililí
БД 0,05 0,1 0,15 0,2 0,3 0,5 Содержание добавки
Рис. 1. Прочностные характеристики ГВ в присутствии гиперпластификатора Sika VC-150
, , 12 часа ■ 24 часа
16
" 14 12
| С Ю |
Пи и И lili I
БД 0,05 0,1 0,15 0,2 0,3 0,5 Содержание добавки
Рис. 2. Прочностные характеристики ГВ в присутствии гиперпластификатора Sika VC-225
■ 2 часа ■ 24 часа
С БД 0,05 ОД 0,15 0,2 0,3 0,5
Содержание добавки
Рис. 3. Прочностные характеристики ГВ в присутствии гиперпластификатора Sika VC-510
■ 2 часа ■ 24 часа
БД 0,05 ОД 0,15 0,2 0,3 0,5 Содержание добавки
Рис. 4. Прочностные характеристики ГВ в присутствии гиперпластификатора Sika VC-520
При добавлении гиперпластификатора Sika VC-225 наблюдается значительное повышение прочности для всех составов. Наибольшую прочность имеет состав, содержащий 0,2 % гиперпластификатора (прочность на сжатие на 2 часа - 10 МПа, в возрасте 24 часа - 13,6 МПа).
При добавлении гиперпластификатора Sika VC-510 значения прочности на сжатие повышаются на всем участке концентрации. Наибольшую прочность имеет состав, содержащий 0,5 % гиперпластификатора (прочность на сжатие на 2 часа составляет - 8,3 МПа, на 24 часа - 13 МПа).
При добавлении гиперпластификатора Sika VC-520, начиная с концентрации 0,05 % прочность возрастает и максимального значения достигает при содержании добавки 0,2 %, которая составляет: на 2 часа - 12 МПа, на 24 часа - 13 МПа.
При определении водостойкости гипсового камня влияние трех добавок не было оказано, однако состав, содержащий гиперпластификатор Sika ViscoCrete -520, имеет повышенную водостойкость. Таким образом, в результате выполненной работы было изучено влияние гиперпластификаторов Sika VC на свойства ß-полугидрата сульфата кальция. Установлено, что изученные гиперпластификаторы по-разному влияют на нормальную густоту и сроки схватывания вяжущего. Добавка VC-150 ведет к сокращению сроков схватывания, VC-510 - немного увеличивает сроки. В присутствии VC-225 и VC-520 сроки схватывания увеличиваются еще в большей степени. Прочность гипсового камня возрастает с увеличением содержания добавки. Проведенные исследования показывают, что максимальной прочностью характеризуются составы с 0,2 % VC-150 и VC-520 и с 0,5 %, VC-225 и VC-510. Результаты позволяют сделать вывод о том, что для разработки водостойких изделий, рекомендуется использовать гипсовое вяжущее с гиперпластификатором Sika ViscoCrete 520.
Список литературы
1. Сычева Л.И. Технология гипсовых вяжущих материалов: учеб. Пособие. - М.: РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2016. - 102 с.
2. Сычева Л.И., Потапова Е.Н., Матюхина О.Н. Гипсовые вяжущие материалы и изделия: лабораторные работы - М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2006. - 44 с.
3. Гипсовые материалы и изделия (производство и применение). Справочник. - М.: Издательство АСВ, 2004. - 49 с.
