УДК 691.175.746

ОПТИМИЗАЦИЯ СВОЙСТВ ИЗВЕСТКОВЫХ ПОКРЫТИЙ С НАПОЛНИТЕЛЯМИ НА ОСНОВЕ ГИДРОСИЛИКАТОВ КАЛЬЦИЯ

Логанина Валентина Ивановна1, Макарова Людмила Викторовна2, Тарасов Роман Викторович3, Сергеева Кристина Анатольевна4
1ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», доктор технических наук, профессор
2ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», к.т.н., доцент
3ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», к.т.н., доцент
4ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», к.т.н.

Аннотация
Одним из перспективных направлений является использование в составе известковых сухих строительных смесей тонкодисперсных наполнителей на основе силикатов кальция. Установлено, что использование наполнителей приводит к увеличению функциональных свойств получаемых отделочных покрытий.

Ключевые слова: гидросиликаты кальция, сухие строительные смеси


OPTIMIZATION OF PROPERTIES OF LIMY COVERINGS WITH FILLERS ON THE BASIS OF CALCIUM HYDROSILICATES

Loganina Valentina Ivanovna1, Makarova Ludmila Viktorovna2, Tarasov Roman Viktorovich3, Sergeeva Christina Anatolyevna4
1Penza State University of Architecture and Construction, Doctor of Technical Sciences, professor
2Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor
3Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor
4Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences

Abstract
One of the perspective directions is use as a part of limy dry construction mixes of fine fillers on the basis of calcium silicates. It is established that use of fillers leads to increase in functional properties of received finishing coverings.

Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Логанина В.И., Макарова Л.В., Тарасов Р.В., Сергеева К.А. Оптимизация свойств известковых покрытий с наполнителями на основе гидросиликатов кальция // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 9. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/09/37766 (дата обращения: 30.09.2017).

В практике отделочных работ зарекомендовали себя известковые сухие строительные смеси (ССС), обеспечивающие  за счет высокой паропроницаемости покрытий на их основе оптимальный микроклимат зданий и сооружений. Однако, недостаточная водостойкость и прочность известковых покрытий сдерживают более широкие применения известковых ССС при наружной отделке. Существующие методы повышения водостойкости известковых композитов, например, введение в рецептуру цемента, приводит к снижению паропроницаемости покрытий и как следствие, снижение срока службы.

Повысить эксплуатационные свойства покрытий на основе известковых сухих строительных смесей (ССС) можно путем введения в их рецептуру минерального наполнителя на основе гидросиликатов кальция (ГСК), синтезируемого из жидкого стекла в присутствии добавки – осадителя [1, 2].

При разработке отделочных составов на основе извести необходимо учитывать большое количество различных рецептурных и технологических факторов, как самой смеси, так и ее компонентов. В связи с этим возникают задачи, связанные с нахождением оптимальных решений в рецептурном и технологическом плане. Эффективным инструментом для решения такого рода задач может служить планирование эксперимента.

Обобщенный анализ результатов предварительных исследований позволил установить оптимальное соотношение компонентов отделочного состава, выбрать вид, количество и концентрацию раствора добавки-осадителя (30-50% от массы жидкого стекла в виде 7,5-15%-ного раствора), участвующей в синтезе наполнителя.

Кроме того, было установлено, что свойства синтезируемого наполнителя в значительной степени зависят от качества жидкого стекла. Для определения оптимальной плотности и модуля жидкого стекла, был спланирован полный факторный эксперимент. Основные уровни факторов и интервалы варьирования приведены в табл. 1.

В качестве параметра оптимизации была выбрана прочность при сжатии известкового композита y. Однородность дисперсий оценивалась по критерию Кохрена, адекватность моделей проверялась по критерию Фишера, значимость коэффициентов – по критерию Стьюдента при уровне значимости 0,05 [3…5].

Таблица 1. Условия изменения переменных

Уровни факторов

Факторы

Плотность жидкого стекла x1, кг/м3

Модуль жидкого стекла x2

Верхний уровень

1663

2,9

Нижний уровень

1130

1,53

Интервал варьирования

266,5

0,69

В результате обработки полученных экспериментальных данных была получена линейная модель для состава Известь+ГСК:

Полученная модель адекватно описывает влияние исследуемых факторов на прочность при сжатии известкового композита. Значимость коэффициентов уравнения регрессии свидетельствует о существенном влиянии плотности и модуля на параметр оптимизации. Интерпретация абсолютных значений коэффициентов уравнения регрессии и их знаков указывает на преобладающее влияние модуля жидкого стекла на формирование прочности. Графическая интерпретация полученной модели представлена на рис. 1.

 

Рисунок 1 – Зависимость прочности при сжатии от плотности и модуля жидкого стекла в системе «известь-гидросиликаты кальция»

Используя полученную модель, была рассчитана прочность при сжатии известкового композита в зависимости от плотности и модуля жидкого стекла (табл. 2). Установлено, что оптимальная плотность жидкого стекла находится в диапазоне значений 1130-1663 кг/м3 при модуле М=1,53-2,9.

Таблица 2. Значения прочности известкового композита

Плотность жидкого стекла, кг/м3

1130 1156 1183 1210 1236 1263 1290 1316 1343 1370 1397

Модуль жидкого стекла М

1,53 1,44 1,54 1,63 1,73 1,82 1,92 2,01 2,11 2,20 2,30 2,39
1,60 1,56 1,65 1,75 1,84 1,94 2,03 2,13 2,22 2,32 2,41 2,51
1,67 1,68 1,77 1,87 1,96 2,06 2,15 2,25 2,34 2,44 2,53 2,63
1,73 1,79 1,89 1,98 2,08 2,17 2,27 2,36 2,46 2,55 2,65 2,74
1,80 1,91 2,01 2,10 2,20 2,29 2,39 2,48 2,58 2,67 2,77 2,86
1,87 2,03 2,13 2,22 2,32 2,41 2,51 2,60 2,70 2,79 2,89 2,98
1,94 2,15 2,24 2,34 2,43 2,53 2,62 2,72 2,81 2,91 3,00 3,10
2,01 2,27 2,36 2,46 2,55 2,65 2,74 2,84 2,93 3,03 3,12 3,22
2,07 2,38 2,48 2,57 2,67 2,76 2,86 2,95 3,05 3,14 3,24 3,33
2,14 2,50 2,60 2,69 2,79 2,88 2,98 3,07 3,17 3,26 3,36 3,45
2,21 2,62 2,72 2,81 2,91 3,00 3,10 3,19 3,29 3,38 3,48 3,57
2,28 2,74 2,83 2,93 3,02 3,12 3,21 3,31 3,40 3,50 3,59 3,69
2,35 2,86 2,95 3,05 3,14 3,24 3,33 3,43 3,52 3,62 3,71 3,81
2,41 2,97 3,07 3,16 3,26 3,35 3,45 3,54 3,64 3,73 3,83 3,92
2,48 3,09 3,19 3,28 3,38 3,47 3,57 3,66 3,76 3,85 3,95 4,04
2,55 3,21 3,31 3,40 3,50 3,59 3,69 3,78 3,88 3,97 4,07 4,16
2,62 3,33 3,42 3,52 3,61 3,71 3,80 3,90 3,99 4,09 4,18 4,28
2,69 3,45 3,54 3,64 3,73 3,83 3,92 4,02 4,11 4,21 4,30 4,40
2,75 3,56 3,66 3,75 3,85 3,94 4,04 4,13 4,23 4,32 4,42 4,51
2,82 3,68 3,78 3,87 3,97 4,06 4,16 4,25 4,35 4,44 4,54 4,63
2,89 3,80 3,90 3,99 4,09 4,18 4,28 4,37 4,47 4,56 4,66 4,75

Плотность жидкого стекла, кг/м3

Модуль жидкого стекла М

  1423 1450 1477 1503 1530 1557 1583 1610 1637 1663
1,53 2,49 2,58 2,68 2,77 2,87 2,96 3,06 3,15 3,25 3,34
1,60 2,60 2,70 2,79 2,89 2,98 3,08 3,17 3,27 3,36 3,46
1,67 2,72 2,82 2,91 3,01 3,10 3,20 3,29 3,39 3,48 3,58
1,73 2,84 2,93 3,03 3,12 3,22 3,31 3,41 3,50 3,60 3,69
1,80 2,96 3,05 3,15 3,24 3,34 3,43 3,53 3,62 3,72 3,81
1,87 3,08 3,17 3,27 3,36 3,46 3,55 3,65 3,74 3,84 3,93
1,94 3,19 3,29 3,38 3,48 3,57 3,67 3,76 3,86 3,95 4,05
2,01 3,31 3,41 3,50 3,60 3,69 3,79 3,88 3,98 4,07 4,17
2,07 3,43 3,52 3,62 3,71 3,81 3,90 4,00 4,09 4,19 4,28
2,14 3,55 3,64 3,74 3,83 3,93 4,02 4,12 4,21 4,31 4,40
2,21 3,67 3,76 3,86 3,95 4,05 4,14 4,24 4,33 4,43 4,52
2,28 3,78 3,88 3,97 4,07 4,16 4,26 4,35 4,45 4,54 4,64
2,35 3,90 4,00 4,09 4,19 4,28 4,38 4,47 4,57 4,66 4,76
2,41 4,02 4,11 4,21 4,30 4,40 4,49 4,59 4,68 4,78 4,87
2,48 4,14 4,23 4,33 4,42 4,52 4,61 4,71 4,80 4,90 4,99
2,55 4,26 4,35 4,45 4,54 4,64 4,73 4,83 4,92 5,02 5,11
2,62 4,37 4,47 4,56 4,66 4,75 4,85 4,94 5,04 5,13 5,23
2,69 4,49 4,59 4,68 4,78 4,87 4,97 5,06 5,16 5,25 5,35
2,75 4,61 4,70 4,80 4,89 4,99 5,08 5,18 5,27 5,37 5,46
2,82 4,73 4,82 4,92 5,01 5,11 5,20 5,30 5,39 5,49 5,58
2,89 4,85 4,94 5,04 5,13 5,23 5,32 5,42 5,51 5,61 5,70

Таким образом, в зависимости от условий синтеза, можно получить наполнитель, характеризующийся  различными свойствами (размерами, наличием аморфной составляющей и т.д.) [6…12]. Наибольшими преимуществами с точки зрения прочностных характеристик обладают составы с наполнителем, полученным синтезом из жидкого стекла плотностью 1335-1663 кг/ми модулем М=1,53-2,9 в присутствии добавки-осадителя CaCl2.


Библиографический список
  1. Логанина В.И., Макарова Л.В., Мокрушина Ю.А. Получение наполнителей для известковых составов с применением технологии низкотемпературного синтеза // Научно-технический журнал Вестник ВГАСУ. Воронеж: ВГАСУ. 2011. №2. С.68-72.
  2. Логанина В.И., Макарова Л.В., Сергеева К.А. Свойства известковых композитов с силикатсодежащими наполнителями // Журнал «Строительные материалы». №3. 2012. С. 30-35.
  3. Бондарь, А. Г. Планирование эксперимента в химической технологии / А.Г. Бондарь, Г.А. Статюха. – Киев: Вища школа, 1976. – 186с.
  4. Вознесенский В.А. Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях. М.: Финансы и статистика, 1981.-263 с.
  5. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. – 279с.
  6. Логанина, В.И. Влияние технологии синтеза силикатных наполнителей на свойства известковых и отделочных составов / В.И.Логанина, Л.В. Макарова, К.А. Папшева  (Сергеева)// Региональная архитектура и строительство. – 2011. – №2. – С.66-69.
  7. Логанина, В.И. Закономерности синтеза тонкодисперсных наполнителей на основе гидросиликатов кальция / В.И. Логанина, Л.В. Макарова, К.А. Папшева(Сергеева)// Науковий вiсник Будiвництва.- 64- Харкiв ХДТУБА ХОТВ АБУ, 2011.- С.102-107.
  8. Логанина, В.И. Влияние режимов синтеза на свойства наполнителей на основе гидросиликатов кальция/ В.И.Логанина, Л.В. Макарова, К.А. Папшева(Сергеева)// Сухие строительные смеси. – 2011.-№3(23). – С.42-44.
  9. Сергеева, К.А. Преимущества наполнителей на основе гидросиликатов кальция для сухих строительных смесей /К.А. Сергеева// Теория и практика повышения эффективности строительных материалов: сборник докладов. – Пенза, 2011. – С.202-206.
  10. Логанина, В.И. Применение добавки на основе гидросиликатов кальция в сухих строительных смесях / В.И. Логанина, Л.В. Макарова, К.А. Сергеева// Сухие строительные смеси. – 2012.-№1(27). – С.16-18.
  11. Логанина, В.И. Оптимизация состава композитов общестроительного назначения, модифицированных наноразмерными добавками / В.И. Логанина, Л.В. Макарова, Р.В. Тарасов, О.А. Давыдова // Региональная архитектура и строительство. – №2(9). – 2010. – С. 53-57.
  12. Логанина, В.И. Повышение водостойкости покрытий на основе известковых отделочных составов / В.И. Логанина, Л.В. Макарова, С.Н. Кислицина, К.А. Сергеева // Известия высших учебных заведений. Социология. Экономика. Политика.- 2012.- № 1.- С. 41-47.


Все статьи автора «Макарова Людмила Викторовна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: