Гіпсове в’яжуче підвищеної міцності і водостійкості

Винахід відноситься до різновиду гіпсових в'яжучи х матеріалів, які використовуються у буді вництві для виготовлення дрібних стінових виробів, панелей для перегородок, підлог, ніздрюватих матеріалів підвищеної міцності і водостійкості. Відомі склади на основі гіпсового в'яжучого, цементу, шлаку і гідравлічних добавок [1, 2, 3], що мають переваги будівельного гіпсу, такі як висока швидкість твердіння, низька теплопровідніеть, гігієнічність і т.п., але і мають підвищену міцність і водостійкість. Однак, їх одержання пов'язано з рядом суттєвих проблем, викликаних використанням компонентів з нестабільним складом і властивостями. Так використання добавки цементу [1] чи застосування гранульованого доменного шлаку пов'язано з постійним коректуванням рецептури гіпсоцементношлакового в'яжучого в залежності від мінералогічного і хімічного складу вищевказаних компонентів, тонкості їхнього помелу, ступеня активності шлаку, марки і виду цементу і т.п. Використання гідравлічних добавок, таких як трепел, опока, діатоміт і їм подібних, теж неоднозначно і залежить від виду застосовуваної добавки, її родовища, що у свою чергу зумовлює розкид показників основних властивостей в'яжучого в цілому і насамперед позначається на його міцності і водостійкості. Найбільш близьким по суті до заявляємого гіпсового в'яжучого є [4, стор.37-38]. Прототип включає гіпс, цемент і гідравлічну добавку. Даний склад дозволяє одержувати гіпсове в'яжуче з підвищеною міцністю і водостійкістю. До недоліків прототипу варто віднести нестабільність показників міцності і водостійкості в залежності від мінералогічного і хімічного складу цементу і гідравлічних добавок (опока, трепел, діатоміт і т.п). Крім того, різновиди гідравлічних добавок і цементу вимагає постійного контролю і коректування складу в цілому. Крім того в даних складах бажано застосовувати білий портландцемент, щоб не знижувати ступінь білизни гіпсового в'яжучого. Задачею пропонованого винаходу є одержання гіпсового в'яжучого підвищеної міцності і водостійкості зі стабільними властивостями за рахунок заміни гідравлічних добавок І цементу на хімічно чисті компоненти. Поставлена задача вирішується шля хом введення в пропоноване в'яжуче будівельного гіпсу, вапна і додатково осадженого гелю кременевої кислоти (ОГКК) у вигляді тонкодисперсного порошку, сульфату алюмінію й органічної кислоти при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: будівельний гіпс 98,10598,685; вапно 0,7-0,9; ОГКК 0,125-0,085; сульфат алюмінію 1,0-0,3; органічна кислота 0,07-0,03. Вода до складу в'яжучого вводиться з розрахунку Β/Τ=0,5-0,6. Підвищення міцності і водостійкості гіпсового в'яжучого досягається за рахунок утворення гідросульфоалюмінату кальцію (етрингіту) по реакції: CaSO4 . 0,5 H2O + Ca(OH)2 + Al2(SO4)3 + H2 O 3Ca . Al 2O3 . 3CaSO4 . 31H2O , а також гідросилікатів кальцію. Гідросульфоалюмінат кальцію утворюється в початковий період твердіння пропонованого в'яжучого і сприяє підвищенню його показників міцності, але не має достатню водостійкість [3]. Гідросилікати кальцію утворюються в наступний період твердіння гіпсового в'яжучого і теж сприяють підвищенню як показників міцності, так і водостійкості. Готування гіпсового в'яжучого здійснювалося в такий спосіб. У воду замішування вводилися гіпс і сухі добавки: вапно, сульфат алюмінію, ОГКК, органічна кислота до одержання однорідної пластячної суміші. З приготовленої суміші формувались зразки у вигляді балочок, розміром 4х4х16(см). Приклади складів приведені в табл.1. Результати випробувань отриманих складів приведені в табл.2. Аналіз табл.1 і 2 показав, що в порівнянні з прототипом загальна кількість добавок, що вводяться у пропоноване гіпсове в'яжуче, не перевищує 2%, тоді як у прототипі кількість добавок складає 35%. При цьому при рівних значеннях коефіцієнта розм'якшення (Кр=0,8), міцність пропонованого гіпсового в'яжучого в 1,25 рази вище, ніж у прототипі. Таблиця 1 Найменування компонентів Гіпс (Г-5) Вапно Сульфат алюмінію ОГКК Органічна кислота Портландцемент Гідравлічна добавка (Вольське родовище) Водо-в'яжуче відношення (В/В) Кількість, мас. % складі склад 3 98,7 98,685 0,66 0,9 0,5 0,3 0,1 0,085 0,05 0,03 склад 1 98,105 0,8 1,0 0,15 0,08 Прототип 65 23 12 0,5-0,6 0,6 Таблиця 2 Найменування властивостей Границя міцності при стиску, просушених до постійної маси після виготовлення, Мпа Границя міцності при стиску, просушених до постійної маси після 28 діб. вологого зберігання, МПа склад 1 Показники властивостей склад 2 склад З Прототип 10,5 13,3 11,8 10,6 11,5 17,5 15,1 14,8 Коефіцієнт розм'якшенняу Кр=R28вол. /R28с ух. Середня густина, кг/м 3 0,80 1340 0,82 1330 0,81 1345 0,80 1720 Джерела інформації, прийняті до уваги при експертизі: 1. Волженский А.В. Производство известково-гипсовых смесей и повышение их водостойкости/ Промышленность строительных материалов, 1940. - №10-11. 2. Волженский А.В, Коган Т.С., Краснослободская З.С. Влияние активного кремнезема на процессы взаимодействия алюминатных составляющих портландцементного клинкера с гипсом/ Строительные материалы, 1963. - №1. 3. Алкснис Ф.Ф. Твердение и деструкция гипсопементных композиционных материалов.- Л: Стройиздат, 1988. - 103с. 4. Волженский А.В., Роговой М.И., Стамбулко В.И. Гипсоцементные и гипсошлаковыевяжущие и изделия.М: Стройиздат, I960.- 137с.