CC BY
0
JA UNIVERSUM:
№2(131)_¿Л ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_Февраль. 2025 г.
ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННЫХ ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ ДЛЯ РЕМОНТНЫХ И РЕСТАВРАЦИОННЫХ РАБОТ
Талипов Нигматулла Хамидович
д-р техн. наук, профессор, зав. лабораторией «Технология композиционных вяжущих материалов»,
ГУП «Фан ва тараккиет» Ташкентский государственный технический университет Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: nitol52@mail. ru
Матякубова Каромат Шомуротовна
ассистент,
Ургенчского Государственного университета Республика Узбекистан, г. Ургенч E-mail: kmatyaqubova@gmail. com
Курамбаев Шерзод Раимберганович
д-р техн. наук, доцент Ургенчского государственного Университета, Республика Узбекистан, г. Ургенч E-mail: [email protected]
RESEARCH OF PROPERTIES OF COMPOSITE GYPSUM BINDERS FOR REPAIR AND RESTORATION WORKS
Nigmatulla Talipov
Doctor of Engineering Sciences, Professor, Head of the Laboratory "Technology of composite binders", SUE "Fan va Tarakkiyet" TashSTU, Republic of Uzbekistan, Tashkent
Karomat Matyakubova
Assistant of the Department of Chemical Technology,
Urgench State University, Republic of Uzbekistan, Urgench
Sherzod Kurambaev
Doctor of Engineering Sciences "Chemical technology",
Urgench State University, Republic of Uzbekistan, Urgench
АННОТАЦИЯ
В работе приведены результаты влияния отхода сахарного завода-дефеката на процесс формирования структуры полугидрата сульфата кальция и на физико-механические свойства композиционных гипсовых вяжущих. Установлено, что применение дефеката в процессе дегидратации дигдрата сульфата кальция можно получить композиционные водостойкие медленно схватывающие композиционные гипсовые вяжущие для ремонтных и реставрационных работ, а также для изготовления различных строительных изделий.
ABSTRACT
The paper presents the results of the influence of sugar plant waste - defecate on the process of formation of the structure of calcium sulfate hemihydrate and on the physical and mechanical properties of composite gypsum binders. It is established that the use of defecate in the process of dehydration of calcium sulfate dihydrate can be used to obtain composite waterproof slow-setting composite gypsum binders for repair and restoration work, as well as for the manufacture of various building products.
Библиографическое описание: Талипов Н.Х., Матякубова К.Ш., Курамбаев Ш.Р. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННЫХ ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ ДЛЯ РЕМОНТНЫХ И РЕСТАВРАЦИОННЫХ РАБОТ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2025. 2(131). URL:
https://7universum.com/ru/tech/archive/item/19227
ЛД UNIVERSUM:
№2ПЗП_m ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_Февраль. 2025 г.
Ключевые слова: дигидрат сульфата кальция, дефекат, сульфатсодержащий шихт, дегидратация, фазообразова-ние полугидрата сульфата кальция, сроки схватывания, процесс структурообразования, прочность, водостойкость.
Keywords: calcium sulfate dihydrate, defecate, sulfate-containing batch, dehydration, phase formation of calcium sulfate hemihydrate, setting time, structure formation process, strength, water resistance.
Введение. Строительная практика последних десятилетий привела к появлению современно новых композиционных строительных материалов на основе модифицированных гипсовых вяжущих, превосходящих по своим строительно-техническими и эксплуатационным характеристикам традиционных материалов. Появление таких материалов обеспечивает не только использование более сложных многокомпонентных материалов, но и активным воздействием на структурообразование и свойства материала на различных технологических этапах. Это позволит достигать оптимальные сочетания свойств в соответствии с назначением и областью применения материала [1-3].
В настоящее время композиционные гипсовые материалы находят все большее применение в строительстве. Технические характеристики, такие как: многокомпонентность, точная дозировка, перемешиваются в специальных смесителях. Поэтому имеют стабильный состав, гарантирующий
Состав смеси для получения гипсового
заданную маркуэ. Композиционные гипсовые материалы содержат необходимые добавки, которые улучшают технологические и эксплуатационные свойства [4,5].
Объект и методы исследования. Для получения водостойких композиционных гипсовых вяжущих с замедленным процессом схватывания готовили смеси состоящего из сыромолотого гипсового камня Мамажурганского месторождения (Бухарский область) и в качестве карбонатного компонента и как регулятор процесса кристаллизации дигидрата сульфата кальция в процессе схватывания использован отход сахарного завода-дефекат отхода. Смеси готовились методом активации и перемешивания исходных материалов в лабораторной шаровой мельнице. Состав смеси для получения медленно схватывающего композиционного гипсового вяжущего приведен в таблице.
Таблица 1. с замедленным сроков схватывания
№ Компоненты Соотношение компонентов, масс. %
1 2 3 4 5 6 7 8
1 Гипсовый Порошок 100 97,5 95,0 92,5 90,0 87,5 85,0 82,5
2 Дефекат - 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5
Технологический процесс дегидратации смеси состоящей из дигидрата сульфата кальция и дефе-ката проводились в варочном котле объемом 50 литр. Температура дегидратации смеси для получения гипсового вяжущего с замедленным сроков схватывания была 170 и 180°С. Качество композиционных гипсовых вяжущих определяли в стандартных образцах размером 40х40х160 мм по ГОСТ 23789-2018 «Вяжущие гипсовые. Методы испытаний». Гипсовые вяжущие характеризуются стабильностью качества [6,7]. Фазовый состав термообработанных материалов изучали с применением рентгенофазового анализа.
Результаты и их обсуждение. Известно, что применение органических кислот как замедлитель процесса формирование структуры дигидрата сульфата кальция снижаются прочностные показатели вяжущих на 40-50 %. Кроме того, при введении замедлителя в гипсовую смесь система становится неоднородной, происходит ее расслаивание и снижение водостойкости. При этом увеличивается объемное расширение готовых изделий [8,9].
В связи с тем, перспективно производить композиционных гипсовых вяжущих с применением неорганических минеральных добавок способствующие регулирование процесса кристаллизации дигидрата
сульфата кальция и улучшение физико-механических свойств за счет образование плотную структуру затвердевшего композиционного материала [8].
Результаты исследования процесса дегидратации разработанных составов показали, что в процессе термической обработки шихты при температуре 100-150° происходит выделение не связанной воды из состава шихты. С повышением температуры термообработки происходит процесс дегидратации дигидрата сульфата кальция. При температуре 170-180° происходит разрушение кристаллической структуры дигидрата сульфата кальция и выделение 1,5 молекулы кристаллизационной воды. Процесс разрушения кристаллической структуры и формирование структуры полугидрата сульфата кальция происходить в две стадии:
• - гигроскопическая вода выделяется при 5065°
• - разрушение структуры дигидрата сульфата кальция с образованием полугидрата сульфата кальция начинается при 165-180°.
На основание проведенных лабораторных исследование установлено, что при 170-180° процесс дегидратации дигидрата сульфата кальция в присутствии дефеката происходит быстрей с переходом
№ 2(131)
в полугидрат. С повышением температуры термообработки полугидрата сульфата кальция происходит процесс обезвоживания полугидрата сульфата кальция, который постепенно переходит в безводный ангидрит (CaSO4).
После каждого опыта материал подвергался тонкому помолу в шаровой мельнице в течение 30 минут. С применением современных физико-механических и физико-химических анализа изучали фазовый состав и прочностные характеристики полученного композиционного гипсового вяжущего.
Лабораторные исследование показали, что при дегидратации в котле шихты состоящего из дигид-рата сульфата кальция и отхода сахарного завода выявлено, что дефекат способствует ускорению процесса формирования полугидрата сульфата кальция.
Результаты исследование показали, что с повышением содержания дефеката в процессе дегидратации сульфатсодержащей шихты положительно влияет на процесс дегидратации дигидрата сульфата кальция. Анализ полученных композиционных гипсовых вяжущих методом дегидратации сульфатсо-держащей шихты показали, что с повышением количества дефеката в составе шихты до 15 % процесс образование полугидрата сульфата кальция ускоряется.
Определение фазового состава дегидратированных материалов показали, что максимальное количество бета полугидрата сульфата кальция образуется при 170°С. Результаты исследования показали, что полученный продукт состоит в основном из полугидрата сульфата кальция в- модификация (а/п=0,599; 0,346; 0,300; 0,270; 0,218; 0,213; 0,184; 0,169; 0,166 нм) [ 10,11].
Изучение структурных характеристик вяжущих полученных при разных температурах (170 и180°С) позволило установить, что при температуре 170° образуется в основном кристаллы в-модификация, с повышением температуры до 180° в течение 120 мин. образуется не большой (до 6 %) количество CaSO4.
Следует отметить, что при введение тонкодисперсного дефеката состоящего из карбоната кальция и оксида кальция до 15 %, в композиции резко повышается водостойкость композиционного гипсового вяжущего. Это происходит, по нашему мнению, в результате раздвижки зерен плотно упакованных кристаллов в процесс структурообразова-ния дигидрата сульфата кальция [5,10].
февраль, 2025 г.
В ходе проведения экспериментальных исследование установлено, что при введении в состав гипсовых смесей тонкодисперсного дефеката происходит адсорбирование тонкодисперсных частиц на поверхности вяжущего и связывание их с кристаллами дигидрата сульфата кальция. Кроме того, дефекат обеспечивают повышение пластичности растворной смеси, заполнением пустот в растворной смеси между кристаллической структуры дигидрата сульфата кальция. При этом растворная смесь переходит в текучее состояние. Полученные результаты показали, что композиционные гипсовые растворные смеси обладают высокой удобоно-симостью и при высыхании не растрескиваются и не усаживаются [6-8].
Изучение физико-механических свойств полученных композиционных гипсовых вяжущих показали, что наличие в составе композиции дефеката повышается водопотребность незначительно, а прочностные показатели повышаются на 5,0-8,0 %. Повышение прочностных показателей и водостойкости объясняется тем, что высокодисперсные частицы карбоната кальция заполняют пустоты между более грубыми зернами в процессе формирования структуры дигидрата сульфата кальция, что приводит к повышению водостойкости вяжущего и изделий на их основе.
Заключение. На основание проведенных лабораторных исследованих установлено, что применение отхода сахарного производства способствует замедлению процесса формирования структуры ди-гидрата сульфата кальция в процессе гидратации.
Результаты исследованиий показали, что с повышением содержания дефеката и температуры тер-мообрабатки сульфатсодержащей шихте полученные вяжущие является медленно схватывающим. При содержании дефеката 1 5 % от массы дигидрата сульфата кальция начало схватывания наступает через 47 минут, а конец схватывания через 62 минут.
На основание проведенных лабораторных исследование установлено, что применение дефеката в процессе дегидратации дигдрата сульфата кальция можно получить композиционных водостойких медленно схватывающих композиционных гипсовых вяжущих применяемые в производстве сухих смесей отделочного и реставрационного назначения, а также для изготовления различных строительных изделий.
Список литературы:
1. Гипсовые материалы и изделия (производство и применение). Справочник. под общей ред. А.В. Феррон-ский. - М.: Издательство АСВ. - 488 с.
2. Баталин Б.С. Исследования эффективности добавок, применяемых для производства сухих строительных смесей /Б.С. Баталин// Успехи современного естествознания. - 2007. - № 7. - С. 60-62.
3. Ветегрове Х. Улучшение качества гипсового вяжущего на основе технологии «Smart Gyp Process» компании «Claudius Peters» //Строительные материалы. - М., 2012. - С. 1-4.
4. Василик П.Г. Совместное влияние химических компонентов на реологию растворов на гипсовой основе / П.Г. Василик, Д.А Давыдов // материалы VI конф. - Пермь, 2012. -С. 56-60.
№ 2(131)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
■ 7universum.com
февраль, 2025 г.
5. Мунавваров З.Т., Талипов Н.Х., Негматов С.С., Солиев Р.Х. Исследование влияние модифицирующих добавок на свойства композиционных гипсовых смесей. Universum: Технические науки. - Москва, 2022. - Выпуск 11(92). Часть 2, С. 13-17.
6. ГОСТ 23789-2018 «Вяжущие гипсовые. Методы испытаний».М.; -20 с
7. Talipow N.H., Tuljaganow A.A., Dossanowa G.M., Iuismetow H.E., Talipow D.N., Jkubow U.A. Die chemische modifikation des kalziumsulfat-halbhydrats und Produktion von Wärmedämmstoffen. DundesrepublikDeutschland. Weimarer Gypsum Conference. Weimar/ 14-15 Marz 2017.P. 276-280.
8. Коровяков В.Ф. Повышение водостойкости гипсовых вяжущих веществ и расширение областей их применения// Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. - № 3 - 2005.
9. Джураева Н.Х., Талипов Н.Х., Равшанов З.А. Физико-химические исследования гипсополимерных материалов и регулирование их свойств. Ж. Композиционные материалы, Ташкент, 2015, №2, С. 19-21.
10. Горшков В.С. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ: учеб. Пособие / В.С. Горшков, В.В. Тимашев, В.Г. Савельев. - М.: Высшей школа, 1981. - 335 с.
11. Савостина О.А., Крицкая Е.Б. Отходы сахарного производства // Успехи современного естествознания. -2008. -№ 7. - С. 137-137; URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=10358 (дата обращения: 02.07.2022).
12. Н.Х. Талипов, Г.М.Досанова, Д.Н. Талипов, А.А. Кадыров Исследование процесса структура образования гипсополимерной композиции. Ташкент, Ж.: Композиционные материалы. 2015, №4 С. 82.
