Формации высокопрочного композиционного гипсового вяжущего при твердении

УДК 691.328

ДЕФОРМАЦИИ ВЫСОКОПРОЧНОГО композиционного ГИПСОВОГО ВЯЖУЩЕГО ПРИ ТВЕРДЕНИИ

Д.Г. Сагдатуллин, Н.Н. Морозова, В.Г. Хозин, О.М. Ильичева

DEFORMATIONS OF HIGH-STRENGTH COMPOSITION OF GYPSEOUS BINDING DURING MATURING

D.G. Sagdatullin, N.N. Morozova, V.G. Khozin, O.M. Ilichyova

Исследована кинетика собственных деформаций высокопрочного композиционного гипсового вяжущего в различных условиях твердения в зависимости от вида применяемой активной минеральной добавки (АМД).

Ключевые слова: высокопрочное композиционное гипсовое вяжущее, собственные деформации.

Kinetics of the proper deformations of the high-strength compositional gypseuos binding in different maturing conditions depending on the type of the active mineral admixture (AMA) used was analyzed.

Keywords: high-strength compositional gypseuos binding, proper deformations.

При твердении гипсоцементных композиций обязательно образуется трехсульфатная форма гид-росульфоалюмината кальция (эттрингит), которая приводит к расширению твердеющего вяжущего и, при достижении определенной величины может привести к его растрескиванию или даже разрушению. Поэтому для этих вяжущих весьма важно определить величину деформаций при твердении в разных условиях и сроки их стабилизации [!].

Ранее [2] нами было разработано высокопрочное композиционное гипсовое вяжущее (КГВ) с прочностью на сжатие 50-70 МПа. В данном исследовании представлена кинетика его линейных деформаций при твердении образцов в разных условиях: воздушно-сухих ( ф = 60-65 % и £ = 25-27 °С), над водой (ф = 95-98 % и / = 25-27 °С) и в воде (/ = 25-27 °С). Измерения проводили на образцах размером 2x2x25 см, изготовленных из теста с расплывом 180-220 мм по Суттарду. После набора распалубочной прочности на торцы образцов при-

клеивали эпоксидным клеем стальные шарики-реперы и помещали в камеру нормального хранения на 24 часа. И только затем начинали отсчет деформаций по индикатору часового типа ИЧ-10, с точностью 0,01 мм. Составы и физико-механичес-кие свойства КГВ представлены в табл. 1. Основными компонентами КГВ явились: гипс строительный (Г-6) , цемент ПЦ500Д0 (ОАО «Вольскцемент») и АМД: микрокремнезем МК-85 (МК); термически активированная цеолитсодержащая порода (ЦСП-Т), порошок «Биокремнезем» (БК) и алюминатный шлам-отход гальванического производства (ГШ). Содержание гипса варьировалось в интервале 50-62 % от общей массы вяжущего, количество цемента и АМД рассчитывали из условия пуццолановой активности последней [3]. Водоредуцирующая добавка состояла из ЛСТ и МеШих 265 Щ количество которой принято по наибольшему водоредуцирующему эффекту [4]. Результаты в виде кинетических кривых исследований представлены на рис. 1-4.

Таблица 1

Основные свойства составов КГВ

Номер состава Количество АМД, % АМД/Ц В/Т Предел прочности на сжатие при твердении в воде, МПа через сут Коэффициент размягчения

МК БК ЦСП-Т ГШ

7* 28 90 180

1 - _ 6 3 0,22 0,23 55,7 61,6 69,8 64,1 0,89

2 - - 11 - 0,32 0,24 51,6 48,7 59,1 60,3 0,86

3 - - 13 - 0,52 0,25 45,4 47,5 52,0 54,6 0,78

4 - - 20 - 0,80 0,29 42,5 42,0 47,6 51,6 0,75

5 11 - - - 0,32 0,22 54,8 65,3 67,2 68,5 0,94

6 - 11 - - 0,32 0,24 46,9 57,3 60,2 63,7 0,90

* При твердении над водой и высушенные до постоянной массы

0,44

0,04

—-—*

- —1 ( 1 1 1

• - 1;и —2; А-3;Ф —4

Рис. 1. Влияние количества ЦСП-Т на кинетику изменения собственных деформаций расширения КГ-камня при твердении над водой

0,08

••

20

40

60

100

120

140

160

180

ВрЛ9я,еут

• - 1;  — 2; а-3;ф-4

Рис. 2. Влияние количества ЦСП-Т на кинетику изменения собственных деформаций КГ-камня при твердении: в воздушно-сухих условиях

Анализ кривых рис. 1 и рис. 2 показывает, что собственные деформации композиционного гипсового камня (КГ-камня) зависят от количества ЦСП-Т и чем ее больше, тем меньше собственные деформации. При этом предел прочности и коэффициент размягчения также снижается (см. табл. 1). Добавка ГШ к ЦСП-Т приводит как к булыним деформациям расширения КГ-камня, так и к росту прочности и коэффициент размягчения. Состав с низким АМД/Ц (кривая 1) наиболее подвержен процессу сульфоалюминатного разрушения. Наличие эттрингита и увеличение его содержания на 90 сутки твердения в составе 1 подтверждается результатами рентгенофазового анализа (РФА**) (табл. 2). В составах 2 и 3 фаза эттрингита обнаруживается, но содержание не увеличивается с течением времени, что согласуется с данными рис. 1 и 2. Дальнейшее увеличение ЦСП-Т (состав 4) приводит к исчезновению эттрингита на 90 сутки

твердения, а также к уменьшению деформаций расширения и усадки (кривые 4).

Как видно из рис. 3 и 4, использование МК в качестве АМД приводит к усадке образцов, тогда как ЦСП-Т и БК - к расширению. Подобный характер кривых деформаций наблюдается при твердении КГВ в воде и над водой. И только в воздушносухих условиях все составы КГ -камня имеют усадку, которая через 180 суток достигает: с МК на 0,09 %, с БК - 0,08 % и с ЦСП-Т - 0,07 %.

Таким образом, наиболее «жесткими» условиями твердения для ГКВ являются водные, а наименее - воздушно-сухие. Эффективной АМД, с позиции стойкости КГ-камня к процессу сульфоалюминатного разрушения по данным РФА и собственных деформаций являются МК и ЦСП-Т. Полученные составы высокопрочного КГВ обладают низким линейным расширением (не более

0,08 %), малой усадкой (не более 0,12 %).

52

Вестник ЮУрГУ, № 15, 2010

Сагдатуллин Д.Г., Морозова Н.Н., Хозин В.Г., Ильичева О.М.

Деформации высокопрочного композиционного гипсового вяжущего при твердении

Кинетика изменения фазового состава

Таблица 2

Номер состава АМД/Ц Фазовый состав КГ-камня при твердении над водой, через

28 суток 90 суток

1 0,22 Гипс, эттригнит, кварц, портландит, майенит, бассанит Изменения только у эттрингита, интенсивность пика (#=9,73; 5,61 А) увеличилась

2 0,32 Гипс, эттрингит, кварц, бассанит, майенит Без изменений

3 0,52 Гипс, эттригнит, кварц, бассанит Без изменений

4 0,8 Гипс, кальцит, ангидрит, следы бас-санита, эттрингита и кварца Следы эттрингита не обнаруживаются, остальное без изменений

** Рентгенографический анализ проводили порошковым методом на дифрактометре D8 ADVANCE (фирма Bruker) с использованием монохроматизированного СиКа -излучения

80

100

JL2XL

140

Ч°р

180 ремя, сут

• -2;1-5; А-6

Рис. 3. Влияние вида АМД на кинетику изменения собственных деформаций КГ-камня

при твердении над водой

• -2; 1—5; А — 6

Рис. 4. Влияние вида АМД на кинетику изменения собственных деформаций КГ-камня при твердении: в воздушно-сухих условиях

Литература

1. Волженский, А. В. Деформации цементных и гипсоцементнопуццолановых растворов в различных условиях твердения / А.В. Волженский, А.В. Ферронская // Бетон и железобетон. - 1961. -№ 12. - С 549-553.

2. Высокопрочное гипсоцементноцеолитовое вяжущее /Д.Г. Сагдатуллин, В.Г. Хозин, Н.Н. Морозова, В.В. Власов // Строительные материалы. — 2010.-№2. -С. 53-55.

3. Сагдатуллин, Д.Г. Роль активных минералъ-

ных добавок в формировании свойств гипсо-цементно-пуццолановых вяжущих / Д.Г. Сагдатуллин, В.Г. Хозин, Н.Н. Морозова // Тезисы докладов республиканской научной конференции. — Казань: КГАСУ, 2009. - С. 130.

4. Сагдатуллин, Д.Г. Реологические характеристики водных суспензий композиционного гипсового вяжущего и его компонентов / Д.Г. Сагдатуллин, Н.Н. Морозова, ВТ. Хозин // Известия КазГАСУ. - 2009. - № 2(12). - С 263-268.

Поступила в редакцию 1 марта 2010 г.