автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Прессованные гипсовые модифицированные изделия повышенной прочности и водостойкости

2 ФЕВ 1997

• КИЇВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БУДІВНИЦТВА ТА . ' АРХІТЕКТУРИ

. На правах рукопису

. УДК 666.914.4.16

Дорошенко Олександра Юріївна

ПРЕСОВАНІ ГІПСОВІ МОДИФІКОВАНІ ВИРОБИ ПІДВИЛИ 0ї . ' МІЦНОСТІ ТА ВОДОСТІЙКОСТІ

Спеціальність 05.83.05 - Будівельні матеріали та вироби

. • Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня . кандидата, технічних наук

Київ - 1997'

Дисертацією б рукопис.

Робота виконана в Київському державному технічному унгпй> рситеті будівництва та архітектури.

НауновиЯ керівник Офіційні опоненти

- кандидат технічних наук, доцент Гасан Юрій Гусейнович

- доктор технічних наук, професор Сербія В.П.

кандидат технічних наук Бесараб А.М.

Провідна організація - Науково дослідний і проектний <•’ інститут Київ ЗНДІТЕЛ.

Захиет дисертації відбудеться "¿9п2997 рі 0 із00

' , ' . І •

годині ка засіданні спеціалізованої ради К 01.10.08 Київського ¡державного технічного університету будівництва та архітектури за адресою і м. Київ, Повітрянофлотський проспект, ЗІ.

З диеертаціеп можна ознайомитись у бібліотеці Державного технічного університету будівництва та архітектури.

Автореферат розісланий " ^ 1997 р.

Вчений секретар спеціалізованої п

вчрної. ради, к.т.к., доцент /) Раша В.О.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ .

Актуальність роботи. Сучасна технологія виготовлення коробів з гіпсу - одна з найпродуктивніших, з нзве.чикимн питомими витратами палива та енергії, мінімальними трудовими затрата, які не потребують значних капітальних вкладень. Матеріали з гіпсу характеризуються високоя вогнестійкістю, біомійкістю, скропим діапазоном иіцнісних характеристик, доброю звукоізоляційною ЗДОТИІСТІ), невеликою теплопровідністю, ВИСОКОЮ З'Л'ДКІСІ »ужлгтк-ікі та твердіння, недефіцитніста та значним поширенням и'.хідчої си-іювиниі Недоліками гіпсових виробів, одержаних за тічіпслогі«« лиття, ч відносно низькі міцність ТП ВОДОСТІЙКІСТЬ, >•* ..•! Л повзучість, які обмежують галузі їх використання в будівниці-в і.

В раді фундаментальних досліджень визначено мячи під мас -ня водостійкості та міцності гіпсових виробів - увільнення, !?р-ляція від дії води, введення пуцоланових домівог, «'■сич?,'!? чия гіпсу водостійкими речовинами та інаі, Але означеними віглс* методами проблему суттєвого ПІДВІПЦйННЯ МІЦНОСТІ та ВОДОСТІЙКОСТІ 40 було вирішено, тону ідо іірн використанні зричаПим>: засобів формування та ущільнення водопотреба напівводного гіпсу пврзвятуи теоретичне значення, необхідне для гідратації /18,6%' і по забезпечує необхідної щільності та водостійкості структури затверділого гіпсового каменю. .

’ Таким чином, підвищення міцності та иодостіЧкостг гіпсового каменю, розро'-;а методів та релсімів формування суміаей з низьким водовмістом, покращення фізико-мохгішчннх властивості за рахунок використання полімерних те гідрофобних домішок « актуальним напрямом, що дасть можливість отримати гіпсовий матеріал з високими експлуатаційними властивостями. ■

з

Мзтя тя завдання робо ти. Метою роботи я т**прртишія обгрунтування та екегчрімеитальїіе підтвердження «ояли"ог'ті оцеркіиня міцних та водостійких виробів з напівсухих >'одиФіпгро',',ниг полімерними та гідрофобними домівками гіпсо»»х суміпеЯ м-тодо« просування за рахунок регулювання процесом стр.'Г'туроут орання та формування ЩІЛЬНОЇ структури ГІПСОВОГО КЧМЄИО З НИЗЬКО." пористістю і значно» кількісто міжзернових контактів.

Для досягнення поставленої мети необхідно рОЗВ’ЯЗЧТИ Т"КІ завдання:

- дослідити основні чинники, які впяиваоть на хНіко-фЬи-чні процеги твердіння гіпсових в’яжучих з низьким В/Г за ууов прасування;

- виявити вплив гідрофобної та полімерної сполук як до’пяок на структуроутворення, твердіння та властивості пресованого гіпсового каменп;

- розробити технологій виготовлення ГІПСОВИХ «!фОбГ" ПІД”И-

иеної міцності та водостійкості та перевірити ії ефект^нгсть у виробничих умовах. '

Агтор зохідас: .

- теоретично обгрунтовану та експериментально підтверджену можливість одержання міцних та подостіЧких виробів з нзпівсухих гіпсових сумішей за рахунок застосування полімерних та гідрофобних домішок;

- результати досліджень процесів гідратації та структуроутворення пресованих гіпсових в’яжучих;

- розроблену технологію виготовлення виробів с полімерною та гідрофобною домішками;

- практичну реалізацій досліджень та їх економічну ефективність. .

Наукова новизна роботи: .

- підтверджена вирішальна роль контактоутворейяя при фор-г муванні структури пресованого гіпсового каменю та встановлено,

що кількість контактів різко підвищується / до 3,3-ІО7 у порівняй-

О

ні з 3,5-Ю у литого гіпсового каменю/;

- зростання міцности гіпсового каменю у часі.обумовлене

резервом непрогідратованого в’яжучого, утворенням нових кристалізаційних контактів, наявністю високоміцного каркасу, який здатний витримати внутрішні напруження в процесі тривалої гідратації; .

- доведено, що застосування гідрофобної домішки /АДЕ-3/ в

пресованих гіпсових системах сприре утворенню на поверхні частинок гіпсового в’яжучого плівки поліорганосилоксана, яка відіграє роль мастила і сприяє утворенню рівномірного розподілу дрібних пор з гідрофобізацією їх стінок; .

- встановлено, що при використанні запропонованої полімер-

ної домішки /КФ-МТ-І5/ структуроутворення складається а двох паралельних процесів, які накладаються та впливають один иа одного: структура пресованого гіпсового каменю формується в присутності полімерної домішки, яка зменьшуз роль міжагрегатно-го тертя; полімерна фаза заповнює пори та мікрокапіляри, армує та зміцнює новоутворену структуру. .

Практична цінність роботи. Застосування запропонованих домішок та методу, пресування дає змогу суттєво підвищити міцність, водостійкість та щільність виробів з гіпсового в'яжучого, що значно розширює галузь їх застосування. На базі досліджень розроблено енергозберігаючу технологію одержання облицьовувальної плитки з гіпсового в’яжучого, встановлені рецептурно-технологічні параметри виготовлення виробів. Результати досліджень використані під час розробки "Технологічного регламенту на виготовлення облицьовувальних плиток з гіпсополімерної

композиції". Впровадження результатів досліджень проведено у виробничих умовах Київського заводу "Керамік”, до п використанням запропонованої технології було виготовлено пчртіп пресованих гіпсових плиток /300 х 150 х 10 т/. Результати незалежних досліджень, проведених співробітниками лабораторії заводу, засвідчують, що за своїми фізико-механічними властивостями гіпсова плитна майже не поступається керамічній, мас менпу собівартість / на 22 % / і може виготовлятися без суттєвих капітальних витрат.

Апробація роботи. Основні положення дисертаційної роботи викладено та обговорено на науково-технічних конференціях та семінарах у Київському держявноі'у технічному університеті будівництва та архітектури в 1993-1995 рр; на конкуренції "Структуроутворення, міцність та розробка композиційних маторіалів та конструкцій", 1994 р., V. Одеса; на конференції "Нові будівельні матеріали та технології", 1994 р., м.Суми; на конференції "Ефективні технології та матеріали для стінових та захисних конструкція", 1994 р., м. Ростов-на-Дону; на конференції "Захисні будівельні матеріали та конструкції", 1995 р., и, Санкт-Петербург; на Міжнародній конференції "Ресурсозбереження та екологія промислового регіону", 1995 р, м.Макіївка.

Публікації. Основні положення дисертації викладені у В роботах. Одержано 2 патенти України на винаходи.

Обсяг роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, шести розділів, загальних висновків, списку літератури та п’яти додатків. Загальний обсяг роботи складав 182 стор., у тому числі 93 стор. основного тексту, ЗІ рис. на ЗІ стор., 28 табл на 26 стор., списку літератури з 141 назв на ІЗ стор., 19 стор. додатків. .

ЗМІСТ РОБОТИ ,

У передмові обгрунтована актуальність проблеми, мета роботи та завдання наукопюс рішень, їх практична цінність.

У першому розділі доведено, що фізико-хімічни;.« процесам твердіння напівводного гіпсового в'яжучого та чинникам, які впливають на властивості гіпсового каменю, присвячено численні праці вітчизняних та зарубіжних дослідників. Великий внесок до галузі дослідження та застосування гіпсу внесли А.А.Байков, П.П.Будніков, Х.Брюкнер, А.Б.Волженски«, С.Г.Мецеряков, И.А.Пе-редерій, О.П. Мчедлов-Летросян, А.Ф.ГЬлак, В.Б. Ратінов, П.А.Ре-біндер, В.Сатава, М.'і.Сичов, А.В.веронська та інші. ■

Аналіз числених досліджень дозволяє зробити висновок, що, незважаючи на багаторічний досвід виготовлення ?п застосування виробів з гіпсу все ца зберігав актуальність питання розробки ефективних зь:обів одержання писокоміцних, водостійких та чільних гіпсових матеріалів, виробів тл конструкцій,

Вироби з гіпсового в'яжучого, виготовлені за технологією лиття,хярагтериаупться ни?ьни»"и фізиіо-ьєханічними показниками, що зумовлено тим, що технологічна годопотреба для одержанні; легкоукладальної суміші значно перовк^е теоретичну ' це обумовлює формування макропористо! структури з погано розвинутими фазовими контактами.

Останнім часоч у вигогошкінні будівельних матеріалів застосовують ТРХНОЛОГІй ІНТЄі!ОИВКОГО ущільнення суміші ггр<?сумн-ням. Прикладання тиску на ранніх стадіях твердіння та структуроутворення дає найбільший ефект підвищення міцності і водостійкості, оскільки утвориться значно більша кількість зародкі:* новоутворювань та різким зростанням кількості кристалппаіп.іи’с контактів.Внаслідок цього формується високоміцна дрібьокгигт-і.

лічна структура, яка самоаміцнюється з часом. Застосування гідрофобних, полімерних домішок та наповнюзячіп г оптимальної кількість дасть змогу значно підвищити е$ект рід пресування та отримати матеріал, яки!*, наближається за властивостями до природного гіпсового каменю.

Аналіз теорії та практики виготовлення виробі? із пресованого гіпсового кпменч дозволив сфоркуловати робочу гіпотезу про те, цо використання сполучення'методу пресування, низького В/Г спільно з полімерними або гідрофобними доміаками дасть можливість спрямовано вплигати на формування структури, інтенсифікувати процеси гідратації, підвищити міцність, ¡цільність та водостійкість гіпсового каменя. Як висновок огляду сформульовано мету роботи та завдання досліджень.

В другому розділі наведено характеристики вихідних матеріалі» та методика досліджень. В роботі було досліджено гіпсові в'яжучі Г-4, Г-7, Г-ІО. •

Як наповнювачі використовували: цеолітовий пороиок, кислу золу, домениЯ плак /Мо*І,і8/, бокситовий шлам, кремнеземистий пил, пороиок горілої породи. Вибір наповнювачів обумовлений їх гршулометрісю, твердістю та здатністю до іонообміну.

В якості полімерних домішок використовували: діетіленглі-коль /ДЕГ-І/, триетіленгліколь /ГЕГ-І/, карбомідну та карбомі-доформальдегідну смоли. Полімери на основі карбомідних смол характеризуються розвинутою сировинною базою, малою енергомі-сткістю виробництва, мало© токсичністю та горючістю, дозволені для використання санітарною службою, мають високу швидкість отвердження та ступінь полімеризації при відносно низьких температурах. Кисле середовище тверднучого гіпсового каменю сприяє процесам поліконденсації частинок полімера, які -в малій

кількості утворстть тонкі плівки. Вони уповільнить ГІДраТ"ПІП та тужвлення гіпсової суміші, я збігання строків туж«лення гіпсу з домішками тя строками полімеризації карбомідних смол сприяо процеси! структуроутворення. ■

В якості гідрофобних домішок використовували крсмнійорганічні сполуки: діетидаиінометилтрнатоксисілану, метнлхлорсиляку, полі-етилгідросилоксану та попутні продукти Київського вітамінного заводу. Вибір даних гідрофобізаторів зроблено на підставі того, що вони найбільш ефективні у випадку, коли пояергня тстинок я'нпучо-го вміймо гідро- 'ильні групи. Крім того, можлива безпосеррдня взаємодія алкілсиліконатій натрія з карбонатами та сульфатами. Компоненти, які входять у склад алкілеиліконатів натрія недефіцитчі, легко емульгіручзть, макромолекули маоть велику гнучкість та малу силу міжмолекулярної ДІЇ, легко розчинні У "ОДі, біологічно Індеферентні. .

Для розробки технології отримання високоміцного, ВОДОСТІЙКОГО і щільного гіпсо«ого квмвно з суміиой з низьким В^Г та дл* виявлення оптимальних режимів пресування були використані проформи для виготовлення циліндричних зразків та білочок.

Виготовляли ряд зразків для дослідження Фізичних, м^хлнічних властивостей та довговічності /водостій,« ігть, водопоглин*нпя, водонепроникливість, морозостійкість, капілярно підсмоктування, міцність на згин, удар, .-тисянність, мікротвердість та інші'',

_ згідно з діючими нормативними документами. Для визначення чільності упакування та числа контактів частинок було використало методику, розроблену в Українському транспортному універ?ит«,ті і реалізовану у вигляді комп'ютерної програмі;, як« ж« можливість розрахувати та оптиніаупати гранулометричний снячи ді!сп»р?ки* матеріалів. Отримані результати о<">обяяли з застосуванням методів математичної статистики..

В третьою розділі наведені результати дослід^нь фізико-хімічних процесі? твердіння та структуроутворення пресованого гіпсового каменя з низьки?.' В/Г. В процесі пресування напівсухої гіпсової суміяі відбудеться вилучення заломленого повітря, зменшується об'єм пор, підвигцустьск кількість контактів. Вільна вода не відтискається як при фільтраційному просуванні, а відбувається рівномірний розподіл мітаарової води, яка в структуроутвор^пчим елементом, оскільки ця вода в міяларових вакансіях vafi властивості твердого тіла.

Аналіз результатів дослідів дав можливість встановити основні фізихо-хімічні фактори * які дозволили при низькому В/Г отримати високоміцні гіпсові структури, а саме:

- наявність достатньої кількості води та утворення СабО^-Й^О в системі;

- зближення частинок твердої фази під тиском з утворенням значної кількості фазових кристалізаційних контактів;

- присутність у твердіючій системі протягом тривалого періоду непрогідратованого в’яжучого, як фактору довговічності.

Дані PÍA, ДТА та ІЧС фіксучїь у пресованих зразках наявність двоводного гіпсу. На рентгенограмі з’являються сильні діфракціяні лінії чс{= 0,752; 0.4И4; 0,379; 0,306 ; 0,303 нм та значне послаблення ді<??ат;гЯя:іх лінія зс( = 0,598; 0,345; 0,27В; 0,212. Аналіз інтенсивності ліній ?®А яапівводного та двоводного гіпсу дає змогу зробити висновок, що співвідношення СаЗО^-О.б Нг,0 : Са$0^-2Н20 мокна виразити Галичиною 1:1 через '¿ години та 1:2 після 28 діб твердіння на повітрі.

Аналіз отриманих термограм засвідчує, що в зразках, виготовлених за технологією лиття, повна гідратація в’яжучого досягається через І добу, тоді як у пресованих зразках напівгідрат -сульфату кальцію виявлено і після 3 місяців твердіння.

За допомого*) мікроскопічних посліді!» з'ясовано, по при гідратації гіпсу з невеликою кількістю годи / В/Г = 0,14-0,16/ без просунення утрорпсться двогідрат у високодисперсному стані, ггри цьоі-у підбураеться зростання кристалі», але продування їх не спостерігається. Під час твердіння пресованого гіпсового кяменс під-ВЙ'Щ'СТЬСЯ щільність, змензіусться пористість та утворюються гідрати у вигляді дрібних кристалів. Пору, у сформованій структурі мають радіус до 0,5 vkm і характеризуються геометрично» спрямованістю, яка перпендикулярна дії пресураяня, що і зу>'оялос деяку анізотропію ряду властивостей. Відбувається зростай;»* полікристмічних агрегатів на можі зерен, підмішується кількість контактіч ,гіп-совий камінь зміцносться за рахунок наявності непрогідратовяного в’яжучого.

Отяе, структуроутворення прасованого частково гідрятоввного СаЗО^-0,5 Н^О о складні*.« процесом д.^оріац ійного -контактоутворення та наступного гідратокриеталіз/іці Якого коханізму зиіцнкин» контакт! Внаслідок зменшеної огидності процесу гідратації вихідного з'яжучо-го стгоргаться укоси для сприяїг./.ві'лого формування структури підвищеної міцності. З процесі пріїсу?чиип рі:»ко скорочується рідстянь ніж частинками гіпсового «‘^кучзі'о і с?їійрюп?ьсй yvaxv: для формувчн ня нових кристалізаційних контакті!», 'іуедаупгься кількість повітряних пор, внаслідок чого амптстьс» структура гіп:ового кчмічда та підвищується ії фізико-ивханЬті властивості. Пригускаоткся, :;о при дії роди відбувається місц«?!- руЛіучадня сфор: січних контакті? з виникненням нових, завдяки ивкориотедн« рерпрву нгіпрорідраторвно-го гіпсового в’яжучого. Ц« пхдгпй^Аяувтьея амоігаімінпм пористості після 28 діо на 3 %, підвищоїи™ ¡цільності і рнниккйикя,’ гіцеочаго каменс, якиП за своїми властивостям» н».оли*.'»стьея до природ/аїм гіпсового каменю / рис,І/. 1

За допомогою програми PACKJNG а’ясов.то, цо гр-?;:уя*.ішг ¡‘лпі?-

О г 4 /<? ¿4 48 7г № 336 ЦТ'Г

час тЬердіння

Рис. І Залежність нлливу часу твердіння пресованого каменю на зміну:

■ І - пористості;

. 2 - вмісту Са$0і|,0,5 И*>0;

З - вмісту СаБО^- 2 Н^О

гіпсового

сухих сумішей гіпсового в’яжучого дає можливість підвищити

у

число контактіп частинок в одиниці упаковки цо 3,3-10 , що підтверджує головну роль контактоутгорення у формуванні струісту-ри пресованого гіпсового ка>'еню в порівнянні з литим /число контактів 3,5 -10^/. Для зразків з дсп гагата К5-МТ-І5 та АД2-3 число

*7 7

контактів дорівнос відповідно V,8-10 та 7,2*10 .

Методом ртутної порок’етрі! Г:СТ&ИЗВЛЄН0, г,0 ЗЙЛЙКНІСТЬ розподілу пор у литого гіпсового каменя мас два піки мікро- та ма-иропор, з яких значно більзірГ! другий. Длп прасованих зразкін характерний різко виражений максимум на диференційніЯ кривів в ділянці пор зг» 6-8-Ю”® к, тоїто пори за розміром близькі до "умовно замкнутих", по формує міпиу та довговічну структуру гіпсового каменю з підвидекоо подо- та морозостійкістю.

В четвертому розділі досліджується вплив технологічних <їд-кторів на кінетику зростання иідаост: пресованого гіпсового каменю з низьким В/Г. Встановлено, чо оптимальне водовміцепня тгри постійному тиску /20 МПр./ знаходиться в межлх 14-16 % з отриманням максимальної мІ!»нооті черлз 2 гсдини /13,9-23,9 МГЬ/ і через 28 діб /25,9-30,2 МПа/. Втрата води у просованого гіп-їового каміне практично зупиняється після 2 діб твердіння та зберігаться на одному рівні. У гіпсового К.'»>/!ЖЧ, виготовленого за технологіє» лиття, вода випаровується до 6-8 діб, після чого зростання міцності практично припиняється. Дослідження впливу часу перемівуеання . суміші на міцність при стиску пресованого нлкеию засвідчують, і?о з його збільшення«, міцність зменшується. Ці пояснюється гідратацією напівводного гіпсу, а також руйнуванням кристалів Са50^> під час перемішуванню» Влта.іаглено, по активного перашжуваннл су-иіиі впродовж І хвилини достатньо, коб рівномірно розподілити воду в суміші. Час оберігання перйЧііашюї суміші до прасування впродовж ЗО хвилин практично на пплиаап на знитекня міцності ітри стиску, що пояснюється напівсухім станом суміаі •/В/Г=І4-Іб 'і'. £0д^

ІЗ

практично вся і зразу вступів в р<мкш« гідрчтаціЧ, за тішемічним механізмом твердіння ^эруулты* кркстзли дгоподного гіпсу, ЯКІ не зрогоготься. При цьому Н.'ПІТЬ у липздку, КОЛИ ЧП-СТИКЧ роли ряпарупалась, пресурянмя практично ніяс-Л'п': змивши міцності. Дослід рпрочедчекмк розрооленого СПОСОБУ Р у^ОПЧХ зат>оду "Кер?.мік" покністо пгдт"ердіія наведен: дай! тл яісрід-чип, що нляіть пісгч гитримучзни«? гу»лтпі під ЗО хвилин до <г»~ су пресуг.гння, мовді отркмпти гнроби я високос «хтіг-т*?.

З ПІДВИЦвННЯМ тиску ТірССур.і’ННЛ ПО 16 М.Пл «пост^рігаяться ЯВНО зростання ШВИДКОСТІ ИаргУЗупаННЯ !.<ІЦі!ОСТІ гри стиску. Птч чос прихляданн«? йільа гисокого тиску * і’3**л 16-13 .’Літ, ?•> прг>-кт:;тао однеково? міцності, »¡тикас різке тпгчлг'.ч? ач:г5ка.-т} чро~ стання міцності / я 3 рази',’ т,о мзтгі пояснити чагт^":»« руйнуванням точкових контактів кристалі* д^о^опмого гіпсу та Тх перехід в поеерхнепі контакти г.ія дійч пластичних цг»огімгтіп, л:;т проходять пляхом косзанмя п поверхнях уристглі'. ги^сгЛяо'-* лінійних де*с:тіп с-їюрі'огаиот структура. Лід'ї.'.ммшя т:<;гу пмгу-•вання більвс ІЗ МПя призводить до піяпіпєіічл звидпості зростання міцності. Встяноялено позитивні«11! »плірі тімгтгр*тури ип ^спотання МІЦНОСТІ ГТреСЭ'ЧНОГО ГІПСІОГОГ-О К-И'І.'МП Гри рІЗМЛХ Ч!ІСО«ИХ інтервалах питримуячинп «ого під тиском. .

При зміні температури суміаі "ід :-’0 до іЮ°С міцність гіпсового каменя зростав їм Яке в Я рази. Б.глнзчі-но, та огттиуідьпо? мідаості при стиску прі?сор».мм«« гіпсогиі гчміііь »¡'.Цуг ас з Т5;ї! водовиіченитл та з витримучанщу суз- іпї під крп.'угчя« глеком рпродовч І-* хвилин. Встановлено чітну авлакиігть гннятінч міцності через 2 години *га 20 д:* п^г абі«і.д<>нпг чррм нрвгу.^ин-ня, що пов'язано з яинизпієнням и ди с горе и і* структур тін-ряї- ' »чого гіпсового К11ІЙ1ГП додаткових їжутрінаіх иапрдозі-ь, «кі викликають достр7’'т:і’>нг ипіг?ч.

Дослідниця РПЛИІ'Г *ИДУ та кирки ГІПСОГОГО 'І ’пкучого кз ИІНЧІСТЬ грегОТ>Чі!ОГО КОЛОНО СВІДЧИТЬ, ЧО М&Кіда'ГіЛЬНИР ефект догчгисті.пг прк застосурпниг няпірродного гіпсу білья високих у.чрок.

Серна досліджених гідрофобних докіаок наШльл ефективною ги«риячсь ДД2-3 / тт?кт України зо ® 7284 А/. Утворення гідрофобно: пліркн ло.': іорі'.'і:о"и.локс»ну / І—ЗО ні'/ гіпбугається під час вдяо’.'одіх ллкілсилікомятіг 'і гон.'рхно'п частинок гіпсу. Це обууо-"г.’г. дпяче упорічьнешіч стрзкіл туя-'іртнн« та сприяє процесу пре-гуі-'чшя в’яжучої системи з низьким В/Г, зпрдяки ядсогбгігРно-зт-зуряльної дії до’.'тзеї: та ктягненнтм по«ітря з утроренням рігномір-МОГО рОЗПОДІЛу ПрІбМіІХ Г.ор з ГІДрОії'ОбІйаЦІЯ'С ЇХ СТІНОК. ЗардяКИ іггому, кос? іціснт розм’якаурання через А години та 28 діб дорівнює рідповідно 0,650 та 0,665, тцо на 51 та 46% пер.з?ігцус годостій-кість прі*соз.°.ного гіпсопого кпкен” без дої/іяхи і р 2,6 та К,5 ради у поргпнякні З ЛИТІМ. Міцність ¡три стиску через 4 ГОДИНИ ТА 20 діб доріигчє рідпо»ідно 31,9 та 37,7 УЛа, що на 33 та ЗІ£ пе-рери'чус міцність пресораного гіпсового каменп без доміпки і в 3,1 т.а У,0 рази у порівнянні з литим.

На кривих ДТГ ті ДТА спостерігається зміщення еіфектІР у бік більш гнеоких температур, а результати електронно-мікроскопіодих дослідір спідч.-.ть про утрорення дрібних кристалів у модифікоракого пресораного гіпсорого »¿пеню при більш щільному їх пакуранні.

Дослідження ряду полімерних домішок 3 прЄСОР.аНОМу ГІПСОРОУУ каг/єкі /карбомідня смола, карбомідно$ормальдеі’іднп стола, ДЕГ-І та ТЕГ-І/ дозволило рстяновити, що найбільш ефективно”) г. карбомідо-форуальдегідна о.-ола в кількості 3-4 % під маси гігсу, чия вперпе дослідкуралась як кодифікатор'гіпсового каменл з низьким В/Г, ¡до підтверджено позитивним ріпенням про ридання патенту за заявкою 93006425 рід 19.04.95 р. Держпатентом України.

.Вгдсн'о» то evo.-а зыюк.тй ыЬ-роггор» ті трідаїїш \грого*гшо-го гіпсового каменю і пі ел- huí. ї перихо.счгь и неро'гмчімЛ

та неплавкий стсн, забезпечуючи біль’з щмы'.у с гру сгуру іагпчрдіпо-го ХАмено підвищено? мідаості та годості îüc-тг. Глобули номеру утворюють еластичні мікроплівки, проникать та «п-лтурть йори і уікрокапіляри та сприяють -їміі;кі>і'іся .тругтурі гігїоьсго #л-к'єнп, прмупчи його, пгдгиацпочк суцільність і яіч'М.іу.тіи «йоло дефектних місць, які можуть гцричинктії ру?нуі^*ічяя,2згяя*гл ньому, коефіцієнт роам'япіення через 4 годим» та ЙЗ дН дзрі•h’v' відповідно 0,726 та 0,733, чо іш 63 тч 67 f эдръ* іту-í яодоїтічніегь пресованого гіпсового каз.'ї!го без домішок і ь Я,9 тл •',? рьги у

порівнянні 9 лита?». Місність прк стиску «Н?рсї Л ГМтій III ЯЗ Д’"'

і

дорівнчс яід:;опгдно 33,3 ri 3i>,û V.ii, а>о ил <7 гл ?7f ufр

КІПЯІСТЬ np-îCOPRHCrO ГІПСОВОГО К:î 1 і'їНТ> Íí-Ч ДОІ'І’гЗИ і Ч Я,4 TS.

3,0 рази у порівнянні •> л.,гиг.

Помітно« особливість кривих ДЇА зрпянг'.» л snwioj о« Кї-Лі7-ЇБ в наявність суттєвого еіт*5»к»у в обдігті РС-.ігСО/’С, по обуно-ВЛЄНО деструкціо*» ПОЛІУйрНОГІ СКЛчДОНОЇ, а ТЧКЭД Д'.рЧ'ІГТ-ГІїМ«» гк-зоефсі-тіп з ділянки 150—И00°С у дія-»н"у HW~2!0°, до с ві слить про иодифіхчціо структур» дхгі.зр?ту т>ді**е-рл.у, і«гни tora сс-рэ-eoî структур::. АнілЬ ІК-сг-іктріг ■засвідчу:, r»j лр^іої кігіч-пї взаомодії мі* пояЫером тч гіл?ом но ринакпі. ЇЬ ті »>*•*> у вигляді дисперсних ifcwwib їкповч'їп пері* гіг;;'учура ;'v-í,¡s’% пЦ^иуя ступінь гідратації в'янучого /смуг» пэмн^нчч і< обяпстг 3103 см".Т' Таким такої', посупиш Я КЧр0ОІ’і ЦОфори.тДЗГХ ViOt* CVOJU, ;.p<4?yríiitl<< та низького В/Г суттєво погр.*ауо технічні яддлтпросгі гіт.єоїих виробів, .

Дв.я дої-чіп^-'їнь бул;і іікб?іні 3 •?•.?!*:! ч-чп» л.- !д .•’длг--

НІСТЧ ДО ІОіІОЗЗчІНу З ГІЗСОПИІ.1 9*)>ty<!.!v.

До пордого типу ві«іга?иться поояітлчці городок, здї»т:п*« да

інтенсивного oívbiy ion i г лужних та лужноземельних ».'еталір нп іоки, чкі іфіїгутяі в нг.рколтгньому розт«їНІ.

До другого ТИПу ПІДНОСЯТЬСЯ бОК''КТОРИ1 зиам, гислд яолп • ті доусникИ кл:’.я, які ігопть р свое«^ султді іони Ся++, ejo cwpuf>€ трсрдімн-с РІПСОРИХ СИНГГМ.

До третього типу відносяться інертні нп.г.0Р.чграчі; креинезеии-отіїП ;;>*л поразок герігої породи, які нп яступзчть п хімічну «ЗПС.У0Д*Я * ГІПСОГИІІ Р'ЯЖуЧШГ ТО не УПХУГЬ здібності до іонообміну.

Догліцжени* »плиру ьг.пор!!,,"зчір на і.'іцність при стиску та водостійкість пр^орчного гіпсогого каміне показали, цо пі по-i'mmtr.: гід"Н"й,*;тьсг в рч.ду: горіля городя, кремнчзруистиЧ пил, доуєннр* лгпх, рі’.'лп золі, боксито*иЧ гал®«, цєолітори!» порошок.

Гз зо.стосувенняі.' нітоуати'гного нлпнурпння проведено експеримент з '«тега пізнячення оптиУйльнкх nr'pnverpis пресугаяи« та .•илькості кпр5о«ідо?ору.гльдегідної домішки. Одержані експери-уєіітгіЛьні дішї та катеїтатичн і уздєлі дозполтеть д*ти кількісну оцінку гплглу кожного дослідженого Актора HR УІЦНІСТЬ тп подосгіЯкіоть, а також їх парної взаємодії нп пі параметри / р’.ІС. Я/.

Після розрахунку коейіціситіп регресії (/столом на?»уе;глих кгпдр-ітіг. за систєуоч нелінійних рівнянь отримано рівняння, які відображають родостіРкість та міцність гіпсового кеген» залежно рід досліджуваних параметрів:

Ух= 30,835 + 3,203 Хг + 0,119 Х2 * І,бИ Х3 + 1,990 xf -

- 1,550 4 + 10,790 Х| - 0,873 XjX2 f 2,310 XjXg - 1,618 XgXg.

У5= 0,597 + 0,055 Xj ► 0,097 X£ + 0,018 X3 + 0,227 -

- 0,057 X| a 0,218 X§ - 0,054 XjX2 + 0,076 X¡X3 - 0,031 XgXg.

Аналіз наэрдених залежностзП срідчить, що домінуючи* рплия

та

на міцність та годогтіЯкість гас тиск пресування та кількість к.'ір5о>'ідмО’*о“і'|ч.і!¡ідегідноТ до^іахи, а також їх парна взасгодія. Пім.мівок до^діл^ння функції на екстремум з’ясо°пно, !ЦО опти- • І^ГіЛЬНОІ.'У ЗН'-ЧГННО МІЦНОСТІ ТЯ ГОДОСТІЯКОСТІ ПІДПОПІДйЧ тиск пре-суг:и;ня - 16 МПл. чис ітресугшпія - до І хвилини; кількість до-илаі:и голіуерного »'оди^ікятора - 4 %.

У n'.fwy розділі bhk.tvjcho результати дослідження гпл;:ву

і.'Ол;і*іку’’<(Т яо^іпох ті споеобіп •fopvypatfH* ні фізико-»?ех«нічні ■■\у;-істі,'ьо''7Ї гіг.сог-ого кп1 тябл. іЛ Встановлено, по чикори-.' ст.чния по.чімрнух та гідрофобних ¿ov:~ox дас зі'огу змеїгаити ?одо-!іогл!!н ‘нні грогораиого квченч порівняно із бездоі-'іпкорим складом на ¿0 .? - иерм 4 години тгврдіння і у 2 рази «ерез 72 години / для сідро^с^но! до^іи^и'. Водонлеичення гтресораннх зразків після 4 годі'н порігнгко з литим згеияилоеь у 6,3 рзза без доміяки, у 10,7 рпза з полімерною та у 8,63 разя з гідроїобно"’ яоуізк-іми. Після аЗ діб тгердЬт водок.зсичпнні» зі/пквилося рідпорідно у 9,8; 16,7 та 13,1 рпза. Результати дослідів дорели, що із ррсдєнжгм у прегогпнч'» камінь домівок значно зь'еноуяться капілярне гсмокту-раннч як в ранні строки, так і через 28 діб уч(*рдіння, що добре узгодчустьсо з результатам вищезазначених дослідів. Показано,, що ьодонепроникненість ітресоганого гіпсового каменю з домішками набагато перегищуе ці показники литого гіпсового каменю / через

1-1,2 години у литого каі.'сн>з з’явилися чологі пляі:<и, у пресованого плям не було і через 6 діб випробувань/. Втрата міцності після

25, 35, 45 і 55 'цикліт» заморожування та відтапвяння у литого гіпсорого кзуєкю склала 35,9-51,8# , у пресованого з доі/іпкак-и -

2-6,4 %. Досліди підтвердили високу атмосФеростійкість уодифіко-ваного пресованого гіпсового каменя. Дослідженнями впливу агресивних іоніп 50^", СЕТ та NOg на литий та пресованип гіпсовиі

Таблиця І. візико-чзханічні елпстироєтг гіпсопого уячж* *< тілесності під і.*етоцу ¿срі'учгіння тг. ингрно:ті до'*:г.З'(

І* Властивості • ГІПСОПІ« УЛЧІНЬ

Лит*гя Прасо^чни!*

Л.Т1ЛО!!'' »Грі доміво1! Кї-МТ-15

І. Г) Серечня чільність.кгЛг 1250 2090 ПОЗ 2090

2. Пористість, і ■15,1 8,9 л.з 7,5

3. Водопоглинакня,і 26,9 3,5 3.0 3,2

4. ВеД0НЯСИЧ5ННІСТЬ ,% 27.5 2.9 т.б 2.1

5. Капілярна чсмоктуліннл.Я ?3,ї 9,7 г.і 3.0

6, Коефіцієнт РОДОСТІЇЇКОСТІ 0,712 0.9га 0.939 0,931

7. Ко О^ІПІв.ЧТ розм'яхзечк* 0,260 0,4»0 0.733 0.660

8. МорОїОСТІЯхІ'ТТЬ /П'сНСОННЯ ' ГГ.НОСТІ після 55 циклі»/, % • •15, В 9И 5,3 5,4

9. Міцність ня стиск, МЛ* І?.4 я*,з 39,5 П7 7 V. 1 у '

ІС. Міцність на згия, УПч 5,6 їв,4 32.7 20,3

II. Міцність при ударі, Дс/см“ 0,98 2,05’ Я ,35 И,І0

12. Стівдість ДЦ стітр«іння, г/см 1,10 0.7? 0,7! С,7?

ІЗ. Мікротвердість, иг'мР И3,0 60,3 62,3 61,0

?4. Призмпна міцність поа стиску, Ша ’ 10,5 г?,е 36,8 35,4

15. Модуль прукяос.ті, МГЬ. 5910 ТбЗЗЕ ї?.г'ч Г84М

’тб. Ку'Ико»« уіцнійт:. гтри стиску, Щ* ІГ.О 29,0 39,6 37,7

і

кч"інь пстздо*лрно, що спосіб іїорі'упанпя та нляяність до*.'ішки

ПІДВІГТіусТЬ СТІЙКІСТЬ УОДИ^ІНОРГЛОГО ГІПСОВОГО КЗУЄНГО у "одному

с ?реаоги-аі, р 5?! розгині НС£ та в 5 І НпЯх'єтп уіфіість

зразка гнягнлсгь у серсдочпі Ь% ІШ^. Зрізки литого та ітресо-вчного гіпсу б^я домівок в усіх згаданих агрескзних середовищах ру*.нурп.чисі>.

У лктого гіпсу кіие*гикі нпбору кітіноеті гтри стиску та згині у чл~і нжната: приріст міцності через 28,90,180 , 360 та 720 дій підносно до 4-годинно? міцності складів 6,85, 11,91?,

13,7^, 15,21 ті 17,б£. У просогіних ариків з долівками відповідно 17,’¿X, 19,8?, 24,8%, 20,6% та 35,8£, зо підтверджує зробле-ни^'рп,пзе висновок про здатність' структури до сауозуіпдарпння. !ііртолп).:и гат'.ггичиоі статистики підтверджено високі*.* ступінь достовірності одерч-інит др.нит / косііцісат варіації - 1,08-1,24?/.

ІЛпчіст». гри уд-рі у пресотних ярчзкіп ,в;:дя в 2,1 річп Асз до’.'ікул та р 2,-\ рачп я лоліуерноа порівняно зі зрр.зчоми, ВИГОТОГЛ.’І'Ш'Н та технологією лиття. Цз ПОЯСНІТЬСЯ РПЛИВО" полімеру ііл дсуп,*ірзгзчі «л’їсткво'гті та позитивною діпхз іп к'ахінізм усунення тя зупинки розвитку мікротрідин, які сопуть виничатл гід »тс ударних навантажень.

Стирання литого гіпсового каменю на 47% виад, ні» у прасованого. Мііфотгррлість у пресованого гіпсового каменч дорівнчя 50 кг/мм*\ Введення домішок практично не вплигав на мікротвердість прасованого каменю, в той же час введення нпповнччачів суттєво підвидус мікротвердість прасованого кпгенп /червони* илау-на 38-43£, цеоліт-на 25-23^, зола-на ІО-ІЗ^Л

Дослідження декоративних властивосте!! пресованого гіпсового каменч з доуішкакн понизали, що плям та висолів на говерхні і'ате- . ріалу не було, а за стоїки влвстиросгятда &ін наближається до природного гіпсового кп»:ен»). .

У шостому розділі розглядаються питання розробки технології виготовлення пресованих гіпсових виробів з нирьким В/Г та техні-коекономічні показники впровадження. Одержаний матеріал за своїми властивостями може конкурувати з виробами з кераміки. Вуло розроблено технологічну ехаму та підготовлено проект технологічного регламенту на виготовлення облицювальних плиток. Для практично! перевірки результатів роботи було проведено дослідне впровадження розробленої технології у виробничих умовах заводу "Керамін"і ви- . готовлено дослідну партія плиток у кількості До 1000 штук.Виготовлені плитки були досліджені в лабораторії заводу, де було засві-^ дчено що за технічними характеристиками вони практично не відрі-• ‘ р яняються від керамічних, а собівартість І м на 22,0 % менша. • ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ

1. Теоретично обгрунтована та експериментально встановлена можливість одержання міцних *а водостійких гіпсових композицій методом'пресування напівсухих сумішей з використанням хімічних домішок на основі карбомідоформальдєгідної смоли за рахунок^ре-гулювання процесом структуроутворення та формування щільної структури гіпсового каменю з низькою пористістю.

2. Встановлено, що кінетика зростання міцності пресованого гіпсового каменю у часі обумовлена резервом непрогідратованого в’яжучого, наявністю високоміцного каркасу, який здатний витримати внутрішні напруження в процесі тривалої гідратації, 9бли*-женням частинок твердої фази під тиском з утворенням значної

• 7

кількості кристалізаційних контактів - 3,3-10 у порівнянні з 3,5-10^ у литого гіпсового каменю.

3. Доведено, що запропонована гідрофобна домішка ЛДЕ-3' утворює на поверхні частинок гіпсового в’яжучого плівки полі-

оргаяогияоксалч, як» відіграє роль містила і сприяв утворенню рівномірного розподілу пор з гідрофооізацієо їх.стінок. Полімерна дзиіїла КЗМГГ-І5 згекшув меьпгрогатнз тертя, заповнює пори та мікрокалілярп, армуз та зміцнве новоутворену структуру гіпсового ки/єгпв.

4. З'яссвяна позитивна роль наповнювачів в ряду - цеолітовий пороаок, бокситовий щляї.і, кисла зола, доивкни* шлак, креинезе-ь-у.гтуЧ пил, горіла порода при формуванні більш щільної, міцної

тп годостійкоТ структури просованого гіпсового к&менв. Найбільш рфектввнкк виявився цеолітовий пороиок за рахунок здатності до інтенсивного іонообміну тз наявності у нього иенасичеких активних центрів, які сприігзть адгезії мі* кристаламидвогідрата гіпсу та погерхнею частинок цеоліту.

5. Із застосування« математичного планування експерименту визначені основні технологічні параметри: водозміщакня - І4-Іб){, тиск пресування - 16 ШІа, час прикладання навантаження - до І хвилини, вміст полімерної /КФ-МТ-І5/ або гідрофобної /АДЕ-3/ домівок відповідно 4% та І,55{ від каси гіпсового в'яжучого.

6. Показано, що пресовгннй гіпсовий камінь з домівками К5-МТ-І5 тз АДЗ-З маг знижене водопоглинаннч /у 2-4 рази/, водо-нчсичзннп /у 8-Ю разів/, кчпілярне всмоктування /у 7-Ю разів/ порівняно з литим гіпервиу каменем. Водостійкість підвищена у

З рази, водонепроникливість у пресованих зразках з домішкаии така, які у керамічного матеріалу. Після 25 пиклів заморожування та відтаявання втрата міцності склала 2,0)Е, тоді як у литого гіпсового каменю ця втрата становила 35,9#.

7. Встановлено, до міиність у пресованих зразків з домівками через 28-720 діб твердіння вица, ніж у бездомішкових зразків при стиску відпорідно на 37,5-51,та при згині на 57,0-77,Міцність при ударі вища в 2 рази, стирання - на 47# нижче, мікро-тгердість - в 2-3 рази биці залежно від наповнчзвзда, модуль пруж-

ності - в 2,9-3,X разу bjtw* порівняно із зразками, виробленими за технологіеп лиття.

8. Розроблейа та перевірена технологія одерядння декоративної облицювальної плитки підвищено! ЦІННОСТІ f' ВОЯОПТІ«КОСТІ в виробничих умовах Київського заводу "KepaviK". Собівартість І м® плиток / за пінаїш 1995 р./ на 22% vemsa порівняно я собі-вартісто керамічних плиток.

ОСНОВНІ ГОЛОШИЯ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНІ '

У НАСТУПНИХ РОБОТАХ: ‘

. І.Дорояіенхо A.D., Гасан Ю.Г., Старкнекпк H.H. Отделка на-

руЯНЫХ стен бвїОбЯНГО^ОЯ ПЛ: ”KOfl ПОВ1Г2ЄНИОЯ 'ТрОЧНОСТН H ВОДОСТО1*-

кости // Будівництво України, 1995, $ G. - С. 34-36.

2.Доровенко А.Ю., Гесан О.Г., Старанскі* H.H. Отделка на-руиннх стен придорокюа: объектов гипсове* плитко* повоєнно» гтро-«пгоети и долговечности ff Агтодорожник Укрчкнм, 1996, • 2.-С.39-40.

3.Гасан С.Г., Стзринеяаяг H.H., Дорошенко A.B. Kcvnoimra« для изготовлена* гипсолих изделии. Патент ® 7?Р4 А Гоппатектл Украина, Реяенке от 23.12.1994 г.

4.Гасан D.P., Старине im* H.H., Дсроа*«ко А.Я. Кентояніп*»

ДЛИ ВЗГОТОМЄНИЯ ГИПСОВ)« ИЗДеЯИН. РеВеНИе ГОЛ’ЧТеИТЧ Укрчи'ГМ о

ввдачв патента от 19.04.1995 г.

5. Гасан Ю.Г., Дороаемко A.D., Сулко^сия!* Р.Й, Иодифипиво-вашыЛ гигтеовн* материал повнвенно* прочности к «одо^то^ногти V Соверааиствояание» стрэ’н,’.г'.'ри*-ллч, технологи* и мгтод* р^лта конструяцил: ТеЗИСМ докладов мевдуиаролко!* К0»1|"Р'*Н,1ИИ. - Cyv»», 1994.- С. 61-62.

6.Гасан Ю.Г., Старун^кчя H.H., Дорояенко А.Ю. Структуро-образоганис прессованного гип«о-подн>'»рноі’о кэ’/гозита // Стру-ктурообразокянке, прочность я разруя?нип хоупігяптіконм'лс *,*атрря-алов и конструкции: Материал1» международного cet*miapn. - Одпг<-г>,

1994.-С. 31-32.

7. Гаеан О.Г., Сулколскиї К.В., Дороапнчо А.Ю. Сп®»ти»ї.чііН‘Л

гипсовый материал на основе гипсового вяжущего модифицированного полимерлш П Эффективные технологии и материалы для стеновых и ограждаощик конструкций: Материалы международной конференции. -Ростов-на-Дону, 1994, - C. I09-II3.

' 8. Гасан Ю.Г., Старинская H.H., Дорошенко A.B. Защитное плиточное покрытие на основе гипса кодифицированного полимерными добавками // Защитные строительнмз материалы и конструкции: Тезисы докладов меедународной конференции, -Санкт-Петербург,1995,-С. 14-15. .

9. Дорошенко А.Ю. Повышение качества прессованного гипса за счет использования отходов химической промышленности // Ресурсосбережение и экология промышленного региона: Тезисы докладов международной. конференции. - Макеевка, 1995.-С. 58-59.

10. Дорошенко A.D. Прессованный гипс модифицированный гидрофобными добавками// Ресурсосбережение и экология промышленного региона: Тезисы докладов международной конференции. - Макеевка,

1995.-С. 60-61.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.23.05 "Строительные материалы и изделия", Киевский государственный технический университет строительства и архитектуры, Киев, 1996. .

В диссертационной работе выявлены научные основы получения высокопрочных и водостойких структур ГИПСОРОГО пашя используя сочетание метода прессования, низкого В/Г совместно,с полимерными И гидрофобными добавками. Исследован« технологические факторы влияющие ка физико-механические сеойства прессованного гипсового камня. Результаты лабораториьгх-иследований подтверждены опытно-промытленным внедрением разработанной технологии.

Ключевые слова: гипсовый камзиь, полимерная и гидрофобная добавки, прессование, гидратация, структурообразовакие, свойства, технология. '

Doroshenko A.Y. Compressed ' gypslum-containing r.iodified products of high strength and water resistance. -

Thesis in the form of a manuscript far the academic degtee of Candidate of Technical Science on the Speciality 05.23.05 - "Building Materials and Products". Kiev State Technical University of Construction and Architecture, Kiev, 1996.

In the manuscript the technology of rccieving products from modified gypsium binders with the help of polymer- and hydrophobic additives using the method of compressed semidiy mixes (W/G = 0.14-0.16) is suggested.

The physico-chemical conformities Of the influence of pressure on the processed of hydration and structure formation of gypsium binders are determined and scientific basis of teclevltig high strength arid water resistant structure of gypsium stone With polymer attd hydrophobic additives. Technological factors of gypsium stone With low W/G are underinvtstigallori. The influence of modified additives and fnethods of moulding on physico-mechanical properties of gypsium stone are studied.

Results of laboratory tests are '¡confirmed by the use irl practice in industries of this technology. This tethiiology is Used in- producing high strength and water résistante facing illre. .

The results of the thesis are published in 7 papers. . '

Key Words: gypsium, polyrnet- and hydrophobic additives, compressing, hydration, structure torrtiatioh, properties, technology.