Scientific journal
International Journal of Applied and fundamental research
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,593

Теплоизоляционные и конструктивно-те­плоизоляционные строительные изделия из ячеистых бетонов по причине высоких эксплу­атационных характеристик являются одними из перспективных и конкурентоспособных, на строительном рынке, материалами. Однако от­мечается дефицит материалов этой группы, как в РФ, так и в Сибирском регионе и особенно бе­тонов теплоизоляционного назначения.

Потребность строительного комплекса в та­ких материалах можно частично обеспечить за счет разработки составов и технологии производства штучных изделий из газогипса.

Расширение объемов производства изделий и конструкции на основе гипсовых вяжущих -резерв экономии топливно-энергетических ре­сурсов в строительстве. Это обусловлено тем, что производство гипсовых вяжущих в 5...10 раз менее энергоемко по сравнению с производ­ством цемента и извести, в 2,4 раза дешевле, не требует больших затрат на тепловую обработку изделий [1, 2].

Гипсовые материалы и изделия по основ­ным показателям (трудоемкости изготовления, топливо- и энергоемкости, и как следствие, низ­кой себестоимости) не имеют конкурентов при использовании их внутри помещений в зданиях различного назначения.

Кроме того, с учетом повышенных требо­ваний к теплозащите зданий (СНиП 23-02-03) актуальной является задача снижения величины средней плотности и повышения термического сопротивления теплозащитных (теплоизоляци­онных и стеновых) изделий в структуре зданий.

Традиционно при изготовлении ячеистых изделий на основе минеральных вяжущих (газо­бетон, газосиликат, газогипс) используют кремнеземистый компонент (кварцевый песок, зола и т. д.) и алюминиевую пудру в качестве газообразователя.

При этом алюминиевая пудра химически реагирует с щелочами с выделением водорода, который поризует формовочный кремнеземвяжущий шлам.

Поризация формовочного шлама с участием Al-пудры возможна при наличии в смеси кислотной среды.

Во всех случаях вспучивающим агентом яв­ляется водород.

Поризация    формовочной    массы    при    получении   пористых   материалов   на   минеральной основе возможна при наличии карбонатов и растворов кислот или со­лей с образованием поризующего агента в виде СО2.

 

Создание высокопористой структуры гипсо­вого изделия возможно за счет поризации гип­совой массы с применением комплексных видов газообразующих компонентов

В 50-х годах для получения гипса пред­ложено использовать в качестве газообра­зующего компонента сульфат алюминия и глину с высоким содержанием СаСО3 (до 25 %). Глины с таким высоким содержанием    выделением СО2: карбоната встречаются редко, а глинистый компонент не позволяет получать газогипс низкой средней плотности и требуемой проч­ности [3]

Авторами статьи предложено использовать для поризации гипсовой литой смеси дисперс­ный карбонат кальция и сульфат алюминия, вза­имодействие между которыми идет по реакции с выявлением CO2:

 

Анализ технической литературы показал, что сульфат алюминия как один из поризующих компонентов при получении поризованных гип­совых материалов не используется.

В настоящее время сульфат алюминия тех­нический предназначается для очистки воды, для использования в бумажной, текстильной и кожевенной отраслях промышленности.

В области строительства известно примене­ние Al2(SO4)3 в виде водного раствора для обра­ботки древесных стружек и дробленки с целью их минерализации при получении арболита для уменьшения вредного влияния моносахаров, нахо­дящихся в составе древесины на процесс гидрата­ции и твердения клинкерных минералов цемента.

Испытания показали техническую эффек­тивность, как поризующих гипсовое тесто, сме­си карбонатного и сульфатного компонентов. При этом в качестве карбонатного компонента использовался мел, а в качестве поризующего -сернокислый алюминий.

Формовочная гипсовая смесь готовилась в следующей последовательности. Строительный гипс и тонкомолотый карбонат кальция переме­шивались в сухом состоянии. Параллельно го­товился солевой раствор. При этом водогипсового отношение изменялось от 0,6 до 0,8. Затем смесь сухих компонентов (гипс + карбонат каль­ция) всыпалась в солевой раствор и интенсивно перемешивалась. Приготовленная литая гипсо­вая масса разливалась в формы-кубы. В табл. 1 представлены значения средней плотности и прочности при сжатии газогипса в зависимости от водогипсового отношения.

При поризации массы образуется однород­ная мелкая пористость размером 0,5-1 мм, общая пористость газогипса достигает 70 %, а величина средней плотности составляет 350-970 кг/м3.

При поризации массы образуется одно­родная мелкая пористость размером 0,5-1 мм, общая пористость газогипса достигает 70 %, а величина средней плотности составляет 350­970 кг/м3.

Необходимо отметить, что потенциальная энергия вспучивания при взаимодействии ком­понентов полностью не реализуется по причи­не быстрого схватывания гипсовой массы. По­этому возникает необходимость использования замедлителей схватывания, в качестве которого использовалась лимонная кислота. При введе­нии лимонной кислоты в формовочную смесь в количестве 0,09 % от массы гипса начало схва­тывания составило 19 минут, а конец схватыва­ния - 24 минуты.

Для улучшения структуры и физико-меха­нических свойств газогипса вводились совмест­но со строительным гипсом и тонкомолотым карбонатом кальция волокна трех видов: по­лимерные, базальтовые и стеклянные волокна. Установлено, что при введении полимерных волокон средняя плотность составляет 909-

962 кг/м3, прочность при сжатии 1,5-2,3 МПа и теплопроводность 0,263 Вт/(мх °С). При введе­нии базальтовых волокон плотность составила

952-978 кг/м3, прочность 2,5-2,98 МПа и тепло­проводность 0,291 Вт/(мх °С). При введении стеклянных волокон плотность составила 860­930 кг/м3, прочность при сжатии 2,5-3,5 МПа, теплопроводность 0,258 Вт/(мх °С).

В табл. 2 представлены значения средней плотности, прочности при сжатии и теплопро­водности газогипса в зависимости от вида арми­рующей добавки.

Следовательно, введение армирующей до­бавки в виде стеклянного волокна увеличивает прочность при сжатии газогипса на 43,1 % по сравнению с составом при введении полимерно­го волокна. По сравнению с составом на осно­ве базальтового волокна прочность при сжатии увеличивается на 22,2 %, а теплопроводность снижается на 11,3 %.

С учетом высокого водопоглощения и низ­кой морозостойкости газогипс может рассма­триваться только как стеновой материал, при­меняемый в межкомнатных перегородках в помещениях с относительной влажностью воз­духа до 60 % или как звукоизоляционный мате­риал при устройстве полов.

Список литературы

1. Мирсаев Р.Н. Опыт производства и эксплуатации гипсовых стеновых изделий / Р. Н. Мирсаев, В.В. Бабков, И.В. Недосеко // Строительные материалы. - 2008. - №3. - С. 78-80.

2.    Гончаров Ю.А. Российская гипсовая ассоциация: цели и задачи / Ю.А. Гончаров, А. Ф. Бурьянов // Строительные материалы. -2008. - №1.- С. 54-56.

3. Завадский В.Ф. Стеновые материалы и изделия: Учеб. пособие / В.Ф Завадский, А.Ф. Косач, П.П. Дерябин. - Омск: СибАДИ, 2005. - 254 с.