CC BY
131
УДК 691.5
ЛОГАНИНА В. И. ПЫШКИНА И. С.
Структурообразование известковых композитов в присутствии синтезированных добавок на основе гидросиликатов кальция
Логанина
Валентина
Ивановна
доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой «Управление качеством и технологии строительного производства» Пензенского государственного университета архитектуры и строительства
e-mail: loganin@mail.ru
Пышкина
Ирина
Сергеевна
аспирант кафедры «Управление качеством и технологии строительного производства» Пензенского государственного университета архитектуры и строительства
e-mail:
glazycheese@gmail.com
В статье предложено применять в качестве структурирующей добавки в известковых сухих строительных смесях добавку на основе синтезированных гидросиликатов кальция. Показано влияние режима синтеза добавки на структурообразование известковых композиций. Выявлено уменьшение количества свободной извести в известковых образцах с добавлением синтезируемых гидросиликатов. Установлено, что введение добавок гидросиликатов способствует ускорению набора механической прочности.
Ключевые слова: гидросиликаты кальция, добавка, диатомит, рентге-нофазовый анализ.
LOGANINA V. I., PYSHKINA I. S.
STRUCTURIZATION LIME COMPOSITES IN THE PRESENCE OF SYNTHESIZED ADDITIVES BASED ON CALCIUM HYDROSILICATES
Proposed to be used as structuring additive in calcareous dry building mixtures based on synthetic additive hydrosilicates calcium. Shows the influence of the synthesis conditions on the structure formation of lime additive compositions. Revealed a decrease in the amount of free lime in the lime samples synthesized with the addition of silicate. It was found that the introduction of additives hydrosilicates accelerates set of mechanical strength.
Keywords: hydrous calcium supplement, diatomite, X-ray analysis.
Проведенные ранее исследования подтвердили возможность регулирования структуры и свойств известковых композитов путем введения в их рецептуру добавок на основе гидросиликатов кальция, позволяющих повысить эксплуатационную стойкость [1—3]. Установлено, что введение синтезированных гидросиликатов кальция (ГСК) в известковые композиты приводит к уменьшению количества свободной извести [4].
Авторами установлено, что образующиеся гидросиликаты кальция имеют различную основность. По данным [5], низкоосновные гидросиликаты обладают большей прочностью. Учитывая это, с целью получения низкоосновных гидросиликатов кальция нами при синтезе добавки дополнительно были введены материалы, содержащие кремнезем, в частности, диатомит Инзенского месторождения с удельной поверхностью Б = 19 000 см2/г.
В работе использовались два режима синтеза: 1-й режим — осаждение в присутствии 15 %-ного раствора хлористого кальция в количестве 50 %% от массы жидкого стекла; 2-й режим — осаждение в присутствии 10 %о-ного раствора хлористого кальция в количестве 50 %% от массы жидкого стекла с добавлением суспензии диатомита, при этом соотношение жидкость : твердая фаза (Ж : Т) составляло (Ж : Т) = 1 : 2. Полученную смесь перемешивали, отфильтровывали. Осадок высушивали при температуре 100 °С.
Было оценено влияние режимов синтеза на структурообразование известковых систем. В работе применялась известь 2-го сорта с активностью 86 %. При этом содержание добавки составляло 30 %о от массы извести. Смеси готовились с водоизвестковым отношением В/И = 1.
Для оценки фазового состава известкового композита выполнен рентгенофазовый анализ РФА. Для съемки рентгенограмм образцов ис-
© Логанина В. И., Пышкина И. С., 2015
81
Строительные науки
Иллюстрация 1. Рентгенограмма известковых образцов с ГСК, синтезированных по первому режиму. Авторы: В. И. Логанина, И. С. Пышкина
Иллюстрация 2. Рентгенограмма известково-диатомитовых композитов. Авторы: В. И. Логанина, И. С. Пышкина
Иллюстрация 3. Рентгенограмма известковых образцов с ГСК, синтезированных по второму режиму. Авторы: В. И. Логанина, И. С. Пышкина
Иллюстрация 4. Изменение количества свободной извести в процессе твердения:
1 — контрольный состав; 2 — с диатомитом (30 % от массы извести); 3 — с добавкой, синтезированной по первому режиму; 4 — с добавкой, синтезированной по второму режиму. Авторы: В. И. Логанина, И. С. Пышкина
Иллюстрация 5. Кинетика твердения известковых образцов: 1 — с добавкой, синтезированной по первому режиму; 2 — с добавкой, синтезированной по второму режиму; 3 — с диатомитом (30 % от массы извести); 4 — контрольный состав. Авторы: В. И. Логанина, И. С. Пышкина
пользовалась рентгеновская рабочая станция ARL 9900 Workstation. Установлено, что на рентгенограммах образцов с ГСК, синтезированных по первому режиму, присутствуют дифракционные линии (А) следующих минералов: гидросиликаты кальция CSH (I) и CSH (II) (d = 20,312; d = 12,363; d = 10,983; d = 7,628; d = 6,511; d = 5,69; d = 5,320; d = 4,611; d = 3,867; d = 3,746; d = 3,048; d = 3,192; d = 3,302; d = 3,048; d = 2,827; d = 2,72; d = 2,633; d = 2,501; d = 2,42; d = 2,292; d = 2,101; d = 1,92; d = 1,879; d = 1,723); портлан-дит: (d = 4,928; d = 2,633; d = 1,967; d = 1,799); кальцит: (d = 3,048; d = 3,501; d = 2,912; d = 2,42; d = 2,141; d = 1,998) [6] (Иллюстрация 1).
На рентгенограмме известково-диатомитовых образцов представлены дифракционные линии (А) следующих соединений: кварц (d = 10,059; d = 3,353; d = 3,042; d = 2,456); гидросиликаты кальция (d = 1,797; d = 1,685; d = 1,542); портландит (d = 4,902; d = 3,11; d = 2,634); кальцит (d = 2,283; d = 1,875) [7] (Иллюстрация 2).
На рентгенограммах образцов с ГСК, синтезированных по второму режиму, идентифицируются следующие соединения: гидросиликаты кальция CSH (I) и CSH (II) (d = 4,913; d = 3,876; d = 3,345; d = 3,10; d = 3,036; d = 2,633; d = 2,640; d = 2,501; d = 2,420; d = 2,286; d = 2,101; d = 1,913; d = 1,879; d = 1,794); портландит: (d = 1,799; d = 1,687); кальцит (d = 1,998; d = 1,483) (Иллюстрация 3).
Анализ рентгенограммы, приведенной на Иллюстрации 3, свидетельствует, что минералогический состав образцов с ГСК, синтезированных по второму режиму, характеризуется большим количеством и увеличением интенсивности пиков низкоосновных гидросиликатов кальция. Кроме того, на рентгенограмме образцов с ГСК, синтезированных по второму режиму, уменьшается интенсивность пиков, относящихся к портландиту.
Было определено количество свободной извести СаО в процессе твердения известковых образцов. На Иллюстрации 4 приведены данные, характеризующие изменение свободной извести в процессе твердения известковых образцов. В качестве контрольного принят состав без добавок.
Установлено, что составы на основе ГСК, синтезированных по второму режиму, характеризуются меньшим количеством свободной извести. В контрольных образцах в возрасте 28 суток воздушно-сухого твердения количество химически свободной извести составляет 47,66%, а с применением синтезированных добавок 25,23-36,73 % (Иллюстрация 4).
Активность добавок оценивалась также по показателю прочности при сжатии известковых образцов в зависимости от режима их синтеза. В возрасте 28 суток твердения
определялась прочность при сжатии. Результаты исследований приведены на Иллюстрации 5.
Выявлено, что в возрасте 28 суток воздушно-сухого твердения прочность при сжатии Ысж известковых образцов на основе ГСК, синтезированных по второму режиму, выше и составляет Ысж=7,59 МПа, в то время как у известковых образцов на основе ГСК, синтезированных по первому режиму, — Исж = 4,7 МПа. Прочность при сжатии контрольного образца составляет Ксж = 2,12 МПа.
Заключение
Проведенные исследования свидетельствуют об эффективности применения синтезируемых в присутствии диатомита гидросиликатов кальция в известковых композитах как добавки, регулирующей структурообразова-ние, что позволит повысить эксплуатационные свойства известковых отделочных покрытий.
Список использованной литературы
1 Логанина В. И., Макарова Л. В., Сергеева К. А. Свойства известковых композитов с силикатсодержащими наполнителями // Строительные материалы. 2012. № 3. С. 30-35.
2 Логанина В. И., Макарова Л. В., Кислицина С. Н. и др. Повышение водостойкости покрытий на основе известковых отделочных составов // Известия высших учебных заведений. 2012. № 1 (637). С. 41-47.
3 Логанина В. И., Макарова Л. В. Штукатурные составы для реставрационных работ с применением окрашенных наполнителей // Региональная архитектура и строительство. 2009. № 1.
4 Логанина В. И., Макарова Л. В., Сергеева К. А. Свойства известковых композитов с силикатсодержащими наполнителями // Строительные материалы. 2012. № 3. С. 30-31.
5 Каушанский В. Е. Некоторые закономерности гидра-тационной активности силикатов кальция // Журнал прикладной химии. 1977. № 8. С. 1688-1692.
6 Логанина В. И., Макарова Л. В., Сергеева К. А. Применение добавки на основе гидросиликатов кальция в сухих строительных смесях // Сухие строительные смеси. 2012. № 1. С. 16.
7 Логанина В. И., Давыдова О. А., Симонов Е. Е. Влияние активации диатомита на свойства известковых композиций // Вестник ВолгГАСУ. Сер. Строительство и архитектура. 2011. № 22. С. 83-87.
