УДК 691.55

СИНТЕЗИРОВАННЫЕ АЛЮМОСИЛИКАТЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В СУХИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ СМЕСЯХ

Садовникова Мария Анатольевна
Пензенский государственный университет архитектуры и строительства
аспирант кафедры «Управление качеством и технологии строительного производства»

Аннотация
Приведены сведения о структуре и свойствах синтезированных алюмосиликатов. Показана эффективность их применения в известковых сухих строительных смесях.

Ключевые слова: пластическая прочность, синтезированные алюмосиликаты, состав, структура, сухие строительные смеси


SYNTHETIC ALUMINOSILICATES AND THEIR USE IN DRY CONSTRUCTION MIXTURES

Sadovnikova Maria Anatolevna
Penza State University of Architecture and Construction
Graduate student of "Quality Control and construction technologies"

Abstract
The information about the structure and properties of the synthesized aluminosilicates. The efficiency of their use in the lime dry construction mixtures.

Keywords: composition, dry mixes, plastic strength, structure, synthetic aluminosilicates


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Садовникова М.А. Синтезированные алюмосиликаты и их применение в сухих строительных смесях // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 11. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/11/40028 (дата обращения: 30.09.2017).

Для регулирования структуры и свойств сухих строительных смесей в их рецептуру вводят различные модифицирующие добавки[1,2,3].

Для расширения рынка модифицирующих добавок для сухих строительных смесей  на основе минеральных вяжущих исследовалась возможность получения добавки на основе синтезированных алюмосиликатов. Технология синтеза заключалась в осаждении алюмосиликатов из натриевого жидкого стекла сульфатом алюминия Al2(SO4)3 [4,5]. Добавка представляет собой порошок светлосерого цвета.  Удельная поверхность порошка, определенная методом БЭТ, составляет Sуд = 86.5 ± 3.5 м2/г.

Микроструктура полученной добавки была изучена с помощью электронного микроскопа при увеличении в 20 000 раз (рис.1). Установлено, что структура добавки представлена, в основном, частицами, размер которых составляет 2,25-8,1нм.

 Рисунок 1 Микроструктура синтезированных алюмосиликатов х20000.

Анализ химического состава добавки выявил высокое содержание химических элементов О, Si и Na, составляющее  соответственно 46,47-61,58%, 20,78-39,60% и 5,54-16,52%, что  свидетельствует о преобладании оксидов соответствующих элементов.

Для идентификации продуктов синтеза использовался полнопрофильный метод количественного рентгенофазового анализа с применением программы DDMver. 1.95c. Установлено, что концентрация аморфной фазы составляет 77,5%, кристаллическая фаза представлена тенардитом – ромбической модификацией сульфата натрия Na2SO4   и гиббситом [6]..

Анализ гранулометрического состава, выполненный с помощью автоматического лазерного дифрактометра FritschParticleSizerAnalysette 22, показывает, что менее 0,01 % составляют частицы размером 0,010–0,500 мкм, содержание частиц размером 100,000–200,000 мкм составляет 0,44 %. Менее 5 % составляют частицы диаметром 3,226 мкм, менее 15 % – частицы диаметром 6,985 мкм 

Для оценки сорбционных свойств  добавки определялось сорбционное увлажнение. При изучении кинетики сорбции влаги образцы проходили предварительную сушку в сушильном шкафу при температуре t=1100С до постоянной массы,  помещались в эксикаторы с различной относительной влажностью воздуха  φ = 18-97% и постоянной температурой t = 20 + 2оС. На основании полученных данных были построены изотермы сорбции и десорбции   (рисунок 2).

Результаты экспериментальных данных показали, что с увеличением относительной влажности воздуха закономерно возрастает сорбционная влажность, при этом процесс насыщения образцов влагой и влагоотдача описывается S-образными изотермами сорбции и десорбции, характерными для капиллярно-пористых материалов, хорошо смачиваемых водой. Сорбция влаги в интервале значений относительной влажности воздуха до 18% подчиняется закону Генри, т.е. зависимость сорбционного увлажнения от величины относительной влажности воздуха близка к линейной:

W=k(φ) (1)

Рисунок 2. Изотермы сорбции и десорбции для синтезированных алюмосиликатов

1-изотерма сорбции; 2-изотерма десорбции.

При повышении относительной влажности воздуха до 40% влагосодержание в образцах увеличивается в соответствии с уравнением Фрейндлиха [7]. Выпуклая часть изотерм (φ = 60-80%) указывает на присутствие внутри исследуемых образцов только адсорбированной влаги, состоящей из одного слоя молекул водяного пара. Повышение относительной влажности воздуха до 90% приводит к образованию на внутренней поверхности материала пленок адсорбированной влаги, состоящих из многих слоев молекул. Начиная с 80%-ной влажности происходит резкое возрастание сорбционного увлажнения, что свидетельствует о протекании процесса капиллярной конденсации [8].

Изотермы сорбции и десорбции совпадают только при очень малых и очень больших значениях относительной влажности воздуха, при других значениях – не совпадают. Изотермы сорбции располагаются ниже, чем изотермы десорбции и равновесное влагосодержание при одинаковом значении относительной влажности воздуха при десорбции влаги меньше, чем при сорбции влаги.

Синтезируемые алюмосиликаты предложено применять при изготовлении известкового композиционного вяжущего. Композиционное известковое с применением синтезированных алюмосиликатов характеризуется более быстрым отверждением по сравнению с чисто известковым вяжущим. Так, пластическая прочность теста прочность в возрасте 10 часов с момента затворения на основе композиционного  вяжущего составляет t =0,024  МПа,а на основе чисто известкового вяжущего t=0,0012 МПа.

Предлагается применять такое вяжущее при изготовлении сухих строительных смесей, предназначенных для реставрации зданий исторической застройки, а также отделки вновь возводимых объектов.

Известковые составы на основе композиционного вяжущего характеризуются хорошей удобоукладываемостью, отсутствием трещинообразования. Время высыхания до степени 5 составляет 15-20 минут, прочность сцепления с растворной подложкой -0,6-1,2МПа.


Библиографический список
  1. Логанина В.И. Известковые отделочные составы на основе золь-гель технологии/ В.И. Логанина, О.А. Давыдова// Строительные материалы. – 2009 – № 3. – С.50-51
  2. Логанина В.И. Оптимизация составов композитов общестроительного назначения, модифицированных наноразмерными добавками/ В.И. Логанина, Л.В. Макарова, Р.В. Тарасов, О.А. Давыдова// Региональная архитектура и строительство. – 2010.- № 2. – С. 53-57.
  3. Логанина В.И. Эффективность применения в сухих строительных смесях органоминеральных добавок на основе смешанослойных глин/ В.И. Логанина, С.Н. Кислицына, В.В. Черячукин, Э.Р. Акжигитова//Региональная архитектура и строительство. –2012.- № 3. – С. 57-60.
  4. Логанина В.И. Добавка на основе синтезированных алюмосиликатов для цементных систем/ В.И. Логанина, И.В. Жерновский, М.А. Садовникова, К.В. Жегера//Восточно-Европейский журнал передовых технологий. –2013. Т. 5.- № 6 (65). – С. 8-11.
  5. Логанина В.И. Реологические свойства композиционного известкового вяжущего с применением синтетических цеолитов/ В.И. Логанина, С.Н. Кислицына, Л.В. Макарова, М.А. Садовникова//Известия высших учебных заведений. Строительство. – 2013. – №4(652). – С.37-42.
  6. Solovyov L.A., includes rietveld and derivative difference minimization (DDM) methods. J. Appl. Cryst. 37,  2004. – Pp. 743-749
  7. Лопаткин, А. А. Теоретические основы физической адсорбции / А. А. Лопаткин. – М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1983. – 339 с.
  8. Гельфман, М. И. Коллоидная химия / М. И. Гельфман, О. В. Ковалевич, В. П. Юстратов. – спб.: Лань, 2008. – 336 с


Все статьи автора «Садовникова Мария Анатольевна»


© 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: