Известковые отделочные составы с применением наполнителя на основе синтезированных гидросиликатов

В проведенных ранее исследованиях была подтверждена эффективность введения в рецептуру отделочных известковых сухих строительных смесей (ССС) наполнителей на основе синтезированных гидросиликатов кальция (ГСК), способствующих повышению водостойкости, морозостойкости отделочных покрытий [1, 2].

Синтезируемые гидросиликаты кальция представляют собой смесь низкоосновных и высокоосновных гидросиликатов. Учитывая, что низкоосновные гидросиликаты кальция обладают более высокой прочностью, в продолжение дальнейших исследований с целью получения низкоосновных ГСК при синтезе наполнителя использовали вещества, содержащие аморфный кремнезем, в частности, диатомит Инзенского месторождения [3,4].

В работе использовались два режима синтеза наполнителя: 1 режим - осаждение в присутствии 15%-ного раствора CaCl 2 в количестве 50 % от массы жидкого стекла; 2 режим – осаждение в присутствии 10%-ного раствора CaCl 2 в количестве 50% от массы жидкого стекла с добавлением диатомита, при этом соотношение жид-кость:твердая фаза (Ж:Т) составляло (Ж:Т)=1:2. Полученный осадок высушивался при температуре 100 °С.

Наполнитель, синтезированный по 2-му режиму, характеризуется истинной плотностью, равной ρ ист = 2200 кг/м³, насыпной плотностью – ρ нас = 370 кг/м³ и активностью А= 370 мг/г [5].

Изучалось влияние синтезируемых наполнителей на структурообразование известковых составов. В работе применялась известь-пушонка,

приготовленная на извести второго сорта с активностью 86 %. Содержание наполнителей ГСК составляло 30 % от массы извести. Для сравнения изготавливались известковые образцы, приготовленные с применением диатомита в количестве 30 от массы извести. Готовились составы с водоизвестковым отношением В/И = 1,2.

Было исследовано количество свободной извести СаО в процессе твердения известковых образцов. На рис. 1 представлены данные, характеризующие изменение свободной извести в процессе твердения известковых образцов.

Выявлено, что известковые образцы на основе ГСК, синтезированных в присутствии диатомита, характеризуются меньшим количеством свободной извести. В контрольных образцах в возрасте 28 суток воздушно-сухого твердения количество химически свободной извести составляет 47,66 % (рис. 1, кривая 4). Количество химически свободной извести у известковых образцов на основе наполнителя, синтезированного по 2-му режиму, ниже и составляет 25,23 % (рис. 1, кривая 1), в то время как у известковых образцов на основе наполнителя, синтезированного по 1-му режиму, – 36,73 % (рис. 1, кривая 2).

Полученные данные нашли дополнительное подтверждение при проведении дифференциально-термического анализа с помощью установки «Термоскан-2». Термический анализ (ТА) известковых образцов проводили в интервале температур 20–1000 °С в атмосфере воздуха при скорости нагрева 5 °С/мин. На рис. 2, 3 приведены термограммы известковых образцов.

Рис. 1. Изменение количества свободной извести в процессе твердения известковых образцов:

1 – известковые образцы с наполнителем, синтезированным по 2-му режиму;

2 – известковые образцы с наполнителем, синтезированным по 1-му режиму;

3 – известковые образцы с диатомитом (30 % от массы извести); 4 – контрольный состав

Рис. 2. Кривые дифференциально-термического анализа известковых образцов: 1 – с наполнителем, синтезированным по 1-му режиму; 2 – контрольный состав

Рис. 3. Кривые дифференциально-термического анализа известковых образцов: 1 – с наполнителем, синтезированным по 2-му режиму; 2 – с диатомитом (30 % от массы извести)

Строительные материалы и изделия

Выявлено, что эндотермический эффект при нагреве до 100 °С обуславливается удалением свободной воды в известковых составах [6]. Из рис. 2, 3 видно, что эндотермический эффект при нагревании известковых образцов с наполнителем на основе ГСК, синтезированным в присутствии диатомита, меньше и составляет Q= –0,64 Дж (рис. 3, кривая 1), в то время как у известковых образцов на основе наполнителя, синтезированного без диатомита, Q = –1,73 Дж (рис. 2, кривая 1). Тепловой эффект контрольного состава составляет Q= – 23,65 Дж (рис. 2, кривая 2).

Свыше 150оС происходит удаление химической связной воды из гидросиликатов кальция [7]. Установлено, что эндотермический эффект при нагревании известковых образцов с наполнителем, синтезированным по 1-му режиму, меньше и составляет Q= –7,46 Дж (рис. 2, кривая 1), в то время как у известковых образцов на основе наполнителя, синтезированного по 2-му режиму, Q = –9,502 Дж (рис. 3, кривая 1), что, видимо, обусловлено большим содержанием гидросиликатов кальция в известковых образцах с наполнителем, синтезированным по 2-му режиму.

Анализ термограмм известковых образцов с наполнителем, синтезируемым по 2-му режиму, свидетельствует, что тепловой эффект, связанный с дегидратацией портландита, меньше и составляет Q= –4,18 Дж (рис. 3, кривая 1), чем у известковых образцов с наполнителем, синтезируемым по 1-му режиму, Q= –10 Дж (рис. 2, кривая 1). Тепловой эффект, связанный с дегидратацией порт-ландита известковых образцов с диатомитом составляет Q= –28,16 Дж (рис. 2, кривая 2).

Тепловые эффекты при температуре 800– 1000 °С характеризуют диссоциацию кальцита в известковых образцах. Наименьшим тепловым эффектом, связанным с диссоциацией кальцита, обладают известковые образцы с наполнителем ГСК, синтезированным в присутствии диатомита, что, видимо, связано с меньшим содержанием кальцита в их составе.

Установлено, что в возрасте 28 суток воздушно-сухого твердения прочность при сжатии R сж известковых образцов на основе гидросиликатного наполнителя, синтезированного по 2-му режиму, выше и составляет R сж = 7,59 МПа, в то время как у известковых образцов на основе гидросиликат-

ного наполнителя, синтезированного по 1-му режиму, R сж = 4,7 МПа. Прочность при сжатии контрольного образца составляет R сж = 2,12 МПа (см. таблицу).

Таким образом, использование диатомита в технологии синтеза гидросиликатов кальция позволяет получить наполнитель, обладающий более высокой активностью взаимодействия с известью, что способствует получению известковых составов с более высокой прочностью.