CC BY
31
KİMYA PROBLEMLƏRİ № 4 2015
407
UOT 691.419
YÜKSƏK DİSPERS ƏLAVƏLƏRİN GİPS YAPIŞDIRICILARIN XASSƏLƏRİNƏ
TƏSİRİ
İ.N.Şirinzadə, İ.D.Qurbanova
Azərbaycan Memarlıq və İnşaat Universiteti AZ 1073 Bakı, Ayna Sultanova küç.,5; e-mail: [email protected]
İşin əsas məqsədi gips əsaslı inşaat qarışıqlarının istismar xüsusiyyətlərinin yaxşılaşdırılmasından ibarət olmuşdur. Bu məqsədlə yüksək aktivliyə malik mikrometakaolindən (BASF) istifadə edilmişdir. Aparılan təcrübələr nəticəsində müəyyən olunmuşdur ki, yüksək dispersliyə malik mikrometakaolin əlavəsi (xüsusi səthi 7000 sm2/q) gips yapışdırıcılarının istismar-texniki xassələrini yaxşılaşdırır. Bu fiziki-kimyəvi analiz üsullarının köməyi ilə təsdiqlənmişdir və sübut olunmuşdur ki, metakaolin hissəcikləri gipslə qarşılıqlı təsirdə olaraq kalsium hidrosulfoalüminat əmələ gətirir. Nəticədə bu birləşmənin əmələ gəlməsi materialın suyadavamlılığının artmasına səbəb olur.
Açar sözlər: gips daşı, mikrometakaolin, nanohissəciklər, şıxılmada möhkəmlik, yumşalma əmsalı, suya davamlılığ, kalsium hidrosulfoalüminat
İnşaat materiallarının xassələrinin istənilən istiqamətdə dəyişdirilməsi, istismar-texniki xassələrinin yaxşılaşdırılması onların dispers hissəciklərə modifikasiyası yolu ilə həyata keçirilir. Çox hallarda bu cür əlavələrin istifadəsi nisbətən baha başa gələn əsas materialın (yapışdırıcı materialların) bir hissəsini əvəz etməklə iqtisadi əlverişli material alınmasını təmin edir.
Dispers mineral əlavələrin effektiv istifadəsi onların təkcə tərkib və xassələri ilə əlaqəli deyil, eyni zamanda miqdarı ilə də sıx bağlıdır. Əlavənin miqdarı o zaman optimal olur ki, onun hissəcikləri hər tərəfdən yapışdırıcı materialın hissəcikləri ilə əhatə olunsun.
Əlavənin kütlə üzrə optimal miqdarı (%) aşağıdakı düsturla hesablanır:
m = 8,3 — ,
Py
burada : pə -əlavənin sıxlığı, py- yapışdırıcının sıxlığıdır.
Əlavənin miqdarının bu düsturla hesablanması əlavənin effektivliyini təmin edir.
Son illərdə elm və texnika sahəsində nanotexnologiyalar və nanomateriallar adlanan yeni bir istiqamət formalaşmağa başladı ki, bu da hal-hazırda digər sahələrdə olduğu kimi inşaat materialşünaslığının da əsas istiqamətini
müəyyənləşdirir. Nanohissəciklərin və ya onlara yaxın olan ultradispers hissəciklərin istifadəsi tikinti materiallarının xassələrini əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdirməyə və xassədə tamamilə yeni materialların alınmasına imkan verir. Bu cür texnologiyaların istifadəsi ötən əsrin 90-cı illərində istehsalı əhəmiyyətli dərəcədə aşağı düşən gips yapışdırıcıları müəssisələrinin də yenidən qurulması və yeni
istiqamətdə olmuşdur. inkişaf etdirilməsinə səbəb
Məlumdur ki, hal-hazırda dünya
praktikasında və eləcə də respublikamızın
tikintilərində gips əsaslı quru inşaat
qarışıqlarından (QİQ) geniş istifadə olunur. Gips yapışdırıcılarının istehsalı
portlandsementlə müqayisədə (14500C) daha az enerji tutumludur (140-1900C). Gips yapışdırıcılarının istismar xüsusiyyətləri daha yüksəkdir: o ekoloji cəhətdən daha təmizdir, yaşayış sahəsində daha əlverişli iqlim şəraiti yaradır, çünki gips nəmlik çox olduqda onu özünə çəkmək, az olduqda isə havaya nəm buraxmaq xassəsinə malikdir. Lakin gips yapışdırıcıları əsasında QİQ-nın astar suvaqlarda istifadəsinin məhdudlaşdırılmasına səbəb onun uzunömürlülüyünün az olmasıdır
[1-5].
KİMYA PROBLEMLƏRİ № 4 2015
408
I.N.ŞIRINZADƏ, I.D.QURBANOVA
Təqdim olunan işin də əsas məqsədi gips əsaslı QİQ-nın istismar xüsusiyyətlərinin yaxşılaşdırılmasından ibarətdir. Bu məqsədlə yüksək aktivliyə malik mikrometakaolindən (BASF) istifadə edilmişdir. Mikrometakaolin susuzlaşdırılmış kaolinin narın üyüdül-məsindən alınan materialdır. Suzulaşdırılmış kaolin yüksək aktivliyə malik olur. Onun istifadəsi ilə gips yapışdırıcılarının xassələrinin
əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdirilməsi təcrübi yolla sübut edilmişdir. Təcrübədə yarımsulu gipsin a-modifikasiyasından istifadə edilmişdir. a-CaSO4 0.5MPA təzyiqdə və 6 saat müddətində yandırılmışdır.
Mikrometakaolin əlavəsinin gips
yapışdırıcısının suya dayanıqlılığına təsiri yumşalma əmsalına görə təyin edilmişdir. Təcrübədən alınan nəticələr cədvəl 1-də verilmişdir.
Cədvəl 1. Mikrometakaolin əlavəsinin gips yapışdırıcılarının xassələrinə təsiri
Göst əricilər Mikrometakaolin əlavəsinin miqdarı,%
0 3 5 7
Sıxılmada möhkəmlik həddi, MPa 24.8 26.3 36.5 40.0
Yumşalma əmsalı 0.40 0.50 0.62 0.68
Cədvəl 1-dən də göründüyü kimi mikrometakaolin əlavəsi gips yapışdırıcılarının mexaniki möhkəmliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırır və eyni zamanda suya davamlılığına da müsbət təsir göstərir. 7% mikrometakaolin istifadə edildikdə materialın sıxılmada möhkəmliyi 40 MPa çatmışdır, suya dayanıqlıq göstəricisi (yumşalma əmsalı) 0.4-dən 0.68-ə qədər artmışdır.
Nümunələrin tərkibi və quruluşu mikrozond və mikroskop analizləri vasitəsilə həyata keçirilmişdir. Nəticələr cədvəl 2, şəkil
1-də və cədvəl 3, şəkil 2-də verılmışdir. Analizlər AMEA-nın Geologiya İnstitutunda SEM 400 (Yaponiya) mikroskopunda aparılmışdır. Mikrometakaolin əlavəli nümunələrin mikrozond analizindən (cədvəl 3 və şəkil 2) görünür ki, az miqdarda mikrometakaolin (5%) nümunələrin
mikroquruluşunu dəyişdirir. Əlavəli
nümunələrin mikroşəkilində (şəkil 2 b) susuzlaşdırılmış gil dənəciklərinin üzərində iynəvari gips kristalları əmələ gəlməyə başlamışdır.
Cədvəl 2. a - CaSO4 əsasında alınan nümunələrinin bərkidikdən sonra
mikrozond analizi
Element Kütlə üzrə, % Atomların %-lə Birləşmədə Formulu
miqdarı miqdarı, %
S 21.41 15.42 53.45 SO3
Ca 33.27 19.17 46.55 Ca
O 45.32 65.42
Cəmi 100
KIMYA PROBLEMLƏRİ № 4 2015
YÜKSƏK DİSPERS ƏLAVƏLƏRİN GİPS YAPIŞDIRICILARIN 409
a) b)
Şəkil 1 . a - CaSO4 əsasında alınan gips nümunələrinin bərkidikdən sonra a) mikrozond analizi; b) mikroşəkilləri
Cədvəl 3. a- CaSO4 əsasında alınan gips nümunələrinin mikrometakaolin əlavəsi ilə birlikdə
bərkidikdən sonra mikrozond analizi
Element Kütlə üzrə, % Atomların %-lə miqdarı Birləşmədə miqdarı, % Formulu
Al K 0.33 0.28 0.62 Al2O3
Si K 0.50 0.41 1.06 SiO2
S K 20.73 14.93 51.77 SO3
Ca K 33.27 19.17 46.55 CaO
O 45.17 65.21
CƏMİ 100.0
3 2 4 6 B 10 12 14 16 1B 20
Пдлная шкала 4964 имп. Курсор: 0.000_______________________________________вВ
b
Şəkil 2. a - CaSO4 əsasında alınan gips nümunələrinin mikrometakaolin əlavəsi ilə birlikdə bərkidikdən sonra a) mikrozond analizi; b) mikroşəkilləri
KİMYA PROBLEMLƏRİ № 4 2015
410
I.N.ŞIRINZADƏ, I.D.QURBANOVA
&
а)
&&+004 4&+004 5&+004 2е+004 1&+004 Ое+ООО
10 20 50 40 50 ео
h-'eas.da&isai U_G-1_Tnea_2-Trıeia.,D ata i
■supsun, syn.cas 04 -2 H2 о.оа-азз-аз 11
Calcium sufate(Vl>herTi hydrale. beta—(Сэ (soijxHsojajS.fCatsoijKHS 0)0 5,01-076-6905
Аь _ ь.л.
2-theta (deg)
b)
Şəkil 3. a - CaSO4 əsasında alınan gips nümunələrinin mikrometakaolin əlavəsi ilə birlikdə
bərkidikdən sonra difraktoqramı
Beləliklə, aparılan təcrübələr nəticəsində müəyyən olunmuşdur ki, yüksək dispersliyə malik mikrometakaolin əlavəsi (xüsusi səthi 7000 sm1 2/q) gips
yapışdıncılarmın istismar-texniki xassələrini yaxşılaşdırır. Bu fiziki-kimyəvi analiz üsullarının köməyi ilə təsdiqlənmişdir və
sübut olunmuşdur ki, metakaolin hissəcikləri gipslə qarşılıqlı təsirdə olaraq kalsium hidrosulfoalüminat əmələ gətirir (şəkil 3). Nəticədə bu birləşmənin əmələ gəlməsi materialın suyadavamlılığının artmasına səbəb olur.
Ə D Ə B I YYAT
1. Королев Е.В. Нанотехнология в строительном материаловедении. //Строительные материалы. 2014, №11, c. 47-69.
2. Гаитова А.Р., Ахмадулина И.И., Печенкина Т.В. Наноструктурные аспекты гидратации и твердения гипсовых и гипсошлаковых композиций на основе двуводного гипса. //Строительные материалы. 2014, № 1, c. 46-51.
3. Кузнецова Т.В., Кудрящев И.В., Тимашев В.В. Физическая химия вяжущих материалов. Высшая школа, М.; 1989. 384 с.
4. Сулименко Л.М. Технология минеральных вяжущих материалов и изделий на их основе. Москва. : Высшая школа, 2000, 300 с.
KIMYA PROBLEMLƏRİ № 4 2015
YÜKSƏK DISPERS ƏLAVƏLƏRİN GİPS YAPIŞDIRICILARIN
411
REFERENCES
1. Korolev E.V. Nanotechnology in material science. Stroitelnie materiali - Строительные материалы- Construction Materials, 2014, no. №11, pp.47-69. (In Russian).
2. Gaitova A.R., Ahmadulina 1.1., Pechenkina T.V., Pudovkin A.N., Nedoseko I.V. Nanostructural aspects of hydration and hardening gypsum ang slag gypsum compositions on based plaster dehydrate. Stroitelnie materiali - Construction Materials, 2014, no. №1, pp.4651. (In Russian).
3. Kuznecova T.V., Kudrjashhev I.V., Timashev V.V. Fizicheskaja himija vjazhushhih materialov [Physical chemistry of binding materials]. Moscow, Vysshaja Shkola Publ. , 1989. 384 p.
4. Sulimenko L.M. Tehnologija mineral'nyh vjazhushhih materialov i izdelij na ih osnove. [Technology of binding materials and related products]. Moscow, Vysshaja Shkola Publ., 2000, 300 p.
INFLUENCE OF HIGHLY DISPERSIVE ADDITIVES ON PROPERTIES OF GYPSUM
BINDINGS
I.N.Shirinzade, I.D. Gurbanova
Azerbaijan University of Architecture and Construction 5, A.Sultanova str., Baku, AZ1073 Azerbaijan; e-mail: [email protected]
The purpose of the paper is to improve performance attributes of dry building mixtures on the basis of gypsum bindings. With that end in view, highly active micrometacaolin (BASF) has been used. It found that highly dispersive micrometacaolin with a specific surface of 7000 CM2/g essentially improves properties of gypsum binding mixtures. With the help ofphysic-chemical methods of analysis it has been established that following the interaction of metacaolin particles with gypsum there arises calcium hydrosulphoaluminate. Formation of this compound contributes to raising the moisture stability of the material
Keywords: gypsum, micrometacaolin, nano-particles, moisture stability, pressure strength, softening factor
ВЛИЯНИЕ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ ДОБАВОК НА СВОЙСТВА ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ
И.Н.Ширинзаде, И.Д.Гурбанова
Азербайджанский университет архитектуры и строительства AZ1073Баку, ул.А.Султановой, 5; e-mail: [email protected]
Цель работы заключается в улучшении эксплуатационных свойств сухих строительных смесей на основе гипсовых вяжущих. Для этого в качестве добавки был использован высокоактивный микрометакаолин (BASF). Было установлено, что высокодисперсный микрометакаолин с удельной поверхностью 7000 см2/г значительно улучшает свойства гипсовых вяжущих смесей. С помощью физико-химических методов анализа было установлено, что в результате взаимодействия частиц метакаолина с гипсом образуется гидросульфоалюминат кальция. Образование этого соединения способствует повышению влагоустойчивости материала. Ключевые слова: гипс, микрометакаолин, наночастицы, влагоустойчивость, прочность на сжатие, коэффициент размягчения.
Redaksiyaya daxil olub 28.07.2015.
KİMYA PROBLEMLƏRİ № 4 2015
