Гипсонаполненные системы строительных смесях

ЦЕЛЬЮ работы является проведение исследования влияния наполнителей на свойства гипсового вяжущего с последующим выбором наиболее оптимального состава для комплексной модификации продуктами строительной химии.

Актуальность выбора темы
Современная архитектура зданий и сооружений характеризуется оригинальностью и креативностью своих форм и решений. Это немыслимо без применения декоративных эффективных строительных материалов. Широкое распространение в отделочных работах получили композиции на основе гипса, история использования которых отмечена еще в IV в. до н.э. в Древнем Египте.
В настоящее время основной объем выпускаемых гипсовых вяжущих используется в производстве сухих строительных смесей.

Актуальность выбора темы
Причинами популяризации гипсовых составов можно назвать эстетичность, экологичность, нормализация микроклимата помещений, небольшая трудоемкость работ.
Учитывая растущие объемы строительства и увеличение доли ветхого жилья, по данным, заложенным в Стратегии развития области до 2030г., потребление данных материалов будет исчисляться в тысячах тонн.
Поэтому весьма актуальным направлением исследования является разработка гипсонаполненных систем и сухих строительных смесей на их основе с максимальным использованием местной сырьевой базы.

Высокой водостойкости гипсонаполненных систем при прямом контакте с влагой добиться сложно.
Однако, исключение интенсивного старения камня, вызываемого адсорбцией влаги из воздуха, возможно посредством оптимизации его внутренней и поверхностной структуры в присутствии различных наполнителей.
Их применение в составе гипсового вяжущего приводит к изменению комплекса реологических, физико-механических, структурных показателей всей системы.

На первом этапе была выявлена зависимость реологических свойств минеральной системы от количества вводимого наполнителя (Рисунок 1).
Рисунок 1- Зависимость нормальной густоты смеси от % вводимой добавки наполнителя

Наполнение гипсового вяжущего дисперсными компонентами отразилось на прочностных показателях, которые определялись в возрастах 2ч, 7суток. (Рисунок 2,3,4,5).
Рисунок 2 - Прочность камня при изгибе в зависимости от содержания наполнителя в возрасте 2 ч.

Рисунок 3 - Прочность камня при сжатии в зависимости от содержания
наполнителя в возрасте 2 ч.

Рисунок 4 – Предел прочности гипсового камня при сжатии в возрасте 7 сут.

Рисунок 5 – Предел прочности гипсового камня при изгибе
в возрасте 7 сут.

На гипсовое вяжущее благоприятное влияние оказали добавки мела и известняка в количестве до 35%, которые приняты нами в качестве минеральных основ для модификации в дальнейшем продуктами строительной химии.
Далее возникла необходимость исследования влияния порошковых модификаторов (регулятор схватывания и гидрофобизатор) и армирующих волокон на строительно-технические свойства системы посредством 3х-факторного плана эксперимента (Таблица 1).

Таблица 1 – Уровни варьирования
В качестве варьирующих факторов выступили :
Х1 – гидрофобизатор стеарат цинка,
Х2 – армоволокно фибра Teсhnocel 500-1,
Х3 – регулятор сроков схватывания - лимонная кислота.
Для наглядности и последующего анализа результатов были построены изоповерхности физико – механических характеристик систем (Рисунок 6,7,8).

а – Гипсо – меловая система; б – гипсо – известняковая система
Рисунок 6 – Изоповерхности предела прочности при сжатии
Х3
Х3
Х1
Х2
Х1
Х2
3 МПа
5 МПа
7 МПа

а – Гипсо – меловая система; б – гипсо – известняковая система
Рисунок 7 – Изоповерхности капиллярного подсоса влаги
Х3
Х3
Х1
Х2
Х1
Х2
2 кг/м2∙ ч0,5
3 кг/м2∙ ч0,5
4 кг/м2∙ ч0,5
0,3 кг/м2∙ ч0,5
0,7 кг/м2∙ ч0,5
1 кг/м2∙ ч0,5

а – Гипсо – меловая система; б – гипсо – известняковая система
Рисунок 8 – Изоповерхности водопоглощения адсорбции влаги
Х3
Х3
Х1
Х2
Х1
Х2
0,5%
0,7
0,7%
0,9%
0,3%
0,4%
0,5%