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

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

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/м³  и модулем М=1,53-2,9 в присутствии добавки-осадителя CaCl₂.

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»