Одним из приоритетных направлений современного отечественного строительного материаловедения на сегодняшний день стала разработка эффективных сухих строительных смесей (ССС) с повышенными эксплуатационными свойствами и низкой себестоимостью.

При производстве ССС в основном применяют модифицирующие добавки зарубежных производителей, позволяющие значительно повысить эксплуатационные характеристики и регулировать структурообразование материала. Однако, это влияет на себестоимость сухих строительных смесей. В связи с этим актуальным является решение задачи по разработке отечественных модифицирующих добавок, что позволит снизить стоимость ССС [1,2].

Ранее проведенные исследования подтверждают целесообразность применения в ССС нанодисперсных добавок – синтезированных гидросиликатов кальция (ГСК), золя кремниевой кислоты, органоминеральных добавок в рецептуре сухих строительных смесей для обеспечения повышения стойкости покрытия [3 - 5].

В данной работе предложено использовать для регулирования структурообразования цементных ССС в качестве модифицирующей добавки синтезированные алюмосиликаты. Технология получения синтезируемой добавки заключалась в осаждении алюмосиликатов из натриевого жидкого стекла сульфатом алюминия Al₂(SO₄)₃ [6].

Микроструктура и химический состав добавки на основе синтезируемых алюмосиликатов изучены при помощи электронного микроскопа при увеличении в 400 000 раз (рисунок 1, Таблица 1).

Рисунок 1- Микроструктура синтезированных алюмосиликатов

Выявлено, что микроструктура добавки представлена частицами округлой формы размера 5,208-5,704µm.. Удельная поверхность частиц, измеренная методом БЭТ, составляет S_уд=86,5±3,5 м₂/г [7].

Таблица 1 –Химическийсостав синтезируемой добавки

Анализируя полученные данные таблицы 1, выявлено высокое содержание химических элементов О, Si и Na – соответственно 54,57%, 18,68% и 16,56%.

Для разработки рецептуры ССС в работе применялся Вольский портландцемент марки 400. Образцы изготавливались с водоцементным отношением В/Ц, равным В/Ц=0,43.Содержание синтезированной добавки составляло 10%, 20% и 30% от массы вяжущего.Образцы твердели в воздушно-сухих условиях.

Оценивалось влияние добавок на изменение содержания свободной и химически связанной воды в цементе. Результаты исследований приведены в таблице 2.

Таблица 2 –Содержание свободной и химически связанной воды в цементном камне

Как видно из приведенных в таблице 2 данных, в цементном камне, содержащем в рецептуре добавку на основе синтезированных алюмосиликатов, наблюдается уменьшение количества свободной воды  и увеличение химически связанной воды  по сравнению с контрольным образцом, что способствует созданию благоприятных условий для твердения цементного камня.

Проведены испытания на прочность при сжатии цементных образцов плиточного клея «ЮНИС – 2000» и плиточного клея с использованием в рецептуре синтезируемой добавки,набирающих прочность во влажных и воздушно-сухих условиях (рисунок 2).

Для изготовления плиточного клея на основе синтезированных алюмосиликатов был использован песок Чаадаевского месторождения с оптимальным соотношением фракций 0,63-0,315:0,315-0,14 соответственно 80:20 (%) с насыпной плотностью 1538,2 кг/м3, добавка на основе синтезируемых алюмосиликатов в составе 20% от массы цемента и подобрано оптимальное водоцементное отношение, В/Ц=0,28.

Образцы плиточного клея «ЮНИС – 2000» изготавливались согласно рецептуре, предложенной производителем.

Данные, полученные при испытании на сжатие образцов, твердевших в воздушно – сухих условиях (рисунок 2), показывают, что плиточный клей с содержанием в рецептуре синтезируемых алюмосиликатов по сравнению с плиточным клеем «ЮНИС – 2000» интенсивнее набирает прочность. Так, в возрасте 28 суток воздушно-сухого твердения плиточный клей с применением синтезируемой добавки превышает прочность плиточного клея «ЮНИС – 2000» на 35,66%.

Рисунок 2  – Кинетика набора прочности образцов, твердевших в воздушно-сухих условиях: 1 – плиточный клей (содержание добавки 20% от массы цемента), 2 –плиточный клей «ЮНИС-2000».

Таким образом, проведенные экспериментальные исследования свидетельствуют, что введение в рецептуру синтезированной добавки приводит формированию более прочной структуры при твердении в воздушно-сухих условиях.  Очевидно, что твердение плиточного клея происходит в более благоприятных влажностных условиях, т.е. синтезируемая добавка обладает влагоудерживающей способностью. Установлено, что добавка на основе синтезированных алюмосиликатов может с применяться в качестве структурообразующей добавки в рецептуре плиточного клея, взамен импортных добавок (Bermokol и метилцеллюлозы).

1. Wen-YihKuo, Jong-ShinHuang, Chi-HsienLin. Effects of organo-modified montmorillonite on strengths and permeability of cement mortars // Cement and Concrete Research. 2006. Volume 36. Issue 5. Pр. 886-895
2. Ventolà L., Vendrell M., Giraldez P., Merino L. Traditional organic additives improve lime mortars: New old materials for restoration and building natural stone fabrics // Construction and Building Materials. 2011. Volume 25.Issue 8.Pp. 3313-3318.
3. Логанина В.И., Давыдова О.А., Симонов Е.Е. Исследование закономерностей влияния золя кремниевой кислоты на структуру и свойства диатомита // Строительные материалы. –2011.– № 12.– С. 63.
4. Логанина В.И., Макарова Л.В., Сергеева К.С. Свойства известковых композитов с силикатсодежащими наполнителями // Строительные материалы. 2012. № 3. С. 30-31.
5. Дружинкин С.В. Сухие строительные смеси на основе цеолитсодержащих пород: дис….канд. техн. наук: 05.23.05: защищена 26.04.10– Красноярск., 2010. – 169 с.
6. Логанина В.И., Реологические свойства композиционного известкового вяжущего с применением синтетических цеолитов [Текст] / В.И. Логанина, С.Н. Кислицына, Л.В. Макарова, М.А. Садовникова // Известия высших учебных заведений. Строительство. – 2013.  – № 4. – С. 37-42.
7. Логанина В.И., Жерновский В.И., Садовникова М.А., Жегера К.В. Добавка на основе алюмосиликатов для цементных систем // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2013. Т. 5. №6. С. 8-11.
8. Горчаков Г.И., Капкин М.М., Скрамтаев Б.Г. Повышение морозостойкости бетона в конструкциях промышленных и гидротехнических сооружений. М.: «Стройиздат», 1965. 190 c.

Все статьи автора «Жегера Кристина Владимировна»