авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |

Эффективные композиционные материалы на основе низкомарочного строительного гипса

-- [ Страница 4 ] --

Присутствие в составе композиции строительного гипса меняет характер взаимодействия нерастворимого ангидрита с водой (рис. 8, кривая 3). Появляются четко выраженные участки I и II. При затворении смешанного вяжущего водой строительный гипс мгновенно начинает в ней растворяться (участок I). Образующийся одновременно с процессом растворения двугидрат, а также оставшаяся часть строительного гипса являются активаторами твердения нерастворимого ангидрита и побуждают его к взаимодействию с водой. Наложение процессов растворения полугидрата и безводной модификации гипса выражено на кривой 3 более пологим по сравнению с кривой 1 участком II. Насыщение раствора ионами Ca2+ и SO42- (участок III) и, следовательно, кристаллизация двугидрата из раствора (участок IV), происходят в данном случае в более поздние сроки, что обусловлено влиянием нерастворимого ангидрита. С этим согласуются данные физико-технических испытаний смешанного вяжущего, начало схватывания которого наступает в более поздние сроки, нежели у строительного гипса (18 и 8 минут соответственно) и значительно раньше, чем у нерастворимого ангидрита (18 и 95 минут соответственно). Период стабилизации значений силы тока (участок V) на кривой 3 наблюдается в более поздний период, чем на кривой 1 (180 минут и 160 минут соответственно), что свидетельствует о более позднем окончании процессов растворения полугидрата и ангидрита.

Наличие в составе композиции кальциевой извести несколько изменяет вид графиков (рис. 9, кривая 1). Добавка замедляет гидратацию полуводного гипса, одновременно интенсифицируя процессы растворения и кристаллизации ангидрита. Однако для смешанного вяжущего в присутствии извести они происходят в целом более медленно, чем в вяжущем без добавки. Об этом свидетельствуют имеющийся на участке I (рис. 9, кривая 1) четко выраженный горизонтальный отрезок, отсутствующий на других кривых, а также последующий резкий рост и более высокие, чем в суспензиях иного состава, значения силы тока.

Особенностями кинетической кривой, характеризующей процессы гидратации композиций, модифицированных суперпластификатором С-3 (рис. 9, кривая 2), являются достаточно короткий участок повышения электропроводности, размытый и менее выраженный экстремум отрезка III. При этом наблюдается смещение точки максимальной растворимости на более поздние сроки. Период стабилизации силы тока (участок V) представлен субгоризонтальной линией, характер которой позволяет предположить, что процессы гидратации и твердения гипсовой композиции продолжаются и в более поздние сроки. Это было подтверждено данными физико-технических испытаний образцов гипсового камня через 3 года твердения.

Введение в состав гипсовых композиций суперпластификатора С-3 совместно с минеральными наполнителями не меняет в значительной степени характер кинетических кривых (рис. 10). Однако их экстремум на участке III еще более пологий, а значения силы тока более низкие, чем в композициях без С-3. Кроме того, период его стабилизации (участок V) наблюдается значительно позже, чем в композициях без минеральных и химической добавок.

Сопоставление данных, полученных кондуктометрическим методом, и результатов физико-технических испытаний позволило нам сделать вывод о том, что чем медленнее будут протекать процессы растворения и кристаллизации гипсового вяжущего, тем более благоприятные условия создаются для формирования прочности гипсового камня, в том числе при длительном хранении. При этом момент образования жесткого каркаса, обусловленного присутствием быстросхватывающегося гипсового вяжущего, смещается на более поздние сроки.

Поскольку гипсовое тесто по своей природе может быть отнесено к электролитам со всеми присущими им свойствами, для исследования процессов структурообразования на ранних стадиях в работе применяли гальванометрический метод.

Гипсовое тесто нормальной густоты помещали в форму, стенками которой служили металлические электроды, подключенные к самопишущему потенциометру. Так как величины электродных потенциалов постоянны, то изменение напряжения элемента зависит только от потенциала электролита (т.е. твердеющего гипсового теста). С помощью самопишущего устройства был получен ряд кривых изменения напряжения в твердеющем вяжущем в зависимости от состава композиции. Обобщенный вид кривой приведен на рис.11.

На ней были выделены 3 основных параметра, позволяющие, на наш взгляд, судить о процессах гидратации и твердения:

Umax - максимальное напряжение на электродах гальванической пары (соответствует первоначальному значению напряжения в момент укладки гипсового теста в форму),

Uст - напряжение стабилизации, зависящее от состава гипсовой композиции (соответствует моменту, когда величина напряжения в твердеющем гипсовом тесте перестает изменять свое значение);

– время стабилизации напряжения (промежуток времени от момента заполнения формы до момента, когда напряжение в твердеющем гипсовом тесте перестает изменять свое значение).

Сопоставление параметров, характеризующих кинетические кривые изменения напряжения и результатов определения физико-технических свойств вяжущих, показало, что чем больше нормальная густота гипсового теста, тем выше значение Umax. Поскольку вода практически мгновенно вступает в химическое взаимодействие со строительным гипсом, ее количество в твердеющей системе уменьшается. Поэтому на графиках в этот промежуток времени наблюдается резкое снижение электрического напряжения. Через время его величина стабилизируется. Композиции, для затворения которых потребовалось большее количество воды, характеризуются более высоким значением Uст. В тот момент, когда напряжение становится постоянным, вероятно заканчивается реакция присоединения воды к вяжущему. Теоретически для этого ее требуется 18,6% от массы гипсового вяжущего, что значительно меньше реально использованной для затворения, поэтому Uст не равно нулю, и свидетельствует, по нашему мнению, о наличии химически несвязанной воды.

Анализ полученных в главе 5 кривых показал, что время стабилизации для вяжущих разного состава отличается. Рассматривая этот параметр с учетом результатов испытания физико-технических свойств композиций, нами был сделан вывод о том, что чем больше времени требуется для стабилизации напряжения, тем более высокой прочностью обладает гипсовый камень.

Выполненные исследования показали возможность и целесообразность использования кондуктометрического и гальванометрического методов для изучения процессов гидратации и твердения гипсовых композиций. Полученные с их помощью данные позволяют по характеру изменения параметров суспензий твердеющего гипсового теста (силы тока, напряжения и сроков их стабилизации во времени) делать выводы о физико-технических свойствах гипсового камня еще на ранних стадиях его структурообразования.

Одним из показателей качества гипсовых композиций является продолжительность их хранения без изменения свойств. Выполненный нами рентгенофазовый анализ гипсовых композиций различного состава, хранившихся в течение 3 лет, значительных изменений не выявил. Вместе с тем, спектрофотометрическим методом были установлены изменения концентраций поверхностных зарядовых центров, как отдельных компонентов, так и композиционных вяжущих. Следовательно, процессы старения могут быть объяснены с позиций знаний о поверхностной активности компонентов. Была установлена и показана взаимосвязь между концентрацией поверхностных зарядовых центров и скоростью снижения физико-технических показателей вяжущих. В первую очередь теряют свою активность кальциевая известь и нерастворимый ангидрит, затем- тонкомолотые минеральные добавки. Изменение прочности ангидритового вяжущего в процессе длительного хранения объясняется процессом релаксации напряжений структуры минералов, проявляющихся в виде рекомбинации поверхностных зарядов и снижении поверхностного потенциала. В присутствии суперпластификатора С-3 старение вяжущих замедляется вследствие блокирования им поверхностных зарядовых центров.

В главе 5 было установлено, что отечественные пластифицирующие добавки оказывают стабилизирующее влияние на свойства наполненных гипсовых композиций, позволяя увеличить продолжительность их хранения до 6-12 месяцев (в зависимости от состава).

Компоненты гипсовых композиций по скорости снижения их поверхностной активности могут быть представлены, по-нашему мнению, в виде следующего ряда (начиная с наиболее быстро ее теряющего): нерастворимый ангидрит и известь- минеральные наполнители (карбонаты и кварцевый песок) -строительный гипс- пластифицирующие добавки. Эти данные позволят на основе связи между составом и свойствами проектировать рациональные композиции с требуемыми сроками хранения. При этом активность поверхностных зарядовых центров будет являться критерием качества и стабильности свойств гипсовых вяжущих.

С учетом теоретически обоснованных и экспериментально доказанных данных в главе 6 были разработаны, исследованы и предложены к практическому применению эффективные составы гипсовых композиций различного назначения и технология их производства.

Разработаны технологические схемы приготовления сухих смесей для штукатурных работ и самонивелирующихся стяжек под полы с бинарными модификаторами, включающими природные или техногенные минеральные добавки и суперпластификатор С-3. Рекомендовано вводить их в виде комплексной добавки, полученной совместным помолом модификаторов, в состав товарного строительного гипса или перед тепловой обработкой гипсового камня.

Показано, что, используя отечественные аналоги зарубежных модифицирующих добавок, можно получить растворы марок М35-М75, пригодные для изготовления мелкоразмерных перегородочных плит и крупных стеновых блоков, сухие штукатурные растворы марок не ниже М50, самонивелирующиеся стяжки под полы с пределом прочности при сжатии не менее 15 МПа. Основные физико-технические свойства растворов из сухих гипсовых смесей и композиций для изготовления гипсовых изделий приведены в таблицах 1-2.

В соответствии с требованиями ГОСТ 23018-98 «Растворы строительные. Общие технические условия» и СНиП 3.04.01-87 «Изоляционные и отделочные работы» гипсовые растворы должны иметь водоудерживающую способность не менее 90%, подвижность марки Пк3, прочность сцепления с основанием не менее 0,1МПа (для внутренних работ), марку по прочности – от М4. Таким образом, разработанные составы сухих смесей для внутренних штукатурных работ соответствуют нормативным требованиям.

Согласно МДС 31-1.98 «Рекомендации по проектированию полов (в развитие СНиП 2.03.13-88 «Полы») сплошные гипсовые стяжки под полы (кроме наливных полимерных) должны иметь прочность на сжатие не менее 15 МПа. Консистенция гипсовой смеси для самонивелирующихся стяжек под полы и сроки схватывания установлены в РСН 79-90 «Инструкция по устройству самонивелирующихся оснований под полы на основе гипсовых вяжущих с влагоаккумулирующимся слоем». Разработанные автором сухие смеси соответствуют установленным этими документами требованиям.

Необходимые свойства мелкоразмерных перегородочных плит изложены в ГОСТ 6428-83 (с попр.1986, 1989 г.г.) «Плиты гипсовые для перегородок. Технические условия», СП 55-103-2004 «Конструкции с применением гипсовых пазогребневых плит». В качестве аналога для сравнения свойств разработанных крупных стеновых блоков были использованы литературные

Таблица 1

Основные физико-технические свойства растворов из сухих гипсовых смесей

Показатели свойств Штукатурные смеси (вяжущее : кварцевый песок) Смеси для стяжек полов 1: 0
на основе многофазового гипсового вяжущего на основе строи-тель-ного гипса Нормативные показатели на основе многофа-зового гипсового вяжущего Нормативные показатели
1 : 0 1 : 0,5 1 : 1 1 : 1,5
отделочный слой обрызг, грунт 1 : 0
Нормальная густота, % 40-42 46-52 52-55 54-58 56-60 Обеспечение марки по под-вижности Пк3 44-55 Обеспечение консистенции 280-300 мм по Суттарду
Сроки схватывания, мин -начало -конец 20-25 28-32 21-26 28-33 21-28 31-37 22-25 28-30 40-55 52-60 - 27-32 32-40 не ранее 20
Жизнеспособность, мин. - - - - - - 22-26 15
Предел прочности при сжатии, МПа 16,9-18,5 12,9-17,8 8,3-12,5 5,2-7,4 5,4-5,7 Марка по проч-ности не менее М4 15-15,5 15
Водоудерживающая способность, % 99-99,7 98,8-99,6 98,7-99,7 97-97,7 95-96 90 - -
Прочность сцепления с основанием, МПа 0,2-0,22 0,17-0,18 0,14-0,15 0,11-0,1 0,12-0,17 0,1 - -

Таблица 2

Технические характеристики изделий на основе гипса

Показатели свойств Крупные стеновые блоки Мелкоразмерные перегородочные плиты
разработанные нормативные разработанные нормативные
Предел прочности при сжатии, МПа -через 2 ч -высушенных до постоянной массы - 4,0-10,5 - 3,5-7,5 для сплошных, 3,5-5,0 для пустотелых 3,5-3,8 5,0-8,5 3,5 5,0
Предел прочности при изгибе, МПа, -через 2 ч -высушенных до постоянной массы - - - - 1,7-1,9 2,5-3,3 1,7 2,4
Плотность гипсового камня, кг/м3 1220-1470 1300-1600 сплошные; 1100-1400 пустотелые 1200-1350 не >1350 для 1 категории качества


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.