РАЗДЕЛ 2
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Модифицированные сухие смеси - это многокомпонентные системы, свойства которых отвечают достаточно большой группе критериев технологического и эксплуатационного качества. С учетом этих особенностей для оптимизации рецептур МСС целесообразно использовать методы, основанные на математической теории эксперимента и экспериментально-статистическом моделировании.
2.1. Вяжущее и наполнители для получения сухих смесей
Как указывалось в п.1, используемые для изготовления модифицированных сухих смесей материалы весьма разнообразны по номенклатуре и свойствам. Каждый материал сообщает определенные свойства готовым сухим смесям и строительным растворам, изготавливаемым на их основе. Как правило, в производстве сухих смесей используют сырьевые материалы в порошкообразном состоянии. Основными компонентами при производстве сухих смесей являются минеральные вяжущие и наполнители.
Исследуемые составы, в зависимости от вида МСС, представляли собой цементно-песчаную или цементно-известково-песчаную смесь, содержащую в себе, кроме минеральных компонентов, различные добавки: метилцеллюлозу разной молекулярной массы, редиспергируемый порошок Виннапас различной температуры стеклования [1], разжижающую и водоредуцирующую добавку (суперпластификатор), полимерную фибру, пигмент.
1. Цемент. Как следует из анализа данных [15-16], в качестве вяжущего возможно использование различных видов цементов. В эксперименте использованы два вида цемента (обозначены как А и Б), отличающихся по химическому и минералогическом составу.
А. Портландцемент ПЦ45 соответствует общеевропейскому стандарту EN 196, получен из карьера-завода "Златна Панега" в Болгарии. Он был использован в качестве вяжущего для ремонтных композиций. Удельная поверхность ПЦ45 s= 300 кг/м2. Химический, минералогический составы и физико-механические свойства цемента представлены в табл.2.1-2.3.
Таблица 2.1
Химический состав, % .
SiO2Fe2O3Al2O3CaOMgOCaOсвобода21.563.575.5866.841.240.44
Таблица 2.2
Минералогический состав, %.
C2SC3SC3AC4AFSO315628.510.82.66
При просеивании цемента через сито №008 прошло 92% массы от просеиваемой пробы, что соответствует нормам [98].
Таблица 2.3
Физико-механические свойства ПЦ45.
Нерастворимый
остаток гр.Сроки схватыванияПредел прочности при сжатии, МПаПредел прочности при изгибе, МПаначало ч.конец ч.0.2 - 0.1511047.95.6
Б. Цемент белый М400 Енакиевского ОАО "Донцемент" украинского концерна "Цемент" соответствующий ДСТУ Б В.2.7-46-96; ТУ - 21-2618-91. Этот цемент был использован при изготовлении декоративных штукатурных растворов. Характеристики цемента Б даны в табл.2.4.
Таблица 2.4
Химический состав, % .
SiO2Fe3O4Al2O3CaOMgOCaOсвобода21.560.45.5866.841.240.44
Таблица 2.5
Минералогический состав, %.
C2SC3SC3AC4AFSO315628.510.82.66
Таблица 2.6
Физико-механические свойства белого цемента.
Нерастворимый
остаток гр.Сроки схватыванияПредел прочности при сжатии, МПаПредел прочности при изгибе, МПаначало,ч.конец, ч.0.3 - 0.111042.15.4
Известь для штукатурных растворов применяли в качестве вяжущего, а также как пластифицирующую добавку. Использована известь молотая Одесского силикатного завода, отвечающая требованиям ДСТУ Б В.2.7-90-99: содержание СаО + МgО - 75% по массе, водопотребность 70%, насыпная плотность 0,5 кг/л. Содержание непрореагировавших частиц в извести - 10%, начало гашения 1.5 мин., скорость гашения - 5 мин., температура гашения - 80 . . . 850С, влажность - 4%. Для получения извести - пушонки в известь-кипелку добавляли 60% воды от массы извести - кипелки. Теоретически нужно добавлять 32,13% воды [23], но так как вода испаряется, то практически ее добавляли в 2 раза больше.
3. Наполнители. В экспериментах использовались четыре вида наполнителя: крупный и молотый песок, цеолит и карбонатный наполнитель.
В качестве основного наполнителя использовался Днепровский песок кварцевый речной с модулем крупности - 1.3, фракции до 2.5мм, полученный из Черкасского карьера, и соответствующий ДСТУ БВ. 2.7-32-95 и ГОСТ 8735-82. Гранулометрический состав представлен в табл. 2.6. Он обладает следующими характеристиками: средняя плотность - 2.61 г/см3, насыпная плотность - 1.5 кг/м3; объём пустот - 43%; влажность - 3.3%; содержание глины, ила и мелких пылеватых фракций 0.5% по весу; цвет - светло-серый;
Таблица 2.6.
Гранулометрический состав кварцевого песка
Размер отверстий сит, ммОстатки на ситах
2.5
1.25
0.63
0.315
0.14Прошло сквозь сито 0.14Частные, г22233629858373Частные, %0.440.20.33.629.858.37.3Полные, %0.20.54.133.992.2100
С целью оценки влияния гранулометрии песка на адгезионную прочность и другие характеристики МСС для штукатурных работ в состав крупного песка вводился молотый песок, который подвергался помолу до удельной поверхности, близкой к цементу.
Для регулирования реологических свойств раствора и процессов структурообразования в ряде экспериментов использован цеолит - тонкомолотая порода (клиноптилолит 65-70%) Сокирнянского месторождения (Закарпатье), которая одновременно является весьма активным адсорбентом и используется для активизации процессов твердения цемента [29]. Значительные запасы природного цеолита, находящиеся в Закарпатье, определяют его как перспективный наполнитель сухих смесей.
С этой же целью также использовался карбонатный наполнитель, представляющий собой тонко измельченный камень-известняк из Великодолинского карьера Одесской обл.
2.2. Используемые модификаторы сухих смесей