К.т.н. Морозова Н.Н, студент Хасимова А.С.

Казанский государственный архитектурно-строительный университет

к.т.н. Сагдатуллин Д.Г.

Министерство строительства, архитектуры и ЖКХ РТ

Выбор эффективного замедлителя твердения для высокопрочных композиционных гипсовых вяжущих

Введение

Гипсовое вяжущее является сырьем в производстве различных сухих строительных смесей, архитектурных элементов отделки помещений, внутренних стеновых панелей, пазогребневых плит, санитарно-технических кабин и др., эффективность которых обязана ряду уникальных свойств гипсовых вяжущих. К ним относятся: сравнительно низкая теплопроводность и хорошая звукоизолирующая способность; высокая паропроницаемость; высокая огнестойкость; экологическая чистота; возможность регулирования сроков схватывания в широких диапазонах; достаточная прочность и твердость затвердевшего материала и быстрота их достижения.

Гипсовые и гипсобетонные изделия формуют различными способами: литьем, вибрированием, прессованием, прокатом, в процессе которых изделия быстро приобретают значительную прочность. Технологический процесс производства таких изделий обязательно включает в себя использование добавок регулирующих сроки схватывания - замедлителей. В некоторых случаях для получения требуемой технологичности смеси повышают В/Т отношение, что не может быть использовано для высокомарочных гипсосодержащих материалов и бетонов на их основе. Поэтому, эффективном способом сохраняемости технологичности смеси являются добавки –замедлители.

В работах [1-3] показана эффективность введения Plast Retard PE, винной кислоты, эфира крахмалов в гипсовые вяжущие для замедления сроков схватывания. Замедление сроков схватывания гипсосодержащих материалов можно достичь и применением комплексных добавок, в состав которых входит лигносульфонат [4]. Такие комплексы могут быть позитивны не только с позиции технологических свойств смеси, но и экономических. Ведение ЛСТ в состав полифункционального модификатора, как отмечал Батраков В.Г., позволяет существенно снизить расход суперпластификатора при сохранении требуемой подвижности смесей [5].

Сырьевые материалы и методы

Объектом исследования явилось высокопрочное композиционное гипсовое вяжущее (далее КГВ), представляющее собой органоминеральную смесь. Основными минеральными компонентами высокопрочного КГВ явились гипс строительный марки Г-6 БII производства ООО «Аракчинский гипс» РТ; портландцемент марки ПЦ500Д0 производств ОАО «Вольскцемент», микрокремнезем марки МК-85 Липецкого металлургического комбината и цеолитсодержащий мергель Татарско-Шатрашанского месторождении РТ, который подвергался дроблению, термоактивации и помолу.

В качестве химических добавок использовали суперпластификатор на поликарбоксилатной основе Melflux 2651F, производства BASF Construction Polimers GmbH (Германия); пластификатор - лигносульфонат технический (ЛСТ), производства ОАО «Соликамскбумпром» (Россия), «Цемактив ПП» на основе фракционированных лигносульфонатов, производства компании «Цемактив» (г. Санкт-Петербург); замедлители схватывания гипса - Plast Retard PE Итальянского производства и винная кислота, предоставленные компанией ЗАО «ЕвроХим-1».

Исследование влияния химических добавок на технологические и физико-механические свойства вяжущих веществ выполняли по методике ГОСТ 23789.

Результаты и обсуждение

Поскольку в составе высокопрочного КГВ 55% составляет гипсовое вяжущее, то на первом этапе работы было проанализировано влияние добавки Plast Retard PE, винной кислоты и «Цемактив ПП» на подвижность и сроки схватывания строительного гипса. Результаты представлены в табл.1.

Таблица 1

Влияние добавки Plast Retard PE на технологические свойства гипсового вяжущего

Добавка,		Расплыв по Суттарду, мм	В/Т	Скоки схватывания теста, мин
наименование	кол-во от массы вяжущего, %
				начало	конец
-	0	182	0,52	6	8
Plast Retard PE	0,008	182	0,52	13	20
	0,04	180	0,52	84	91
	0,08	177	0,52	182	197
Винная кислота	0,04	173	0,52	40	44
	0,02	167	0,52	35	38
Цемактив ПП	0,3	180	0,47	6	8
	0,6	182	0,45	6	9
	0,9	185	0,42	7	10

Добавки замедлители Plast Retard PE и винная кислота уже при небольших дозировках достаточно сильно повышают «живучесть» гипсового теста. Использование добавки «Цемактив ПП» позволяет получить такую же подвижность при меньших значениях В/Т на 10-18%, но сроки схватывания практически не изменились.

Поскольку КГВ имеет не кислую среду, как гипсовые или ангидритовые вяжущие, а щелочную, то в нем замедлители схватывания должны проявить себя по-иному. В связи с эти вторым этапом работы была оценка действия замедлителей в составе КГВ (табл. 2).

Таблица 2

Влияние добавок на технологические свойства КГВ

Наименование добавки	Количество добавки, % от массы вяжущего	Расплыв по Суттарду, мм	В/Т	Скоки схватывания теста, мин
				начало	конец
Plast Retard PE	0,04	178	0,78	16	21
Цемактив ПП	0,9	182	0,58	16	75
ЛСТ	0,4	179	0,55	14	16
	0,9	180	0,5	52	57

Анализ табл.2 показывает, что высокие технологические показатели КГВ могут быть получены при использовании не чисто замедлителей, а добавок с пластифицирующим эффектом, при этом В/Т отношение смеси снижается на 25-30% сохраняя подвижность и сроки схватывания.

Так как оптимальный состав высокопрочного КГВ [6] содержит суперпластификатор Melflux 2651F, то проанализировано влияние замедлителей совместно с ним (табл. 3).

Установлено, что замедлители схватывания в комплексе с добавкой Мelflux 2651F существенно снижают В/Т отношение КГВ без ухудшения технологических показателей смеси, как по подвижности, так и по срокам схватывания, что не происходит при индивидуальной модификации смеси добавкой Мelflux 2651F.

Таблица 3

Влияние добавок на технологические свойства высокопрочного КГВ

Вид /количество добавки, % от массы вяжущего		Расплыв по Суттарду, мм	В/Т	Скоки схватывания теста, мин		Rсж на 7 сутки и высуш. до пост. массы, МПа
суперпластификатор	замедлитель схватывания
				начало	конец
-	-	182	0,66	7	10	15,6
Melflux 2651F/ 0,5	-	165	0,33	-	-	41,4
	ЛСТ/ 0,4	173	0,24	18	21	66,5
	ЛСТ/ 0,5	178	0,23	22	26	67,7
	«Plast Retard PE» /0,04	175	0,38	34	43	48,7
	Винная кислота/0,04	150	0,32	24	27	-
		168	0,44	38	54	52,6
	Винная кислота/0,02	120	0,32	19	21	-
	«Цемактив ПП»/ 0,9	185	0,28	47	52	59,8
Melflux 2651F/ 0,8	ЛСТ/ 0,4	179	0,21	51	60	74,6

Из числа изученных добавок замедлителей схватывания наиболее рациональным является ЛСТ и «Цемактив ПП» (ее основа то же ЛС).

В результате использования комплексной добавки Melflux+ЛСТ получали высокую подвижность смеси с требуемым замедлением начала схватывания и высокую прочность. Оптимальное количество добавки ЛСТ составляет 0,4%. Повышение количества гиперпластификатора Melflux на 40% с 0,5 до 0,8% приводит к незначительному (на 13%) повышению в прочности (табл. 3), поэтому из экономических соображений оптимальным его содержанием принимаем 0,5% от массы вяжущего.

Таким образом, использование гиперпластификатора Melflux совместно с ЛСТ для затворения смеси из КГВ позволяет получать требуемые технологические и эксплуатационные свойства при производстве изделий, переводя полученное вяжущее в разряд высокопрочных.

Литература

1. Майер М. Добавки, улучшающие характеристики гипса и гипсосодержащих материалов// Матер. V межд. научно-практической конф. «Повышение эффективности производства и применения гипсовых материалов и изделий» – Казань, 2010. – С.196-197.

2. Халиуллин М.И., Сабанина Ю.В., Рахимов Р.З. Штукатурные сухие гипсовые смеси машинного нанесения// Проблемы и достижения строительного материаловедения. Сб. докладов межд. науч.-практ. интернет-конференции. Белгород: БГТУ, 2005, С.236-237.

3. Заикина А.С., Коровяков В.Ф. Модифицированные гипсовые штукатурные растворы для наружной отделки// Матер. V межд. научно-практической конф. «Повышение эффективности производства и применения гипсовых материалов и изделий» – Казань, 2010. – С.177-182.

4. Сагдатуллин Д.Г., Морозова Н.Н., Сабиров И.Р. Влияние вида химических добавок на технологические свойства композиционного гипсового вяжущего. // Межд. сб. научных трудов «Экология и новые технологии в строительном материаловедении»-Новосибирск, 2010. - С.12-15.

5. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. М.: Стройиздат, 1990. - 400с.

6. Сагдатуллин Д.Г., Морозова Н.Н., Хозин В.Г. Высокопрочное гипсоцементно-цеолитовое вяжущее// Строительные материалы, 2010, №2 - С.53-55.