статья на конференц Кутузовой Петросовойx

УДК 691.311-419
РЕГУЛИРОВАНИЕ СВОЙСТВ ГИПСОВОГО ВЯЖУЩЕГО
Петросова О.С, Кутузова К.А.
научный руководитель канд. техн. наук Шевченко В.А.
Сибирский федеральный университет
Гипсовые вяжущие относятся к широко распространенным воздушным вяжущим
веществам, применяемым в составах строительных композиций различного назначения.
Среди разновидностей гипсовых вяжущих наибольшее распространение имеет
строительный гипс.
Строительный гипс изготовляют низкотемпературным обжигом гипсовой породы
(гипсового камня) в варочных котлах или печах. В первом случае гипсовый камень
сначала размалывают, а потом в виде порошка нагревают в котлах. Имеются
промышленные установки, в которых совмещены помол и обжиг. При обжиге в
незамкнутом пространстве вода выделяется и удаляется в виде пара.
Строительный гипс состоит в основном из кристаллов β-модификации CaSO4*0,5
H2O, содержит также некоторое количество ангидрида (CaSO4) и частицы
неразложившегося сырья CaSO4*2H2O. По срокам схватывания гипсовые вяжущие делят
на три группы: А – быстро схватывающиеся (6…30 мин) и В – медленно схватывающиеся
(начало схватывания не ранее 20 мин).
Для гипсовых вяжущих стандартом установлено 12 марок по пределу прочности при
сжатии (МПа): Г-2, Г-3, Г-4, Г-5, Г-6, Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25. При этом
минимальный предел прочности при изгибе для каждой марки должен соответствовать
значению от 1,2 до 8 МПа (ГОСТ 125-79**)
Строительные материалы и изделия на основе гипса имеют ряд преимуществ. Они
отличаются низкой тепло- и звукопроводностью, относительно малой плотностью,
высокой огне- и пожаростойкостью, обеспечивают создание в помещении хорошего
микроклимата, так как способны поглощать избыточную влагу и, наоборот, отдавать ее в
сухих помещениях. Также гипсовые вяжущие имеют низкую стоимость и короткий цикл
производства.
В технологии изделий на гипсовых вяжущих проблемными вопросами являются
короткая жизнеспособность гипсового теста, обусловленная физико-химическими
особенностями этого вяжущего (все гипсовые вяжущие являются быстро
схватывающимися и быстро твердеющими) и малая механическая прочность.
Для регулирования свойств гипсовых материалов используется ряд методов, в том
числе использование различных химических добавок.
Цель исследований заключалась в регулировании свойств гипсового вяжущего с
точки зрения увеличения сохранения гипсового теста в пластичном состоянии, то есть в
удлинении сроков его схватывания, что должно придать таким композициям приемлемой
технологичности, и повышения механических свойств, т. е. прочности.
В качестве регуляторов свойств были выбраны: лимонная кислота, тетраборат натрия
(бура)и лигносульфонат технический (ЛСТ). Основным сырьевым материалом был
строительный гипс марки Г-5.
Для достижения поставленной цели были проведены испытания гипсового теста на
определение нормальной густоты, сроков схватывания и прочности гипсового камня.
Количество химических добавок было выбрано по рекомендациям литературных
источников.
Испытания проводились в лаборатории строительных материалов СФУ, результаты
испытаний представлены в таблицах 1, 2, 3 и 4
Таблица 1 - Физико-механические свойства гипса без добавок
Марка гипса
Г5
Нормальная густота, Сроки схватывания, Предел
%
мин.
МПа
начало
конец
при
изгибе
57,7
4,05
9,05
3,15
прочности,
при
сжатии
5,71
Таблица 2 - Влияние лимонной кислоты на свойства гипса
Количество
Нормальная густота, Сроки схватывания, Предел
добавки, % от массы %
мин.
МПа
гипса
начало
конец
при
изгибе
57,7
4,05
9,05
3,15
0,1
55
67
75
менее 1
0,15
55
104
113
менее 1
0,2
55
124
137
менее 1
прочности,
при
сжатии
5,71
1,87
1,75
1,04
Таблица 3 - Влияние тетрабората натрия на свойства гипса
Количество
Нормальная густота, Сроки схватывания, Предел
добавки, % от массы %
мин.
МПа
гипса
начало
конец
при
изгибе
57,7
4,05
9,05
3,15
1
55,7
13,3
16
2,23
1,5
54,3
29
36
3,83
2
55,7
66
80
менее 1
прочности,
при
сжатии
5,71
3,78
7,21
2,8
Таблица 4 - Влияние ЛСТ на свойства гипса
Количество добавки, Нормальная густота, Сроки схватывания, Предел
% от массы гипса
%
мин.
МПа
начало
конец
при
изгибе
57,7
4,05
9,05
3,15
0,05
51,7
6,10
7,32
2,64
0,2
51,7
8,15
12
2,38
прочности,
при
сжатии
5,71
7,47
7,28
По результатам испытаний видно, что лимонная кислота значительно увеличивает
сроки схватывания, но отрицательно влияет на прочность гипса. ЛСТ не особо влияет на
сроки схватывания, однако увеличивает предел прочности при сжатии. Более приемлемой
является добавка тетрабората натрия в 1,5% содержании, которая увеличивает сроки
схватывания, сохраняет предел прочности при изгибе и увеличивает при сжатии.