Автореферат диссертации (1141515), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Были получены данные по межплоскостным расстояниям кристаллов гипса, результаты которых представлены в таблице 5.Таблица 5 – Межплоскостные расстояния гипсового камня, d= n∙10-10 мУгол:Гипс.камень11,6о20,7о29,2о31о33,5о7,6224,2873,06862,8752,686Гипс. камень с 10 % ПСМССП+ ГФСП+ГФВМК7,59897,6427,62644,28194,29574,29293,06573,07293,07032,87542,87882,87752,68412,68882,6876Гипс.
камень с 30 % ПСМССП+ГФСП+ГФВМК7,6226,03847,66154,28974,37954,30163,06963,01153,07512,87662,81042,88142,68682,71932,6914Анализ данных таблицы 5 показал, что в гипсовом камне 10% ПСМС (посравнению с чистым гипсовым камнем) установлены изменения у модифицированного 10% ПСМС, СП+ГФ и упрочнённого гипсового камня 10% ПСМС,СП+ГФ, ВМК по межплоскостным расстояниям в кристаллах по пяти, указаннымв табл. 5, пикам.Было определено, что для гипсового камня с 10 % ПСМС без добавок привсех углах исследования межплоскостные расстояния в кристаллах гипса уменьшаются; для камня с 10 % ПСМС, СП + ГФ при всех углах исследования межплоскостные расстояния в кристаллах гипса увеличиваются; для упрочнённого камняс 10 % ПСМС, СП +ГФ, ВМК при всех углах межплоскостные расстояния тожеувеличиваются, но несколько меньше, чем у модифицированного камня.
Эти изменения связаны с изменениями элементного состава микросфер и гипсовой матрицы и размеров кристаллов гипса (см. таблицы 2 – 4). Поверхностные силыПСМС влияют на формирование структуры гипсового камня и являются активным минеральным компонентом органоминеральной добавки, как и метакаолин.Суперпластификатор Peramin SMF-10, гидрофобизатор Vinnapas 8031 H являютсяеё органической частью.Были установлены изменения в кристаллах гипсовых камней с 30 % ПСМС,в т.ч.
модифицированного и упрочнённого, по межплоскостным расстояниям (см.19табл. 5). Установлено увеличение межплоскостных расстояний в кристаллах гипсау камня с 30 % ПСМС и, особенно, у упрочнённого с 30 % ПСМС, СП + ГФ, ВМКгипсовых камней. Эти изменения произошли за счёт химической и поверхностнойактивности микросфер и изменениями элементного состава ПСМС и гипсовойматрицы, в т.ч. и благодаря СП и ГФ.Таким образом, доказано влияние ПСМС и гидрофобно-пластифицирующейдобавки, состоящей из ПСМС, метакаолина, СП Peramin SMF-10 и ГФ Vinnapas8031 H на структуру (изменение в кристаллической решётке) упрочнённого гипсового камня с ПСМС. Установлены межплоскостные расстояния в упрочнённомгипсовом камне: d = (7,6264; 4,2929; 3,0703; 2,8775 и 2,6876)∙10-10 м и d = (7,6615;4,3016; 3,0751; 2,8814; 2,6914)∙10-10 м с 10 % и 30 % ПСМС, СП+ГФ, ВМК, соответственно.При анализе данных таблицы 5 установлено, что у упрочнённого гипсовогокамня с 30 % ПСМС определены большие межплоскостные расстояния в кристаллах гипса по сравнению с чистым гипсовым камнем.
Рост составил ≈ 0,04∙10-10 мпри угле исследований 11,6о и ≈ 0,02∙10-10 м при угле исследований 20,7о. Имеются также некоторые изменения фиксации пиков и соответствующего угла исследований (отражения рентгеновских лучей) для камня с 30 % ПСМС, СП + ГФ.Увеличение интенсивности основных пиков кристаллогидратов свидетельствуетоб их повышенном содержании.Для сохранения лепного декора старинных дворцов, не имеющих системыотопления, требуется повышение эксплуатационных свойств. В таблице 6 приведены эксплуатационные свойства эффективных гипсовых смесей и камней с 10 и30 % ПСМС, СП+ГФ, ВМК для реставрационных работ.Как видно из таблицы 6, по сравнению с чистым гипсовым камнем упрочнённый камень с ПСМС обладает технической эффективностью по показателям:средней плотности; удельной прочности; прочности сцепления; коэффициентуразмягчения; сорбционной влажности.20Таблица 6 – Эксплуатационные свойства гипсовой смеси и камня с 10 и30 % ПСМС для реставрационных работКонтрольный(чистый гипсовыйкамень)0,410% ПСМС,СП+ГФ.ВМК,0,4830%ПСМС,СП+ГФ,ВМК0,797,57,77,412,016,514,5Конец схватывания смеси, мин.15,52017,5Средняя плотность камня в1850127087014458055024.404,415,712,712,910,661,81,850,90,54,90,73,10,654,2НаименованиепоказателейВ/Г (расплыв гипсовоготеста 180+5мм)рН смесиНачало схватывания смеси, мин.3возрасте 2 ч, кг/мСредняя плотность3сухого камня, кг/мУдельная прочность приизгибе, МПаУдельная прочность присжатии, МПаПрочность сцепления с основанием (из чистого гипса для художественной лепнины), МПаКоэффициент размягченияСорбционная влажность, %На основании разработанных ТУ 2352-201-10-29888514-2017 «Эффективныйгипсовый материал для реставрационных работ», утверждённые ООО «Инновационный ресурс» было осуществлено опытное апробирование эффективного гипсового материала объёмом 5,1м3 при проведении ремонтно-восстановительныхработ в помещениях ООО «МаСТ».
Таким образом, выполненные работы по апробированию предлагаемых технических решений и полученные при этом результаты испытаний показали состоятельность и техническую эффективность предлагаемого эффективного гипсового материала для реставрационных работ.ЗАКЛЮЧЕНИЕ1.Обосновано и экспериментально доказано, что совместное введение в вы-сокопрочный гипс полых стеклянных микросфер (ПСМС), гидрофобнопластифицирующей добавки (суперпластификатор (СП) Peramin SMF-10 + гидрофобизатор (ГФ) Vinnapas 8031 H) и метакаолина способствует снижению В/Г,21средней плотности и улучшает эксплуатационные свойства композиционногоматериала за счет синергетического эффекта, проявляющегося в интенсивностипроцесса образования кристаллогидратов более крупных размеров, образующихплотную дендритоподобную структуру модифицированного гипсового камня,обладающий следующими показателями в возрасте 2 ч (при расходе ПСМС 10 и30 % соответственно): средней плотностью в сухом состоянии – 805 и 502 кг/м3;пределом прочности при сжатии 10,32 и 5,33 МПа; удельной прочностью – 12,9 и10,66 МПа; прочностью сцепления с основанием – 1,85 и 0,9 МПа; водопоглощением по массе – 7,1 и 14,3 %; коэффициентом размягчения – 0,7 и 0,65; сорбционной влажностью – 3,1 и 4,2 %.2.Предложена методика исследований, включающая последовательное сни-жение средней плотности при расходе ПСМС (0; 10; 30 %) с одновременным повышением прочности и других эксплуатационных свойств за счёт введения указанных добавок.3.С использованием методов математического планирования эксперимента иметодов регрессионного анализа оптимизированы составы гипсового камня прирасходах ПСМС 10 и 30% по критериям прочности (при сжатии и изгибе), влажности (по массе).
Выявлено, что оптимальным расходом суперпластификатораPeramin SMF-10 является количество 0,75%, а гидрофобизатора Vinnapas 8031 H– 4 % от массы гипса.4.На основании электронной микроскопии установлено, что при взаимодей-ствии полых стеклянных микросфер (ПСМС), гидрофобно-пластифицирующейдобавки (СП+ГФ) и метакаолина в гипсовом тесте процесс формирования кристаллизационной структуры гипсового камня протекает в стеснённых условиях.Это приводит к образованию плотной дендритоподобной структуры из перекрещивающихся в разных плоскостях закономерных сростков кристаллов гипса,формирующих более прочную контактную зону между микросферой и гипсовымкамнем.5.Установлено, что введение в смесь с 10 и 30 % ПСМС добавок СП+ГФ илиВМК+СП+ГФ даёт значимое повышение прочности у модифицированного и,особенно, у упрочнённого гипсового камня за счёт значительного увеличения22площади поперечного сечения кристаллов двуводного гипса.6.Установлены изменения в кристаллах гипса, связанные с уменьшениеммежплоскостных расстояний у гипсового камня с 30 % ПСМС, а также с их увеличением - у модифицированного и, особенно, у упрочнённого с 30 % ПСМС,гипсовых камней за счёт химической и поверхностной активности ПСМС и изменениями элементного состава микросфер и гипсовой матрицы, в т.ч.
и за счётдобавки.7.Доказано, что после введения в состав гипсового камня с 30 % ПСМС, СПи ГФ в нём меняются межплоскостные расстояния (от 0,065∙10 - 10; 0,106∙10-10 м до1,58∙10-10 м). Соответственно изменяются и углы отражения рентгеновских лучей:от 0,5 до ≈ 3о у этих пиков. Наличие в упрочнённом гипсовом материале с 30 %ПСМС, СП+ ГФ и метакаолина (вместо 10 % гипса) существенно снижает большую разницу в межплоскостном расстоянии.8.При сравнении с чистым гипсовым камнем доказано, что упрочнённыйгипсовый камень с 10 и 30 % ПСМС, СП+ГФ, ВМК обладает технической эффективностью по показателям средней плотности; удельной прочности; прочности сцепления с основанием; коэффициенту размягчения и сорбционной влажности.9.Разработаны рекомендации по получению эффективного гипсового мате-риала на основе полых стеклянных микросфер для реставрационных работ.Рекомендации, разработанные в диссертации, по упрочнённому гипсовомуматериалу с ПСМС для реставрационных работ, обеспечивающему высокое качество, могут быть применены при проектировании и реставрации памятников архитектуры с деревянными несущими конструкциями с целью сохранения и восстановления гипсовых деталей.Перспективы дальнейшей разработки темы диссертации возможны всоздании научных положений по дальнейшему совершенствованию состава эффективного гипсового материала, в т.ч.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
