Влияние суперпластификаторов на свойства композиционных гипсовых вяжущих

А. Р. Гайфуллин, Р. З. Рахимов, М. И. Халиуллин,

О. В.Стоянов

ВЛИЯНИЕ СУПЕРПЛАСТИФИКАТОРОВ НА СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИОННЫХ ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ

Ключевые слова: композиционные гипсовые вяжущие, комплексная гидравлическая добавка.

Разработанные композиционные гипсовые вяжущие, повышенные показатели физико-механических свойств которых обеспечивается за счет введения комплексной гидравлической добавки, включающей керамзитовую пыль, известь и суперпластификатор, создающий уплотнение структуры искусственного камня. Получены математические модели описывающие влияние компонентов добавки на физико-механические свойства искусственного камня на основе композиционных гипсовых вяжущих.

Keywords: composite plasters, complex hydraulic additive.

Developed composite plasters, increased rates of physical and mechanical properties of which is provided by the introduction of an integrated hydraulic additives, including expanded clay dust, lime and superplasticizer, creating a seal structure of the artificial stone. The mathematical model describing the effect of addition of the components on the phy-sico-mechanical properties of the artificial stone-based composite gypsum binders.

Введение

Составы современных композиционных гипсовых вяжущих включают пластифицирующие добавки, введение которых обеспечивает снижение водовяжущего отношения, способствуя получению гипсового камня с пониженной пористостью и повышению его прочности и водостойкости [1-4]. С учетом вышеизложенного в работе проводились исследования влияния некоторых суперпластификаторов на свойства теста и камня композиционного гипсового вяжущего с добавками извести и керамзитовой пыли.

Экспериментальная часть

При выполнении исследований были использованы следующие материалы:

- строительный гипс Г-6Б11 по ГОСТ 125-79;

- керамзитовая пыль цеха керамзитового гравия Нижнекамского ООО «Камэнергостройп-ром» с циклонов пылеочистки.

- строительная известь второго сорта по ГОСТ 9179-77;

- суперпластификаторы: С-3, Полипласт СП-1ВП, Полипласт СП-3, MELMENT F15G.

Исследования состава и гидравлической активности керамзитовой пыли позволили установить следующее.

Химический состав керамзитовой пыли (мас. %): SiÜ2 - 59,12; AI2O3 - 17,85; Fe2Ü3 - 9,7; CaO - 1,74; MgÜ - 3,01; K2O - 2,26; TiO2 - 0,92; SO3 - 0,93; Na2O - 0,81; P2O5 - 0,22; MnO - 0,2; потери при прокаливании - 3,05.

Минеральный и фазовый состав керамзитовой пыли (мас. %): глинистые минералы (гидрослюда, монтмориллонит) - 58; рентгеноаморфная фаза -27; кварц - 15; полевые шпаты - 5; ангидрит - 3.

Установлено, что керамзитовая пыль представляет собой активированную глину, в состав которой входит определенное количество недегидра-тированной глины и дегидратированных глинистых

минералов с кристаллическими решетками различного уровня дефектности.

Анализом методом набухания установлено, что керамзитовая пыль содержит 9,5% недегидрати-рованной глины.

Гранулометрический состав исходной пробы керамзитовой пыли характеризуется остатками на ситах с размерами отверстий в мм (мас. %): 1 -26,71; 0,63 - 26,66; 0,5 - 8,21; 0,315 - 11,58; 0,2 -11,41; 0,1 - 11,65; 0,05 - 3,48; менее 0,05 - 0,3.

Гидравлическая активность исходной пробы керамзитовой пыли по поглощению СаО составила 130 мг/г.

Испытания основных свойств композиционного гипсового вяжущего осуществлялось по ГОСТ 23789-79, при этом предел прочности при сжатии и коэффициент размягчения камня композиционных гипсовых вяжущих определялись для образцов, твердевших 28 суток в нормальных условиях с последующей сушкой до достижения постоянной массы.

Предварительно были проведены исследования влияния на свойства строительного гипса содержания добавок извести и керамзитовой пыли, молотой до удельной поверхности 250 м2/кг, 500 м2/кг и 800 м2/кг, которая имела гидравлическую активность по поглощению СаО, соответственно: 336, 462 и 477 мг/г.

Результаты исследований

В результате проведенных исследований было установлено, что композиционное вяжущее состава (мас. %): строительный гипс - 75; керамзитовая пыль с удельной поверхностью 500 м2/кг - 20; известь 5, обладает наиболее высокими показателями предела прочности при сжатии - 17,3 МПа и коэффициента размягчения - 0,68.

В таблице 1 и на рисунках 1-4 приведены результаты исследований влияния добавок суперпластификаторов С-3, Полипласт СП-1ВП, Полипласт СП-3, МЕЬМЕЭТ Р15в на сроки схватыва-

ния, нормальную густоту теста, а также среднюю плотность, предел прочности при сжатии и коэффициент размягчения камня вяжущего вышеуказанного оптимального состава.

Таблица 1 - Влияние вида и количества добавок суперпластификаторов на сроки схватывания композиционного гипсового вяжущего с добавками извести и керамзитовой пыли

Вид добавки суперпластификатора Количество добавки, % Сроки схватывания, мин, с

начало конец

- 0 8-00 12-00

С-3 0,25 8-30 12-20

0,5 9-00 12-45

0,75 9-25 13-05

1 10-00 13-40

1,5 10-50 15-00

Полипласт СП-1ВП 0,25 8-40 12-15

0,5 9-00 12-30

0,75 9-30 12-50

1 9-50 13-25

1,5 10-20 15-00

Полипласт СП-3 0,25 8-35 12-40

0,5 8-30 13-00

0,75 8-50 13-30

1 9-15 13-50

1,5 10-20 14-40

МеІшеШ Р15в 0,25 8-15 12-20

0,5 8-40 12-50

0,75 9-00 13-15

1 9-30 14-00

1,5 9-50 16-00

о.б

0.3

О 0.5 1 1,5

Количество добавки суперпластификатора, %

Рис. 1 - Влияние вида и количества добавок суперпластификаторов на нормальную густоту композиционного гипсового вяжущего с добавками извести и керамзитовой пыли: ♦- С-3; Полипласт СП-1ВП; - Полипласт СП-3; х-МеІшеП F15G

В таблице 2 приведены уравнения регрессии, характеризующие приведенные на рисунках зависимости основных свойств композиционного гипсового вяжущего с гидравлической добавкой: извести и керамзитовой пыли от количества рассмотренных добавок суперпластификаторов.

1700 1600

1500

1400

1300

О 0.$ 1 1.3

Количество добавки суперпластификатора. %

Рис. 2 - Влияние вида и количества суперпластификаторов на среднюю плотность камня композиционного гипсового вяжущего с добавками извести и керамзитовой пыли: ♦ - С-3;  - Полипласт СП-1ВП;  - Полипласт СП-3; х - МеІшеП F15G

= 15 ----

О 0.5 1 1,5

Количество добавки суперпластификатора, %

Рис. 3 - Влияние вида и количества суперпластификаторов на прочность при сжатии камня композиционного гипсового вяжущего с добавками извести и керамзитовой пыли: ♦ - С-3;  - Полипласт СП-1ВП;  - Полипласт СП-3; х - МеІшеП F15G

0,6

О 0.5 1 1.5

Количество добавки суперпластификатора, %

Рис. 4 - Влияние вида и количества суперпластификаторов на коэффициент размягчения камня композиционного гипсового вяжущего с добавками извести и керамзитовой пыли: ♦ - С-3;  -Полипласт СП-1ВП;  - Полипласт СП-3; х -МеІшеП F15G

Таблица 2 - Уравнения регрессии, характеризующие зависимости основных свойств композиционного гипсового вяжущего с гидравлической добавкой: извести и керамзитовой пыли от количества добавок суперпластификаторов

Вид добавки Свойства Уравнение регрессии

С-3 Нормальная густота y = 0,101x2 -0,2446x + 0,557

Предел прочности при сжатии y = -4,5905x2 + 8,7943x + 19,51

Коэффициент размягчения y = -0,0781x2 + 0,1549x + 0,6675

Полипласт СП-1ВП Нормальная густота y = 0,1238x2 -0,2937x + 0,5607

Предел прочности при сжатии y = -7,5429x2 + 16,314x + 16,993

Коэффициент размягчения y = -0,1038x2 + 0,2029x + 0,6661

Полипласт СП-3 Нормальная густота y = 0,1219x2 -0,2937x + 0,5587

Предел прочности при сжатии y = -4,6286x2 + 9,9829x + 17,244

Коэффициент размягчения y = -0,0514x2 + 0,0991x + 0,6684

Melment F15G Нормальная густота y = 0,1562x2 -0,3497x + 0,5541

Предел прочности при сжатии y = -8,1143x2 + 17,44x + 17,119

Коэффициент размягчения y = -0,1105x2 + 0,2257x + 0,6705

Заключение

Приведенные результаты исследований позволяют сделать следующий вывод. Введение в

строительный гипс комплексной гидравлической добавки, включающей (мас. %): керамзитовую пыль дисперсностью 500 м2/кг - 20, известь - 5 и один из суперпластификаторов (Полипласт СП-1ВП, MELMENT F15G, С-3) - 0,5-1, обеспечивает получение вяжущих с пределом прочности при сжатии 23-26 МПа и коэффициентом размягчения 0,75-0,78, которые относятся к группе композиционных гипсовых вяжущих повышенной водостойкости и могут применяться для получения штукатурных, кладочных и напольных растворов и низкомарочных бетонов.

Литература

1. Гипсовые материалы и изделия (производство и применение) / Под общ. ред. А.В. Ферронской. М.: Изд-во АСВ, 2004. 488 с.

2. Баженов Ю.М., Коровяков В.Д., Денисов Г.А. Технология сухих строительных смесей. М.: Изд-во АСВ, 2003. 96 с.

3. Долгарев В.А., Тамарова Н.А. Новый пластификатор для гипсобетона \\ Материалы Международной научнопрактической конференции «Гипс, его исследование и применение». - М.: Изд-во «Реклама и продвижение», 2005. - С.144-149.

4. Василик П.Г., Бурьянов А.Ф., Гонтарь Ю.В., Чалова А.И. Влияние супер- и гиперпластификаторов на водо-потребность и прочностные характеристики затвердевшего камня на основе комплексного вяжущего \\ Материалы V Международной научно-практической конференции «Повышение эффективности производства и применения гипсовых материалов и изделий». - М.: Изд-во «Алвиан», 2010. - С.47-52.

© А. Р. Гайфуллин - канд. техн. наук КГАСУ; Р. З. Рахимов - д-р техн. наук, проф. КГАСУ, Rahimov@ksaba.ru; М. И. Халиуллин - канд. техн. наук КГАСУ; О. В. Стоянов - д-р техн. наук, проф., зав. каф. технологии пластических масс КНИТУ, ov_stoyanov@mail.ru.