Влияние наличия водорастворимых полимеров на водостойкость композиционного вяжущего

Размещено на http://www.allbest.ru/

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.

Влияние наличия водорастворимых полимеров на водостойкость композиционного вяжущего

Евстигнеев С.А., Страхов А.В., Иващенко Ю.Г.

Аннотация

Рассматривается влияние малых дозировок редиспергируемых полимерных порошков марок VINNAPAS 5010N и VINNAPAS 5028E на показатель водостойкости композиционного гипсового вяжущего на основе фосфогипса дигидрата и алюмосиликатных наполнителей.

Ключевые слова: фосфогипс, минеральные добавки, водостойкость, механоактивация, композиционное вяжущее

The effect of small dosages of redispersible polymer powders of VINNAPAS 5010N and VINNAPAS 5028E grades on the water resistance index of a composite gypsum binder based on phosphogypsum dihydrate and aluminosilicate fillers is considered.

Keywords: phosphogypsum, mineral additives, water resistance, mechanoactivation, composite astringent

Стратегией развития промышленности строительных материалов РФ на период до 2020 года определён вектор на расширение номенклатуры и снижение энергопотребления при производстве строительных материалов. Этому направлению в полной мере соответствуют гипсовые композиционные материалы.

В настоящее время объёмы производства гипсовых вяжущих не превышают 5% по сравнению с портландцементом. В то же время энергоёмкость производства и экологическая нагрузка этого материала на окружающую среду на порядок меньше, чем портландцемента. Если учесть, что гипсовые композиты существенно повышают комфортность системы "человек - материал - среда обитания", то можно ожидать резкого повышения темпов производства этих материалов в России и в мире в целом. Особенно актуально широкое использование композиционных гипсовых материалов для России, обладающей половиной запасов мировых разведанных месторождений гипса и имеющей практически неограниченные запасы различных видов гипсосодержащих отходов и кремнезёмсодержащего техногенного сырья.

Более широкому внедрению гипсовых вяжущих веществ в практику современного строительства мешает ряд отрицательных качеств гипса таких как: низкая водостойкость, высокая ползучесть при увлажнении, малая морозостойкость. Имеющиеся пути достижения высокой водостойкости и других технологических свойств гипсовых вяжущих не способны полностью устранить или максимально снизить эти недостатки, что в свою очередь и не позволяет полностью раскрыть потенциал возможностей использования гипсовых вяжущих [1, 2].

Предпосылкой невысокой водостойкости гипсовых материалов считается растворимость двуводного сульфата кальция в воде. Следует отметить, что двуводный сульфат кальция в первую очередь начинает переходить в раствор в местах возникновения увеличенных кристаллогидратов из-за более высокой их растворимости по сравнению с равномерно закристаллизовавшимися структурами. Таким образом, на водостойкость гипсовых материалов в значительной степени оказывает влияние величина порового пространства [1-3].

Анализируя многочисленные способы повышения водостойкости гипсовых материалов [1-4], можно сделать вывод, что повышение устойчивости в водных средах гипсовыми композитами может быть достигнуто в результате снижения растворимости в воде сульфата кальция; увеличением плотности гипсовой массы; гидрофобизационными пропитками гипсовых материалов веществами, препятствующими прониканию в него влаги; наружной гидроизоляцией изделий. Наиболее же эффективным способом повышения водостойкости гипсовых материалов является применение водорастворимых полимеров в виде редиспергируемых полимерных порошков (РПП) в комплексе с активными минеральными добавками с получением композиционных гипсовых вяжущих веществ (КГВ). Основной особенностью и преимуществом КГВ является их способность к гидравлическому твердению в водных средах при той же скорости схватывания и твердения, как и у полуводного гипса.

В данной работе определение показателя водостойкости композиционного вяжущего производилось по стандартной методике с определением коэффициента размягчения через соотношение предела прочности при сжатии в водонасыщенном и сухом состояниях.

В качестве вяжущего использовалось композиционное гипсовое вяжущее марки Г 7, полученное из фосфогипса дигидрата с применением алюмосиликатных добавок [5-7]. Для модификации использованы дисперсионные латексные порошки марок VINNAPAS 5010N и VINNAPAS 5028E от 0,25 до 1,6% от массы вяжущего. Редиспергируемые полимерные порошки представляет собой сухой латекс на основе этилен-винилацетата.

Определение коэффициента размягчения композиционного вяжущего производилось образцах-балочках размером 40Ч40Ч160 мм, изготовленных из теста с В/Г=0,43, в которое с водой затворения вводились добавки в вышеуказанных дозировках. Прочностные свойства образцов приведены на рис. 1 и 2.

Анализ графиков свидетельствует о том, что при содержании в композиции полимера от 0,2 до 0,7% имеет место снижение прочностных показателей композиционного вяжущего как в сухом, так и в водонасыщенном состоянии. Негативное влияние малой концентрации полимера объясняется условиями механизма образования контактов между частицами насыщенного раствора композиционного вяжущего.

Рисунок 1 - Влияние РПП VINNAPAS 5028E на водостойкость композиционного вяжущего

Рисунок 2 - Влияние РПП VINNAPAS 5010N на водостойкость композиционного вяжущего

Известно, что процесс образования контактов развивается на границе раздела фаз с наличием активных поверхностных центров, в местах концентрации которых формируются контактные зародыши. Данные новообразования превращаются в межчастичные контакты различной природы и прочности. По аналогии прочность межчастичных контактов и, следовательно, прочность композиционного гипсового камня определяется КПД превращения активных центров в контактные зародыши. Величина КПД превращения активных центров в контактные зародыши в значительной степени зависит от скорости этого процесса. При высокой скорости возникновения контактных зародышей создаются неблагоприятные условия для их превращения в прочные контакты, так как при этом не все контактные зародыши успевают преобразоваться в полноценные контакты. Таким образом, малые дозировки полимера изменяют условия образования контактных зародышей на активных поверхностных центрах. [8]

Увеличение дозировки РПП VINNAPAS 5010N и VINNAPAS 5028E от 0,7 до 1,2% приводит к значительному увеличению прочностных показателей с существенным повышением водостойкости композиционного вяжущего до величины коэффициента размягчения К_р=0.82, при этом увеличение дозировки РПП свыше 1,2% не приводит более значительному увеличению К_р. полимерный фосфогипс водостойкость алюмосиликатный

Таким образом, экспериментально подтверждено эффективное повышение водостойкости композиционного гипсового вяжущего на основе фосфогипса водорастворимыми РПП VINNAPAS 5010N и VINNAPAS 5028E и их определены оптимальные дозировки.

Список литературы

1. Ферронская, А.В. Справочник. Гипсовые материалы и изделия (производство и применение) / под общ. ред. проф., д-ра техн. наук А.В. Ферронской. М.: Изд-во АВС, 2004. 485 с.

2. Ферронская, А.В. Роль гипсовой отрасли в развитии промышленности строительных материалов //Второй Всероссийский семинар по гипсу. Уфа, 2004. С. 11-17.

3. Волженский, А.В. О перспективах производства и применения гипсовых материалов в строительстве / А.В. Волженский // Строительные материалы. - 1985. - № 10. - С.17-18.

4. Бурьянов, А.Ф. Гипс, его исследование и применение /А.Ф. Бурьянов // Строительные материалы. 2005. № 9. С. 40-42.

5. Страхов А.В. Производство гипсопуццоланового вяжущего повышенной водостойкости [Электронный ресурс] / А.В. Страхов, Ю.Г. Иващенко, Г.А. Корольков, С.А. Евстигнеев // Техническое регулирование в транспортном строительстве. - 2016. - № 2 (16). - с. 5. - Загл. с титул. экрана. URL: http://trts.esrae.ru/31-160

6. Пат. РФ 2538556 Вяжущее / Иващенко Ю.Г., Страхов А.В., Евстигнеев С.А., Тимохин Д.К.; заявитель и патентообладатель Саратовский государственный технический университет. заяв. 17.10.2013. опубл. 10.01.2015.

7. Пат. РФ. 2540706 Вяжущее / Иващенко Ю.Г., Страхов А.В., Евстигнеев С.А., Тимохин Д.К.; заявитель и патентообладатель Саратовский государственный технический университет. заяв. 18.10.2013. опубл. 10.02.2015.

8. Панферова А.Ю., Гаркави М.С. Модифицирование гипсовых систем малыми добавками полимеров // Строительные материалы. 2011. №6. С. 8-9.

Размещено на Allbest.ru