Модифицированный облегченный гипсовый материал с полыми стеклянными микросферами для реставрационных работ Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 691.32

Т.Э. ХАЕВ1, инженер ([email protected]), Е.В. ТКАЧ1, д-р техн. наук, ([email protected]); Д.В. ОРЕШКИН2, д-р техн. наук ([email protected])

1 Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (129337, г. Москва, Ярославское ш., 26)

2 Институт проблем комплексного освоения недр им. академика Н.В. Мельникова Российской академии наук (111020, г. Москва, Крюковский тупик, 4)

Модифицированный облегченный гипсовый материал с полыми стеклянными микросферами для реставрационных работ

Рассмотрены материаловедческие проблемы гипсовых материалов для реставрации деталей, элементов лепнины в памятниках архитектуры в РФ. Традиционные гипсовые смеси имеют высокую среднюю плотность вплоть до 1900 кг/м3, что недопустимо для реставрации на ослабленных временем деревянных несущих конструкциях дворцов и других объектов. Известные облегчающие наполнители в гипсовые смеси: древесные опилки, вспученные перлит и вермикулит, гранулы пеностекла, пенообразователи, полые керамические микросферы - ведут к потере белизны и снижению прочности. Для проведения высококачественной реставрации разработаны облегченные гипсовые материалы белого цвета с полыми стеклянными микросферами (ПСМС) и гидрофобно-пластифицирующей добавкой. Это позволило получить гипсовый камень марок Г5 и Г4 при средней плотности 1102 и 531 кг/м3 соответственно. Приведены результаты рентгенофазовых и микроструктурных исследований и доказано, что ПСМС и добавки оказывают существенное влияние на межплоскостные расстояния решетки, интенсивности пиков, их углы и размеры кристаллов гипсовой матрицы.

Ключевые слова: облегченный гипсовый материал, свойства смеси и камня, полые стеклянные микросферы, рентгенофазовые и микроструктурные исследования, межплоскостные расстояния решетки, размеры кристаллов гипсовой матрицы.

Для цитирования: Хаев Т.Э., Ткач Е.В., Орешкин Д.В. Модифицированный облегченный гипсовый материал с полыми стеклянными микросферами для реставрационных работ // Строительные материалы. 2017. № 10. С. 45-50.

T.E. ^AEV1, Engineer ([email protected]), E.V. TKACH1, Doctor of Sciences (Engineering) ([email protected]); D.V. ORESHKIN2, Doctor of Sciences (Engineering) ([email protected])

1 Russian Federation National Research Moscow State Construction University (26, Yaroslavl Highway, Moscow 129337, Russian Federation)

2 Russian Federation Institute of Comprehensive Exploitation of Mineral Resources Russian Academy of Sciences, (4, Kryukovskij tupik, Moscow, 111020, Russian Federation)

Modified lightweight gypsum material with hollow glass microspheres for restoration works

In the article material science problems of gypsum materials for restoration parts, elements of stucco in the architectural monuments in Russia. Traditional plaster mixtures have a high average density of up to 1900 kg/m3, which is unacceptable for a restoration of the weakened wooden load-bearing structures of palaces and other objects. Known to facilitate bulking in a plaster mixture: sawdust, expanded perlite and vermiculite, granules of foamed glass, foam, hollow ceramic microspheres lead to the loss of white and a sharp decrease in strength. The authors suggest for the high-quality restoration lightweight gypsum materials white color with hollow glass microspheres (HGMS), hydrophobic-plasticizing additive. It is possible to obtain gypsum grades G5 and G4 at an average density of 1102 and 531 kg/ m3, respectively. The article presents x-ray diffraction and microstructural studies and proven that PSMS and supplements features could have their significant effect on the interplanar distances of the lattice, the intensity of peaks, their angles and dimensions of crystals of gypsum matrix.

Keywords: light weight gypsum material, the properties of the mixture and stone, hollow glass microspheres, powder x-ray diffraction and microstructural studies, the interplanar distances of the lattice, sizes of crystals of gypsum matrix.

For citation: Khaev T.E., Tkach E.V., Oreshkin D.V. Modified lightweight gypsum material with hollow glass microspheres for restoration works. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2017. No. 10, pp. 45-50. (In Russian).

В последнее время в России существенно возросли объемы реставрации памятников архитектуры, которые изобилуют в том числе лепным декором. Поэтому важной задачей является развитие производства гипсовых материалов для реставрационных работ с целью сохранения деталей из гипсовых материалов в памятниках архитектуры: уникальных гипсовых лепных элементов и украшений на стенах, карнизах и потолках, отделки стен, каминов, колонн, балясин и балюстрад из искусстенного мрамора. Традиционные гипсовые смеси имеют высокую среднюю плотность вплоть до 1900 кг/м3, что со временем может приводить к значительным прогибам и разрушениям несущих деревянных конструкций. Для облегчения веса декора на практике в строительные гипсовые смеси вводят древесные опилки, вспученный перлит и вермикулит, гранулы из пеностекла, пенообразователи, полые алюмосиликатные микросферы. Однако это не дает желаемого снижения средней плотности, но приводит к снижению прочности и потере белизны. Комплексных исследований по разработке реставрационных облегченных гипсовых систем белого цвета, имеющих необходимую прочность, не проводилось.

Решением проблемы проведения высококачественных реставрационных работ является разработка облегченных гипсовых материалов белого цвета с полыми стеклянными микросферами, которые заявили себя как лучшие облегчающие наполнители в минеральные вяжущие системы [1—4].

Достоинства гипсовых систем, в том числе и с облегчающими наполнителями, пенообразователями и пластифицирующими добавками, доказаны в работах советских и российских ученых [5—10].

Облегченная гипсовая смесь с полыми стеклянными микросферами для реставрационных работ получается в результате перемешивания высокопрочного гипса для художественной лепнины производства ЗАО «Самарский гипсовый комбинат» и полых стеклянных микросфер (ПСМС) белого цвета производства ОАО «НЗСВ» в соответствии с ГОСТ 125—79 (СТ СЭВ 826—77) «Вяжущие гипсовые. Технические условия» и ТУ 5951-035-00204990-2010 «Порошок стеклянный», соответствующий ГОСТ 31377-2008 «Смеси сухие строительные штукатурные на гипсовом вяжущем. Технические условия».

В качестве добавок применялся суперпластификатор (СП) Регатт SMF-10 в виде порошка белого, а также редиспергируемый полимерный порошок белого цвета Vinnapas 8031 Н (ГФ). Оптимальные расходы СП Регатт SMF-10 и ГФ Vinnapas 8031 Н были приняты 0,75 и 4% от массы гипса соответственно.

Стандартные по расплыву лепешки гипсовые смеси без ПСМС имели следующие техническими показатели:

Без СП и ГФ

При диаметре лепешки 18 см, В/Г=0,4:

- начало схватывания 12 мин;

- конец схватывания 15,5 мин;

- марка по прочности Г16.

Модифицированные СП и ГФ

При диаметре лепешки 18 см, В/Г=0,34:

- начало схватывания 21 мин;

- конец схватывания 23 мин;

- марка по прочности Г19.

Для гипсовых смесей и затвердевшего гипсового камня с 10% ПСМС были определены следующие свойства:

10% ПСМС

При диаметре лепешки 17,8 см, В/Г=0,6:

- начало схватывания 13,5 мин;

- конец схватывания 18 мин;

- марка по прочности Г3 10% ПСМС (с СП и ГФ).

При диаметре лепешки 17,6 см, В/Г=0,5:

- начало схватывания 15 мин;

- конец схватывания 17 мин;

- марка по прочности Г5.

Были определены свойства бездобавочного и модифицированного гипсовых камней с 10% ПСМС. Результаты сравнения представлены в табл. 1.

Сравнение результатов показало, что у смеси и гипсового камня с 10% ПСМС средняя плотность снизилась на 44,5%, влажность по массе повысилась в 2 раза, а В/Г — на 50%. При этом прочность в возрасте 2 ч

уменьшилась при сжатии — почти в 6 раз, а при изгибе — в 3,6 раза.

Сравнение результатов показало, что у смеси и камня с 10% ПСМС с СП, ГФ снизилось В/Г на 20%, влажность по массе — на 24%. При этом средняя плотность повысилась на 11%; прочность в возрасте 2 ч увеличилась: при сжатии — на 65%; при изгибе — на 57%; марка по прочности повысилась с Г3 до Г5.

Таким образом, введение СП Регатт SMF-10 и ГФ Vinnapas 8031 Н позволило более чем в 1,5 раза увеличить прочность при изгибе и сжатии за счет существенного уплотнения структуры гипсовой матрицы между микросферами.

Для дальнейшего снижения средней плотности было увеличено количество микросфер до 30%. Свойства представлены в табл. 2.

Для гипсовых смесей и камней с 30% ПСМС были определены следующие свойства:

30% ПСМС

При диаметре лепешки 17,5 см, В/Г=1:

- начало схватывания 11,5 мин;

- конец схватывания 15,5 мин;

- марка по прочности менее Г2.

ПСМС (с СП и ГФ)

При диаметре лепешки 17,7 см, В/Г=0,84:

- начало схватывания 13 мин;

- конец схватывания 16 мин;

- марка по прочности Г4.

Сравнение результатов показало, что у гипсового камня с 30% ПСМС и СП, ГФ в возрасте 2 ч В/Г снизилось на 19%, влажность по массе — на 38%. При этом средняя плотность уменьшилась на 6%, а прочность увеличилась: при сжатии — более чем в 3 раза; при изгибе — более чем в 2,4 раза; марка достигла Г4 (была менее Г2).

На рис. 1 приведена микроструктура гипсового камня с микросферами.

Был проведен элементный анализ кристаллов гипса в гипсовом камне, в камне с 10% ПСМС и в камне с 10% ПСМС, СП, ГФ. Сравнительные результаты приведены в табл. 3.

Таблица 1

№ образца и средние значения Средняя плотность образца, г/см3 Прочность, МПа Влажность, %

влажного сухого при изгибе при сжатии по массе по объему

Чистый гипсовый камень, В/Г=0,4

1 1,89 1,47 6,28 18,3 18,4 28,6

2 1,9 1,48 6,28 17,4 17,5 28,4

3 1,85 1,445 6,64 20 20,1 27,9

Средние 1,88 1,465 6,46 18,62 28,3 41,4

Гипсовый камень с 10% ПСМС, В/Г=0,6

1 1,3 0,866 1,81 2,8 2,9 57,2 49,5

2 1,302 0,868 1,78 3,4 3,3 57,1 49,6

3 1,301 0,867 1,72 3,1 3,2 57,3 49,7

Средние 1,301 0,867 1,77 3,12 57,1 49,6

Гипсовый камень с 10% ПСМС, СП и ГФ, В/Г=0,5

1 1,36 1,11 2,75 5,1 5,1 46,2 55,9

2 1,34 1,09 2,81 5,3 5,2 45,9 54,6

3 1,35 1,106 2,78 5,1 5,2 46,1 55,6

Средние 1,35 1,102 2,78 5,17 46,1 52

Свойства гипсового камня и камня с 10% ПСМС

Таблица 2

Свойства гипсового камня с 30% ПСМС

№ образца и средние значения Средняя плотность, г/см3, образца: Прочность, МПа: Влажность, %

влажного сухого при изгибе при сжатии по массе по объему

Гипсовый камень с 30% ПСМС, В/Г = 1

1 0,96 0,535 0,74 1,28 1,3 80,4 43

2 0,962 0,545 0,78 1,32 1,28 80,2 43,9

3 0,964 0,542 0,74 1,3 1,32 80,3 43,3

Средние 0,963 0,544 0,76 1,3 80,3 43,4

Гипсовый камень с 30% ПСМС, СП и ГФ, В/Г = 0,84

1 0,912 0,585 1,78 4,12 4,1 58,1 34

2 0, 913 0,587 1,84 4,11 4,12 58,2 34,2

3 0, 911 0,583 1,86 4,1 4,13 58,3 34

Средние 0,911 0,531 1,83 4,11 58,2 34,1

Ж

В С -т

ж - й

№ 'Л*' jf1 Т. 'f - j ш *

Р! j Л

« r,V л цнит 1-М-.- - 10 уЛ. --■

Рис. 1. Микроструктура гипсового камня с 10% ПСМС, СП, ГФ: зоны А (гипсовый камень) и зона В (микросфера)

При анализе результатов сравнения камня без СП и ГФ и модифицированного состава с 10% ПСМС (табл. 3) установлено, что количество кремния у модифицированного камня увеличилось в 2,5 раза, количество серы осталось примерно на том же уровне. Количество кальция в модифицированном камне уменьшилось на 20% по сравнению с гипсовым камнем с 10% ПСМС без добавок. Однако оно осталось примерно на том же уровне, что и у чистого гипсового камня. Максимальное количество кальция отмече-

Таблица 3

Элементный анализ кристаллов гипса, мас. %, в гипсовом камне, гипсовых камнях с 10% ПСМС, 10% ПСМС и СП, ГФ (зона А)

Элемент Чистый гипсовый камень Гипсовый камень с 10% ПСМС Гипсовый камень с 10% ПСМС и СП, ГФ

Si 0,1-0,16 0,61-0,66 1,64-1,71

S 20,1-21,55 22,1-22,5 20,34-21,49

Ca 31,4-31,82 36,2-36,3 29,2-30,93

O 46,2-46,46 41,2-41,4 44,2-45,9

С1 - - 0,45-0,61

Рис. 2. Микроструктура гипсового камня с 30% ПСМС, СП, ГФ: зона А (микросфера) и зона В (гипсовый камень)

но в гипсовом камне с 10% ПСМС без добавок — более 36%.

При совместном анализе элементных составов исходных ПСМС и полых микросфер в гипсовом камне с 10% ПСМС без добавок и модифицированного камня была составлена табл. 4.

Анализ табл. 4 показал, что в составе микросфер в 2 раза уменьшилось количество натрия и появился кальций при сравнении гипсовых камней без добавок и модифицированного состава с 10% ПСМС.

Таблица 4

Элементный анализ исходных ПСМС и ПСМС в гипсовом камне с 10% ПСМС (зона В), мас. %

Элемент Исходные ПСМС ПСМС в гипсовом камне с 10% ПСМС ПСМС в гипсовом камне с 10% ПСМС и СП, ГФ

Na 7,56-7,58 6,9-7,12 3,46-3,9

Si 41,8-41,98 43,01-43,54 43,2-44,43

S 1,14-1,17 - -

O 48,3-48,48 49,8-49,93 50,1-50,49

В 1,1-1,8 1,06-1,6 1,05-1,61

Са - - 0,71-0,77

Таблица 5

Интегральный элементный и химический анализы гипсового камня с 10% ПСМС, СП, ГФ

Элемент Количество, мас. % Оксиды Количество, мас. %

Na 2,07-2,11 Na2О 3,16-3,24

Si 9,02-11,36 SiO2 25,76-26,32

S 14,64-16,68 SOз 29,1-29,18

Са 22,78-24,68 СаО 40,1-40,2

О 44,3-45,12 - -

С1 0,19-0,2 С12О 0,31-0,39

Таблица 7

Элементный анализ исходных ПСМС и ПСМС в гипсовом камне с 10 и 30% ПСМС с СП и ГФ

Элемент Исходные ПСМС ПСМС в гипсовом камне с 10% ПСМС и СП,ГФ ПСМС в гипсовом камне с 30% ПСМС и СП, ГФ

Количество, мас. %

N8 7,56-7,58 6,1-6,6 2,42-2,54

Si 41,8-41,98 42,5-44,43 44,51-44,53

Б 1,14-1,17 - -

О 48,3-48,48 50,1-50,49 51,84-51,91

В 1,1-1,8 1,05-1,61 1,05-1,59

Са - 0,71-0,77 0,27-0,28

После введения СП Регатт SMF-10 и ГФ ^пш^ 8031 Н в гипсовую систему с 10% ПСМС были получены результаты, приведенные в табл. 5.

Микроструктура и зоны А и В гипсового камня с 30% ПСМС, СП и ГФ представлены на рис. 2. В табл. 6 приведены интегральные элементный и химический анализы.

Элементный анализ ПСМС показан в табл. 7.

Сравнение результатов в табл. 7 говорит о том, что количество натрия и кремния в микросферах при расходе 10 и 30% осталось примерно на том же уровне, а количество кальция в микросфере в гипсовом камне с 30% ПСМС сократилось более чем в 2 раза. Анализ табл. 7 показал, что в составе микросфер уменьшилось количество натрия и кальция, кальция — в 2,5 раза. Количество кремния несколько увеличилось.

Было проведено сравнение элементных анализов кристаллов гипса в чистом гипсовом камне и с 10% ПСМС, СП, ГФ, а также с 30% ПСМС, СП, ГФ. Результаты приведены в табл. 8.

Таблица 9

Межплоскостные расстояния в кристаллах гипсового камня

Угол Межплоскостное расстояние d = п-10-1° м

Гипсовый камень с 10% ПСМС Камень с 10% ПСМС с СП и ГФ Гипсовый камень с 30% ПСМС Камень с 30% ПСМСс СП и ГФ

11,6о 7,5989 7,642 7,622 6,0384 (14,5о)

20,7о 4,2819 4,2957 4,2897 4,3795

29,2о 3,0657 3,0729 3,0696 3,0115

31о 2,8754 2,8788 2,8766 2,8104 (32о)

33,5о 2,6841 2,6888 2,6868 2,7193 (33о)

Таблица 6

Интегральный элементный и химический состав гипсового камня с 30% ПСМС, СП и ГФ

Элемент Количество, мас. % Оксиды Количество, мас. %

Ыа 2,42-2,44 Ыа2О 3,45-3,5

Si 14,05-14,1 бЮ2 31,78-31,8

Б 17,03-17,1 БО3 27,15-27,2

Са 25,21-25,28 СаО 37,55-37,57

О 41,24-41,32 - -

С1 0,09-0,1 С12О 0,1-0,14

Таблица 8

Элементный анализ кристаллов гипса, мас. %, в гипсовом камне

Элемент Чистый гипсовый камень Гипсовый камень с 10% ПСМС и СП, ГФ Гипсовый камень с 30% ПСМС и СП, ГФ

Ыа - - 0,85-0,87

Si 0,1-0,16 1,64-1,71 0,94-0,96

Б 20,1-21,55 20,34-21,49 24,3-24,4

Са 31,4-31,82 29,2-30,93 32,5-32,65

О 46,2-46,46 44,2-45,9 41,54-41,72

С1 - 0,45-0,61 0,2-0,32

Сравнение элементных составов кристаллов гипса в табл. 8 говорит о том, что в составе камня появился натрий, а количество кремния уменьшилось в 1,5 раза в камне с 30% ПСМС и СП, ГФ. Количество кальция и серы стало немного больше.

Были получены рентгенограммы гипсового камня с 10 и 30% ПСМС и СП, ГФ (рис. 3), а также сводные данные по межплоскостным расстояниям в кристаллах (табл. 9) и интенсивности основных пиков гипса (табл. 10) для гипсовых систем с 10 и 30% ПСМС, в том числе с СП и ГФ.

При сравнении межплоскостных расстояний и углов исследований гипсового камня и камня с 10% ПСМС, СП и ГФ было установлено следующее. Все углы исследования остались теми же, что и для чистого гисового камня без добавок, модифицированного гипсового камня с СП и ГФ, а также для гипсового камня с 10% ПСМС. По сравнению с гипсовым камнем с 10% ПСМС у модифицированного камня межплоскостное расстояние d при угле 11,6о увеличилось на 0,043-10"1С1 м. При углах 20,7

Таблица 10 Интенсивность пиков гипсового камня

Гипсовый Интенсивность пиков, имп/с, при межплоскостном расстоянии d = п •Ю-10 м

камень « 7,62 « 4,29 « 3,06 « 2,87 « 2,68

Без добавок 1250 1900 1610 950 690

Добавка СП и ГФ 1500 2350 1600 1100 730

10% ПСМС 1410 2700 2300 850 600

10% ПСМС с СП и ГФ 1225 2275 1700 1125 750

30% ПСМС 1320 2050 1925 900 675

30% ПСМС с СП и ГФ 1025 150 1250 1125 150

а

г-

I1» i ж*

1 .... !

1: ..... ....

- 1

я

! 1 и

л i п

-ЕЛ С-1

и Ъмь ■ Гй 'I

Рис. 3. Рентгенограмма гипсового камня с 10% (а) и 30% (б) ПСМС, СП, ГФ

и 29,2о увеличение составило около 0,01-10"10 м. При углах 31 и 33,5о также наблюдается небольшое повышение величины межплоскостного расстояния.

При сравнении основных пиков гипса было установлено, что их интенсивность существенно снизилась при углах до 29,2о по сравнению с гипсовым камнем с 10% ПСМС, но оказалась выше при углах 31 и 33,5о. При этом следует учитывать, что гипсовый камень с 10%

ПСМС имеет расход гипса 775 кг, а гипсовый камень с 10% ПСМС и СП, ГФ - 810 кг/м3.

При сравнении межплоскостных расстояний в кристаллах гипсового камня с 30% ПСМС и у гипсового камня с 30% ПСМС с СП и ГФ для основных пиков было определено, что все межплоскостные расстояния при всех углах исследования изменились. Более того, пик кристаллов гипса с d=6,0384•10-10 м обнаружен при но-

вом угле исследований — 14,5о. Пики с d=2,8104-10-1° м и с d=2,7193-10-1° м идентифицированы при углах 32 и 33о соответственно.

При оценке рентгенограмм гипсового камня с 10 и 30% ПСМС с СП, ГФ кроме основных пиков кристаллов гипса были обнаружены достаточно высокие пики с межплоскостными расстояниями: d=4,4777-10-1° м; d=2,1411-10-1° м; d=1,8489-10-1° м; d=1,695340-10 м. Они будут идентифицированы в дальнейших исследованиях.

Таким образом, полученные данные говорят о том, что, с одной стороны, полые стеклянные микросферы, добавки Peramin SMF-10 и Vinnapas 8031 H оказывают влияние на кристаллическую решетку гипсового камня. Особенно ярко это выражено при совместном использовании в гипсовой системе 30% ПСМС и добавки Peramin SMF-10 и Vinnapas 8031 H. С другой стороны, модификация структуры находит свое отражение в улучшении свойств облегченного гипсового камня с ПСМС для реставрационных работ.

Микроструктурный (рис. 1 и 2) и рентгенофазовый (рис. 3) анализ гипсового камня с 10 и 30% ПСМС с СП, ГФ доказывает формирование кристаллов двуводного гипса.

Кристаллы гипсовой матрицы с 10% ПСМС и СП, ГФ имеют размеры:

Список литературы

1. Орешкин Д.В. Эффективные облегченные тампо-нажные растворы для условий аномально низких пластовых давлений и многолетнемерзлых пород II Нефтяное хозяйство. 2008. № 1. С. 50—53.

2. PerfilovV.A., Oreshkin D.V., Semenov V.S. Environmentally Safe Mortar and Grouting Solutions with Hollow Glass Microspheres. Volume 150, 2016, Pages 1479—1484. 2nd International Conference on Industrial Engineering (ICIE-2016). Procedia Engineering (2016) pp. 1479-1484.

3. Орешкин Д.В. Облегченные и сверхлегкие цементные растворы для строительства II Строительные материалы. 2010. № 6. С. 34-37.

4. Хаев Т.Э., Ткач Е.В., Орешкин Д.В. Научно-технические предпосылки разработки облегченных гипсовых систем с полыми стеклянными микросферами для реставрационных работ // Научное обозрение. 2017. № 7. С. 28-32.

5. Ферронская A.B., Коровяков В.Ф., Баранов И.М., Бурьянов АФ. и др. Гипс в малоэтажном строительстве. М.: ACT, 2008. 240 с.

6. Мещеряков Ю.Г., Федоров С.В. Малоэтажные жилые дома из гипсобетона. СПб.: СПб^СУ. 2003.105 с.

7. Рахимов Р.З., Халиуллин М.И. Состояние и тенденции развития промышленности гипсовых строительных материалов // Строительные материалы. 2010. № 12. С. 52-53.

8. Бурьянов АФ. Эффективные гипсовые материалы для устройства межкомнатных перегородок II Строительные материалы. 2008. № 8. С. 30-32.

9. Пустовгар A.^, Бурьянов A^., Василик П.Г. Особенности применения гиперпластификаторов в сухих строительных смесях II Строительные материалы. 2010. № 12. С. 61-64.

10. Yakovlev G., Polyanskikh I., Fedorova G., Gordina A., Bur'yanov A. Anhydrite and gypsum compositions modified with ultrafine man-made admixtures // Procedia Engineering. Vol. 108, 2015, pp. 13-21.

— минимальное сечение: 0,9x0,72 мкм или 900x720 нм;

— максимальное сечение: 6,12x5,4 мкм или 6120x5400 нм. Следует отметить, что отношение сторон прямоугольника находится от 7 до 6. Такие кристаллы являются плоскими пластинами.

Причем толщины кристаллов становятся меньше, чем у гипсового камня с 10% ПСМС без добавок. Были установлены заметные изменения кристаллической решетки у гипсового камня с 30% ПСМС по сравнению с гипсовым камнем с 10% микросфер и чистым гипсовым камнем.

Кристаллы гипсовой матрицы с 30% ПСМС и СП, ГФ имеют размеры:

— минимальное сечение: 0,274x0,218 мкм или 274x218 нм.

— максимальное сечение: 0,71x0,545 мкм или 710x545 нм. Таким образом, ПСМС снижают среднюю плотность более чем в 2 раза. В работе доказано, что полые стеклянные микросферы, суперпластификатор Peramin SMF-10 и Vinnapas 8031 H, обладающий свойствами гидрофобизатора (ГФ), оказывают существенное влияние на формирование кристаллов гипсовой матрицы и их размеры. Это повышает прочность облегченного гипсового камня. Разработанный модифицированный облегченный гипсовый материал с ПСМС имеет белый цвет и полностью соответствует реставрационным требованиям для ослабленных деревянных несущих конструкций памятников архитектуры.

References

1. Oreshkin D.V. Effective lightweight grouting solutions for conditions of abnormally low bed pressure and permafrost. NeftyanoeHozyajstvo. 2008. No. 1, pp. 50—53. (In Russian).

2. Perfilov V.A., Oreshkin D.V., Semenov V.S. Environmentally Safe Mortar and Grouting Solutions with Hollow Glass Microspheres. Volume 150, 2016, Pages 1479-1484. 2nd International Conference on Industrial Engineering (ICIE-2016). Procedia Engineering (2016) pp. 1479-1484.

3. Oreshkin D.V. Lightweight and ultralight cement solutions for construction. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2010. No. 6, pp. 34-37. (In Russian).

4. Khaev T.E., Tkach E.V., Oreshkin D.V. Scientific and technical prerequisite for the elaboration of the lightweight gypsum systems with hollow glass microspheres for restoration works. Nauchnoe Obozrenie. 2017. No. 7, pp. 28-32. (In Russian).

5. Ferronskaya A.V., Korovjakov V.F., Baranov I.M., Bur'ya-nov A.F., etc. Gips v malojetazhnom stroitel'stve [Gypsum in low-rise construction]. Moscow: ASV. 2008. 240 p.

6. Meshheryakov Yu.G., Fedorov S.V. Malojetazhnye doma iz gipsobetona [Low-rise houses from gypsum concrete]. St. Petersburg: SPbGASU. 2003. 105 p.

7. Rakhimov R.Z., Khaliullin M.I. Status and development trends of the industry of gypsum building materials. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2010. No. 12, pp. 52-53. (In Russian).

8. Bur'yanov A.F. Effective gypsum materials for the installation of interior partitions. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2008. No. 8, pp. 30-32. (In Russian).

9. Pustovgar A.P., Bur'yanov A.F., Vasilik P.G. Features of the application of giperplasticizer in dry construction mixtures. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials] 2010. No. 12, pp. 61-64. (In Russian).

10. Yakovlev G., Polyanskikh I., Fedorova G., Gordina A., Buryanov A. Anhydrite and gypsum compositions modified with ultrafine man-made admixtures. Procedia Engineering "7th Scientific Technical Conference Material Problems in Civil Engineering".Vol. 108, 2015, p. 13-21.