CC BY
58
УДК 666.9.022
А. К. Левашова, Л. И. Сычева*
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125047, Москва, Миусская площадь, дом 9 *e-mail: lis@rctu.ru
ВЛИЯНИЕ ПРИРОДЫ ПЛАСТИФИКАТОРА НА СВОЙСТВА АНГИДРИТОВОГО ВЯЖУЩЕГО
В работе представлены результаты исследований влияния природы пластифицирующих добавок на свойства ангидритового вяжущего из фосфогипса, полученного при различных условиях. Установлено, что при введении различных пластификаторов, наилучшими свойствами обладают ангидритовые вяжущие с добавкой поликарбоксилата ^^2).
Ключевые слова: фосфогипс, ангидритовые вяжущие, пластификаторы, добавки.
Одним из эффективных способов модифицирования свойств вяжущих веществ является применение пластифицирующих добавок. Это позволяет получать высокопластичное тесто при меньшем водоцементном отношении, более плотную и, соответственно, более прочную структуру затвердевшего камня.
Представленные исследования выполняли на ангидритовых вяжущих, полученных обжигом фосфогипса-дигидрата при 900 и 1000 °С. Такие вяжущие обладают высокой гидратационной активностью, в отличие от вяжущих, полученных из природного гипсового камня и твердеющих только в присутствии добавок-активизаторов [1].
В качестве пластификаторов были использованы торговые добавки различной природы: Melflux 558^ (Melflux) на основе полиэфиркарбоксилата и Melment F 15G (Melment) на основе сульфомеламинформальдегида, кроме того для сравнения была выбрана добавка РС-2 компании Sika, представляющая собой чистый полиэфиркарбоксилат. Количество добавок
пластификаторов выбрано в соответствии с рекомендациями производителей таким образом, чтобы в результате их применения нормальная густота цементного теста снижалась не более, чем на 3 - 5 %. Концентрация добавок Melflux и РС-2 составила 0,2 %, а добавки Melment - 0,7 %. Добавки вводили в вяжущее с водой затворения.
Нормальная густота (НГ) и сроки схватывания ангидритовых вяжущих, полученных обжигом при 900 и 1000 °С, в присутствии добавок пластификаторов представлены в таблице 1. Снизив НГ, пластификаторы Melment и Melflux значительно увеличили сроки схватывания вяжущих, особенно полученного при 900 °С. Такие длинные сроки схватывания резко сократят область применения ангидритовых вяжущих.
Добавка РС-2 практически не влияла на сроки схватывания ангидритового вяжущего, полученного при 900°С (АВ900), и почти в 1,5 раза приводила к сокращению сроков схватывания ангидритового вяжущего, полученного при 1000°С (АВ1000).
Таблица 1. Влияние добавок на НГ и сроки схватывания ангидритовых вяжущих из фосфогипса
Вид добавки НГ, % Ангидритовое вяжущее, 900 оС Ангидритовое вяжущее, 1000 оС
Сроки схватывания, ч-мин Сроки схватывания, ч-мин
Начало Конец Начало Конец
- 25 1-05 1-30 1-00 1-45
Melment 22 3-05 3-45 2-00 2-50
Melflux 20 4-10 4-45 2-00 2-25
ге-2 22 1-05 1-40 0-40 0-55
Таблица 2. Влияние комплексной добавки «пластификатор - ускоритель твердения»
на сроки схватывания ангидритового вяжущего
Количество добавки K2SO4, % Melment Melflux
Сроки схватывания, ч-мин Сроки схватывания, ч-мин
начало конец начало конец
- 3-05 3-45 4-10 4-45
0,5 1-50 2-20 3 3-40
1 1-45 2-05 2-35 3-15
1,5 1-15 1-40 1-55 2-50
2 1-05 1-30 1-50 2-45
Для сокращения сроков схватывания вяжущего АВ900 с добавками Ме1шеП и МеШих в качестве ускорителя твердения было решено использовать добавку сульфата калия (таблица 2). Оптимальная концентрация добавки сульфата калия составила 1,5% от массы вяжущего. На нормальную густоту теста добавка K2SO4 влияния не оказывала.
Была определена прочность образцов из ангидритовых вяжущих и изучено влияние добавок. На двадцать восьмые сутки твердения прочность на сжатие образцов из вяжущего АВ900 с добавками не достигла прочности бездобавочных (рис.1), что обусловлено снижением скорости процесса гидратации. При этом введение в вяжущее комплексной добавки с Melment и PC-2 привело к незначительному повышению прочности гипсового камня на изгиб.
Образцы из вяжущего АВ900 с Melflux даже в комбинации с ускорителем твердения набирали прочность только после третьих суток твердения, что говорит о том, что в этих образцах на начальном этапе твердения диффузия воды к частицам ангидрита сильно замедлена и гидратация практически не происходит.
Рис. 1 - Прочность на сжатие образцов из пластифицированного вяжущего, полученного при 900°С
Введение в вяжущее АВ1000 добавок Melment и Melflux так же привело к значительному замедлению набора прочности в ранние сроки твердения (рис.2). Однако, на двадцать восьмые сутки твердения прочность образцов из вяжущих с добавками на полиэфиркарбоксилатной основе (Melflux, PC-2) превысила прочность образцов из бездобавочного вяжущего.
Использование вяжущего АВ1000 с добавками так же привело к незначительному повышению прочности образцов на изгиб.
Рис. 2 - Прочность на сжатие образцов из пластифицированного вяжущего, полученного при 1000°С
Для характеристики степени гидратации образцов было определено количество связанной воды (рис. 3). Пластификаторы Melment и Melflux снизили скорость гидратации ангидрита на ранних сроках даже в комбинации с ускорителями твердения, однако к 7 и 28 суткам степень гидратации ангидритовых вяжущих с добавками достигает почти таких же значений, как и без добавок.
Пластификатор PC-2, адсорбируясь на поверхности зерен вяжущего, из-за своей объёмной структуры приводит к диспергации частиц, но не препятствует доступу воды, на что указывают высокая скорость гидратации и короткие сроки схватывания.
Рис. 3 - Количество связанной воды в гипсовом камне
Водостойкость ангидритовых вяжущих с добавками оценивалась коэффициентом
размягчения. На двадцать восьмые сутки твердения коэффициент размягчения образцов ангидритового вяжущего с пластификаторами несколько выше, чем образцов из бездобавочного вяжущего (Таблица 3). Кроме того использование добавок на поликарбоксилатной основе повышает
водостойкость образцов, несмотря на то, что добавка Melflux значительно снижала степень гидратации вяжущего на ранних сроках твердения (1 - 3 сут).
Таблица 3. Влияние добавок на коэффициент размягчения ангидритовых вяжущих из фосфогипса
Вид добавки АВ900 АВ1000
7 сут 28 сут 7 сут 28 сут
- 0,95 0,62 0,95 0,86
Melment 0,91 0,64 0,91 0,73
Melflux 0,75 0,77 0,97 0,96
PC-2 0,72 0,72 0,76 0,76
Таким образом, для модифицирования свойств ангидритовых вяжущих наиболее рационально применять полиэфиркарбоксилат - ГО-2, так как он стабильно улучшает характеристики вяжущего: снижает нормальную густоту теста, не удлиняет сроки схватывания и не снижает прочность получаемого гипсового камня.
Левашова Анастасия Константиновна студент кафедры химической технологии композиционных и вяжущих материалов РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва
Сычева Людмила Ивановна к.т.н., профессор кафедры химической технологии композиционных и вяжущих материалов РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, Москва
Литература
1. Левашова А.К., Сычева Л.И. Изучение вяжущих свойств продуктов дегидратации фосфогипса //Успехи в химии и химической технологии. Том XXIX. - 2015. - №7. - 47-49 стр.
Levashova AnastasiaKonstantinovna, SychevaLudmilaIvanovna* D.I. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia. * e-mail: lis@rctu.ru
INFLUENCE OF THE NATURE OF THE PLASTICIZER ON PROPERTIES OF THE ANHYDRITE BINDER
Abstract
The paper presents the results of studies of the influence of a nature plasticizers on the properties of anhydrite binder of phosphogypsum received are submitted at various conditions. When different plasticizers had been addicted, was found that the binder with the polycarboxylate admixture (PC-2) has the best properties. Key words: phosphogypsum, anhydrite binders, plasticizers, additives.
