Деформации высокопрочного композиционного гипсового вяжущего при твердении

При твердении гипсоцементных композиций обязательно образуется трехсульфатная форма гидросульфоалюмината кальция (эттрингит), которая приводит к расширению твердеющего вяжущего и, при достижении определенной величины может привести к его растрескиванию или даже разрушению. Поэтому для этих вяжущих весьма важно определить величину деформаций при твердении в разных условиях и сроки их стабилизации [1].

Ранее [2] нами было разработано высокопрочное композиционное гипсовое вяжущее (КГВ) с прочностью на сжатие 50-70 МПа. В данном исследовании представлена кинетика его линейных деформаций при твердении образцов в разных условиях: воздушно-сухих ( ф = 60-65 % и t = 25-27 °C), над водой (ф = 95-98 % и t = 25-27 °C) и в воде (Г = 25-27 °C). Измерения проводили на образцах размером 2x2x25 см, изготовленных из теста с расплывом 180-220 мм по Суттарду. После набора распалубочной прочности на торцы образцов при клеивали эпоксидным клеем стальные шарики-реперы и помещали в камеру нормального хранения на 24 часа. И только затем начинали отсчет деформаций по индикатору часового типа ИЧ-10, с точностью 0,01 мм. Составы и физико-механические свойства КГВ представлены в табл. 1. Основными компонентами КГВ явились: гипс строительный (Г-6) , цемент ПЦ500Д0 (ОАО «Вольскцемент») и АМД: микрокремнезем МК-85 (МК); термически активированная цеолитсодержащая порода (ЦСП-Т), порошок «Биокремнезем» (БК) и алюминатный шлам-отход гальванического производства (ГШ). Содержание гипса варьировалось в интервале 50-62 % от общей массы вяжущего, количество цемента и АМД рассчитывали из условия пуццолановой активности последней [3]. Водоредуцирующая добавка состояла из ЛСТ и Melflux 265IF, количество которой принято по наибольшему водоредуцирующему эффекту [4]. Результаты в виде кинетических кривых исследований представлены на рис. 1-4.

Таблица 1

Основные свойства составов КГВ

Номер состава	Количество АМД, %				АМД/Ц	в/т	Предел прочности на сжатие при твердении в воде, МПа через сут				Коэффициент размягчения
	МК	БК	ЦСП-Т	ГШ
							7*	28	90	180
1	—	_	6	3	0,22	0,23	55,7	61,6	69,8	64,1	0,89
2	—	—	11	—	0,32	0,24	51,6	48,7	59,1	60,3	0,86
3	—	-	13	—	0,52	0,25	45,4	47,5	52,0	54,6	0,78
4	—	—	20	—	0,80	0,29	42,5	42,0	47,6	51,6	0,75
5	11	—	—	—	0,32	0,22	54,8	65,3	67,2	68,5	0,94
6	—	11	—	—	0,32	0,24	46,9	57,3	60,2	63,7	0,90

* При твердении над водой и высушенные до постоянной массы

• -1;1-2;А-3;*-4

Рис. 1. Влияние количества ЦСП-Т на кинетику изменения собственных деформаций расширения КГ-камня при твердении над водой

• -1;1-2;а-3;а-4

Рис. 2. Влияние количества ЦСП-Т на кинетику изменения собственных деформаций КГ-камня при твердении: в воздушно-сухих условиях (штриховая линия) и в воде (сплошная линия)

Анализ кривых рис. 1 и рис. 2 показывает, что собственные деформации композиционного гипсового камня (КГ-камня) зависят от количества ЦСП-Т и чем ее больше, тем меньше собственные деформации. При этом предел прочности и коэффициент размягчения также снижается (см. табл. 1). Добавка ГШ к ЦСП-Т приводит как к бульшим деформациям расширения КГ-камня, так и к росту прочности и коэффициент размягчения. Состав с низким АМД/Ц (кривая 1) наиболее подвержен процессу сульфоалюминатного разрушения. Наличие эттрингита и увеличение его содержания на 90 сутки твердения в составе 1 подтверждается результатами рентгенофазового анализа (РФА**) (табл. 2). В составах 2 и 3 фаза эттрингита обнаруживается, но содержание не увеличивается с течением времени, что согласуется с данными рис. 1 и 2. Дальнейшее увеличение ЦСП-Т (состав 4) приводит к исчезновению эттрингита на 90 сутки твердения, а также к уменьшению деформаций расширения и усадки (кривые 4).

Как видно из рис. 3 и 4, использование МК в качестве АМД приводит к усадке образцов, тогда как ЦСП-Т и БК - к расширению. Подобный характер кривых деформаций наблюдается при твердении КГВ в воде и над водой. И только в воздушносухих условиях все составы КГ-камня имеют усадку, которая через 180 суток достигает: с МК на 0,09 %, с БК - 0,08 % и с ЦСП-Т - 0,07 %.

Таким образом, наиболее «жесткими» условиями твердения для ГКВ являются водные, а наименее - воздушно-сухие. Эффективной АМД, с позиции стойкости КГ-камня к процессу сульфоалюминатного разрушения по данным РФА и собственных деформаций являются МК и ЦСП-Т. Полученные составы высокопрочного КГВ обладают низким линейным расширением (не более 0,08 %), малой усадкой (не более 0,12 %).

Сагдатуллин Д.Г., Морозова Н.Н., Хозин В.Г., Ильичева OJVL^

Деформации высокопрочного композиционного гипсового вяжущего при твердении

Таблица 2

Кинетика изменения фазового состава

Номер состава	АМД/Ц	Фазовый состав КГ-камня при твердении над водой, через
		28 суток	90 суток
1	0,22	Гипс, эттригнит, кварц, портландит, майенит, бассанит	Изменения только у эттрингита, интенсивность пика (<^9,73; 5,61 А) увеличилась
2	0,32	Гипс, эттрингит, кварц, бассанит, майенит	Без изменений
3	0,52	Гипс, эттригнит, кварц, бассанит	Без изменений
4	0,8	Гипс, кальцит, ангидрит, следы бассанита, эттрингита и кварца	Следы эттрингита не обнаруживаются, остальное без изменений

** Рентгенографический анализ проводили порошковым методом на дифрактометре D8 ADVANCE (фирма Broker) с использованием монохроматизированного СиКа -излучения

• -2;1-5;А-6

Рис. 3. Влияние вида АМД на кинетику изменения собственных деформаций КГ-камня при твердении над водой

• • - 2; ■- 5; ▲- 6 (по табл. 1)

Рис. 4. Влияние вида АМД на кинетику изменения собственных деформаций КГ-камня при твердении: в воздушно-сухих условиях (штриховая линия) и в воде (сплошная линия)