Отделочные покрытия на основе известковых составов имеют высокие показатели паропроницаемости и биостойкости. Это позволяет применять их для реставрации и ремонта зданий и сооружений исторической застройки. Учитывая, что известковые составы характеризуются медленными сроками отверждения и обладают недостаточной водостойкостью, в их рецептуру предложено вводить нанодисперсные добавки [1,2,3,4,5,6,7]. Результаты проведенных исследований показывают высокую эффективность применения в рецептуре известковых отделочных составов таких добавок, способствующих повышению водостойкости, морозостойкости отделочных покрытий.

Для улучшения эксплуатационных свойств покрытий на основе известковых составов нами предложено вводить в рецептуру комплексную модифицирующую добавку, содержащую синтезированные гидросиликаты, алюмосиликаты кальция и гипс [8].

Добавка представляет собой белый дисперсный порошок, характеризующийся истинной плотностью, составляющей 2140 кг/м³, насыпной плотностью 240 кг/м³.

Технология получения алюмосиликатной добавки заключалась в каустификации растворов жидкого стекла гидроокисью кальция с последующим взаимодействием полученного гидросиликата кальция с раствором сульфата алюминия Al₂(SO₄)₃ [9].

Оксидный состав синтезируемой добавки представлен в таблице 1.

Таблица 1. Содержание оксидов, присутствующих в синтезированной добавке

Анализ данных, представленных в таблице, свидетельствует, что в добавке в основном преобладают следующие оксиды:
SiO₂, СаO, Al₂O₃, Na₂O, SO₃. Ренгенофазовый анализ (РФА) показал, что минералогический состав добавки представлен гипсом, d, А (7.638, 4.298,), минералами тоберморитовой группы, d, А (3.049, 3.203, 1.826, 1.676), полуводным гипсом, d, А (6.063, 2.801, 3.490), твердым раствором CSH(B) в виде слабозакристаллизованного геля, d, А ( 2,181; 1,882; 1,741 ). Анализ рентгенограммы показал, что присутствует рентгеноаморфная фаза, содержащая цеолиты

Рис.1. Рентгенограмма образцов добавки

Полученные данные нашли дополнительное подтверждение при проведении дифференциально-термического анализа с помощью установки «Термоскан-2». Термический анализ (ТА) образцов проводили в интервале температур 20-1000°С в атмосфере воздуха при скорости нагрева 10°С/мин. На рис. 2 приведена термограмма добавки.

При анализе термограммы добавки установлено, что эндоэффект в области температур 105-160⁰С, составляющий Q=0,932 Дж, связан с удалением свободной воды. Следующий эндоэффект в области температур 170-200^оС, равный Q=1,443 Дж, объясняется дегидратацией гипса до полуводного гипса, дегидратацией гидроалюмосиликатов кальция-натрия и удаление химически связанной воды из гидросиликатов кальция. Эндоэффект при температуре 220^оС, составляющий Q=0,181 Дж, вызван полным обезвоживанием полуводного гипса до ангидрита. Сильный экзоэффект в области температур 780-900 связан с кристаллизацией гидросиликатов кальция, содержащихся в добавке. Потеря массы образца составила 19,2 %.

Рис.2.Кривые дифференциально-термического анализа образцов добавки

Введение добавки в рецептуру известковых композитов приводит к ускорению отверждения и росту прочности. Так, после 28 суток воздушно-сухого твердения прочность при сжатии известковых образцов составляет R_сж = 1,22 МПа, а с добавкой в количестве 5% от массы извести – 1,8 МПа. На наш взгляд, повышение прочности известковых композитов с синтезируемой добавкой обусловлен химическим взаимодействием извести с добавкой.

Также эффективность применения добавки оценивали по изменению реологических свойств. Содержание добавки составляло 1-5%. Кривые набора пластической прочности приведены на рис.3.

Рис. 3. Изменение пластической прочности известковой смеси: 1 –контрольный состав на известковом вяжущем В/И=1,1; 2 – состав на известковом вяжущем с добавкой 1%, В/И=1,1; 3 – состав на известковом вяжущем с добавкой 2%, В/И=1,1; 4 –состав на известковом вяжущем с добавкой 5%, В/И=1,1.

Установлено, что синтезируемая добавка ускоряет скорость набора пластической прочности известковой смеси. Спустя 10 часов после затворения пластическая прочность известковой смеси с добавкой в количестве 1% от массы извести составила t=21 кПа (рис.3,кривая 2), с добавкой в количестве 2% от массы извести – t=28кПа (рис.3,кривая 3), с добавкой в количестве 5% от массы извести – t=101кПа (рис.3,кривая 4). Пластическая прочность контрольного состава (без добавки) составила t=12кПа (рис.3,кривая 1).

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о возможности применения для ускорения структурообразования в известковых композита комплексной модифицирующей добавки на основе смеси гидросиликатов кальция, алюмосиликатов и гипса.

1. Логанина, В.И. Разработка органоминеральной добавки для сухих строительных смесей/В.И.Логанина, Н.А.Петухова, Э.Р.Акжигитова .//Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. –2011. – № 3. –С. 8-12.
2. Wen-Yih Kuo, Jong-Shin Huang, Chi-Hsien Lin,2006.Effects of organo modified montmorillonite on strengths and permeability of cement mortars. Cement and Concrete Research. Vol. 36, Issue 5:886-895.
3. Vejmelková, E., M.Keppert, Z.Keršner, P.Rovnaníková, R.Černý,2012. Mechanical, fracture-mechanical, hydric, thermal, and durability properties of lime–metakaolin plasters for renovation of historical buildings. //Construction and Building Materials.2012.– 31.–рр. 22-28.
4. 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. – 2012.-№1(637). – С.41–46
5. Логанина, В.И. Оптимизация состава композитов общестроительного назначения, модифицированных наноразмерными добавками/Логанина В.И., Макарова Л.В., Тарасов Р.В., Давыдова О.А.//Региональная архитектура и строительство. –2010.– № 2. –С. 53-57.
6. Логанина, В.И. Известковые отделочные составы с применением синтезированных алюмосиликатов/Логанина В.И., Кислицына С.Н., Жерновский И.В., Садовникова М.А. Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. – 2014. – № 2. – С. 55-57.
7. Ventolà, L., M.Vendrell, P.Giraldez, L.Merino. Traditional organic additives improve lime mortars: New old materials for restoration and building natural stone fabrics// Construction and Building Materials.–2011 –25, Issue 8.– рр.3313-3318.
8. V.I.Loganina, E.Simonov, Walerry Jezierski, Dorota Małaszkiewicz. Application of activated diatomite for dry lime mixes. //Construction and Building.– 2014.– volume 65.– Pages 29-37
9. А.с. 698923 Способ получения алюмосиликатного наполнителя. / В.С.Сажин, М.К.Мокшина,С.Д.Дементьева,Р.И.Калинина, А.И.Волковская, Н.В.Игнатьев, А.Н.Ющенко. Опубл.30.11.1979 Бюл.№43

Все статьи автора «Фролов Михаил Владимирович»