ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ДОБАВКИ НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛУЧАЕМОЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОЙ СУХОЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ СМЕСИ

АННОТАЦИЯ

Получен новый состав теплоизоляционной сухой строительной смеси с добавлением обработанной алюмосиликатной микросферы органическим модификатором в количестве 15%, поликарбоксилатного пластификатора 1 % от массы цемента и органоминеральной добавки 5% от массы песка. Полученное теплоизоляционное покрытие обладает свойством уменьшения впитывания влаги до 4% отделочного состава и свойством увеличения Кразм полученных композитов до 0,94. При добавлении органоминеральной добавки на основе геополимера в количестве 5% от массы песка повышается прочность до 6 Мпа.

ABSTRACT

A new composition of a heat-insulating dry building mix was obtained with the addition of a treated aluminosilicate microsphere with an organic modifier in the amount of 15%, a polycarboxylate plasticizer 1% by weight of cement and an organomineral additive 5% by weight of sand. The resulting heat-insulating coating has the property of reducing moisture absorption to 4% of the finishing composition and the property of increasing the Crazm of the obtained composites to 0.94. When adding an organomineral additive based on a geopolymer in an amount of 5% by weight of sand, the strength increases to 6 MPa.

Ключевые слова: теплоизоляционное покрытие, прочность, геополимер, модификатор, композит, золошлак, органоминеральная добавка, впитывание влаги, алюмосиликатная микросфера.

Keywords: thermal insulation coating, strength, geopolymer, modifier, composite, ash and slag, organo-mineral additive, moisture absorption, aluminosilicate microsphere.

Введение

Качества деформативных отделочных покрытий должны быть похожи на качества деформативного газобетона. Деформация отделочных покрытий возникает от действия разных внешних воздействий. От разных воздействий может произойти нагрев или охлаждение, увлажнение или высушивание штукатурки. Во время этого процесса, при продвижении внутрь стены, амплитуда определённых воздействий изменяется: затухает и запаздывает по времени. Штукатурное покрытие, обладает высокой прочностью и более высоким модулем упругости в сравнении с газобетоном, при этом во время деформации способно вызвать большие напряжения в слое газобетона, которое примыкает к наружной отделке. Но газобетон к данному времени не всегда может еще получить достаточно внешних воздействий. Поэтому, во время возникающих деформаций, может возникнуть разрушение контактной зоны газобетон – отделочное покрытие. Во время применения менее прочного штукатурного состава, который обладает меньшим модулем упругости в сравнении с газобетоном, появляются небольшие внутренние напряжения, которые не способны образовать разрушение зоны соприкосновения газобетон – отделочное покрытие. Поэтому максимальная прочность во время сжатия покрытий для отделочных работ не должна превышать марки М50 [5].

Во время получения современных ССС, которые предназначаются для отделки газобетона, необходимо учитывать, что декоративные качества получаемых штукатурных покрытий должны рассматриваются не как основные. Самыми важными из показателей являются, такие характеристики, как способность отделочного Кнауф 15.9%, Юнис 7.7%, Старатели 3.9%, Волма 6.8%, Церезит 5.8%, Вебер 3.8%, Плитонит 1.9%. Данные покрытия должны создать защиту газобетонных изделий от разных климатических влияний, таких как осадки в виде дождя, снега и температурных колебаний. Во время использования отделочной штукатурки, теплозащитные качества ограждающей конструкции не должны становиться хуже. Применение современных отделочных составов должно увеличивать срок службы строительных конструкций из газобетона. Поэтому отделочная штукатурка должна обладать высокой прочность сцепления штукатурного слоя с основанием, высокой трещиностойкостью, хорошей устойчивостью к действию газовой агрессии и коррозии из-за солей, высокой стойкостью к различным грибковым воздействиям и др. [4].

Минеральные добавки в наше время часто применяются в рецептурах разных ССС и позволяют намного улучшить эксплуатационные свойства получаемых покрытий [3]. Изготовителями большого количества модифицирующих добавок, используемых в рецептуре ССС, являются зарубежные фирмы [2].

Были определены усадочные свойства покрытий во время отверждения. Количество наполнителей находилось примерно 40 % от массы извести. Определение усадочных деформаций покрытий проводилось во время их отверждения при температуре 20 ± 2 °С и относительной влажности воздуха j = 50-55 % с применением оптического компаратора ИЗА-2. Было определено, что небольшие усадочные деформации возникают во время применения стеклянных микросфер, спустя 28 суток, они составляют ε = 0,65 мм/м. Усадка растворных композитов, в которые были добавлены другие наполнители,  возникала спустя 28 суток и превысила ε = 1,1 мм/м [1].

Нами были разработаны теплоизоляционные сухие строительные смеси с алюмосиликатными микросферами, которые были получены на основе золошлаковых отходов. Полученные сухие строительные смеси предлагается использовать для отделки стен с внутренней и с наружной стороны зданий. Разрабатываемые покрытия на основе сухих строительных смесей должны быть водостойкими, и его коэффициент размягчения должен составлять не менее 0,80.

У контрольных образцов коэффициент размягчения Кразм на основе цемент-песочного состава составляет 0,65. Добавление в алюмосиликатные микросферы 15 % синтезируемой модифицирующей добавки позволяет уменьшить впитывание влаги цемент-песочного покрытия. Коэффициент размягчения полученного цемент-песочного композита наблюдался примерно Кразм=0,9. Для уменьшения впитывания влаги, получаемых цемент-песочных композитов до нормы, было принято решение использовать синтезированную добавку в составе разрабатываемой сухой строительной смеси на органоминеральной основе.

Для определения эффективности использовали в составе разрабатываемой сухой строительной смеси обычный цемент ПЦ-400 и для установления наилучшего количества его дозировки были определены прочность при сжатии и уменьшение впитывания влаги до 4 % получаемых композитов. При этом содержание цемента в марке ПЦ-400 варьировалось от 10 до 30 % от массы песка. Результаты исследования представлены на рисунке 1.

Рисунок 1. Влияние количества цемента на прочность при сжатии полученных композиций

В исследование видно, что использование в составе получаемой сухой строительный смеси цемента позволяет повысить прочность получаемых композиций. Оптимальной дозировкой цемента в составе сухой строительной смеси было принято 20% от массы песка, при дальнейшем увеличение количества цемента рост прочности повышается до 5 МПа, но мы решили при малом количестве цемента получить такую же прочность, легкость и водостойкость. Кроме того, увеличение цемента выше 20% значительно увеличивает плотность и теплопроводность полученного покрытия. Добавление обработанной алюмосиликатной микросферы органическим модификатором в количестве 15% и органоминеральной добавкой на основе геополимера в количестве 5% от массы песка, позволило уменьшить количество впитываемой влаги в отделочных составах и увеличить Кразм полученных композитов до 0,94.

Исходя из того, что в получаемом составе, включающем алюмосиликатную микросферу, полученную из золошлаковых отходов, модифицирующую добавку, цемент и органоминеральную добавку на основе геополимера, пластическая прочность набирается достаточно быстро, для замедления структурообразования можно предложить добавить в него дополнительно пластифицирующую добавку. Пластифицирующие добавки на поликарбоксилатной основе вводились в количестве 1% от массы цемента. Результаты исследований представлены на рисунке 2.

Результаты пластограмм (рисунок 2) свидетельствуют о том, что количество пластифицирующих добавок влияет на структурообразование получаемой композиции. Так, в возрасте 3 часов с момента твердения, пластическая прочность состава с добавкой составила τ = 0,67 кПа, а композиция без пластифицирующих добавок показала результат τ = 39,03 кПа.

Рисунок 2. Изменение пластической прочности растворной смеси с добавлением пластифицирующих добавок: 1 – получаемая композиция без добавки; 2 – получаемая композиция с добавкой на поликарбоксилатной основе

Приведенные данные на рисунке 2 показывают, что добавки на основе поликарбоксилатов обеспечивают больший пластифицирующий эффект по сравнению с композицией без добавки.

Учитывая, что добавка на поликарбоксилатной основе показала наилучший пластифицирующий эффект, было решено применять ее в дальнейшем при получении теплоизоляционной сухой строительной смеси.

Для улучшения когезионных и адгезионных свойств, и увеличения прочности получаемых теплоизоляционных сухих строительных смесей были проведены опыты с добавлением разного количества органоминеральной добавки на основе геополимера. Для определения оптимальной дозировки органоминеральной добавки в составе получаемых композиций проводили измерение прочности при сжатии после 28 суток твердения в воздушно-сухих условиях композитов, полученных на основе следующего состава: алюмосиликатная микросфера 15% от общей массы, синтезируемая органоминеральная добавка на основе геополимера в количестве 1-5% от массы песка, цемент ПЦ-400 в количестве 20% от массы песка, пластификатор на поликарбоксилатной основе в количестве 1 % от массы цемента, песок. Изменение количества добавляемой органоминеральной добавки влияет на прочность получаемой композиции. Для уменьшения впитывание воды алюмосиликатный микросферы заранее обработали с олеат натриям в количества 3 % от масса алюмосиликатный микросферы. Результат исследования показан в виде графиках на рисунке 3.

Рисунок 3. Влияние органиминеральной добавки на прочностные характеристики получаемого отделочного покрытия

На рисунке 3 видно, что количество добавляемой органоминеральной добавки влияет на прочностные характеристики получаемой композиции. На показанном графике видно, что наилучшим количеством добавленной органоминеральной добавки на основе геополимера является 5% от массы песка. При добавлении органоминеральной добавки в количестве 1 % от массы песка, прочность улучшилась от 3,8 МПа до 4,1 МПа, а при увеличении количества добавки до 5 % прочность увеличилась до 6 Мпа.

Таким образом в заключении можно сказать, что добваление в состав полученной сухой строительный смеси 20% цемента от массы песка, пластификатора на поликарбоксилатной основе в количестве 1 % от массы цемента, алюмосиликатной микросферы, обработанной органическим модификатором в количестве 15%, позволило уменьшить впитывание влаги отделочного состава и увеличить Кразм полученных композитов до 0,94. При добавлении органоминеральной добавки на основе геополимера в количестве 5% от массы песка повышается прочность до 6 Мпа.

Список литературы:

1. Баженов, Ю.М. Технология сухих строительных смесей: учебное пособие / Ю.М. Баженов, В.Ф. Коровяков, Г.А. Денисов. – М: Издательство АСВ, 2003. – 96 с. 
2. Голубев, В.И. Новые продукты на рынке добавок для сухих строительных смесей и бетонов / В.И. Голубев, П.Г. Василик // Строительные материалы. – 2006. – № 3. – С. 24–25. 
3. Гонтарь, Ю.В. Модифицированные сухие смеси для отделочных работ / Ю.В. Гонтарь, А.И. Чалова // Строительные материалы. – 2001– № 4. – С. 8-10.
4. В.И. Логанина, М.В. Фролов, М.А. Рябов/ Теплоизоляционные известковые сухие строительные смеси для отделки стен из газобетона//Вестник МГСУ 5/2016. С 82-92 
5. Фролов М. В./ Эффективные теплоизоляционные сухие смеси для отделки стен зданий из газобетона//Диссертационная работа. Пенза 2018. С 190.