Диссертация (1141516), страница 11
Текст из файла (страница 11)
41,981,14...1,1748,3...48,481,1...1,8-ПСМС в гипсовомПСМС в гипсовом камнекамне с 10 % ПСМС ис 10 % ПСМССП, ГФКоличество, мас. %6,9...7,123,46...3,943,01...43,5443,2...44,4349,8... 49,9350,1...50,491,06...1,61,05...1,610,71...0,77Анализ таблицы 3.24 показал, что в составе микросфер в 2 разауменьшилось количество натрия и появился кальций при сравненении гипсовыхкамней без СП и ГФ и модифицированного состава с 10 % ПСМС.ПослевведениясуперпластификатораPeraminSMF-10иредиспергируемого полимерного порошка Vinnapas 8031 H в гипсовую системус 10 % ПСМС были получены интегральные результаты, приведённые в таблице3.25.Таблица 3.25 – Интегральный элементный и химический анализыгипсового камня с 10 % ПСМС, СП, ГФ.ЭлементNaSiSCaO2СlКоличество,мас.
%2,07... 2,119,02...11,3614,64...16,6822,78...24,6844,3...45,120,19...0,2ОксидыNa2ОSiO2SO3CaOСl2ОКоличество,мас. %3,16...3,2425,76...26,3229,1... 29,1840,1...40,20,31...0,39Был также проведён микроструктурный анализ модифицированногогипсового камня с 30 % ПСМС. Микроструктура и зоны А и В гипсового камня с30 % ПСМС, СП, ГФ даны на рисунках 3.18 и 3.19.84Рисунок 3.18 – Микроструктура модифицированного гипсового камня с 30 %ПСМС, СП, ГФВ таблице 3.26 приведены интегральный элементный и химический анализы.85Таблица 3.26 – Интегральный элементный и химический составгипсового камня с 30 % ПСМС, СП и ГФЭлементNaSiSCaO2СlКоличество,мас.
%2,42…2,4414,05...14,117,03...17,125,21...25,2841,24...41,320,09...0,1ОксидыNa2ОSiO2SO3CaOСl2ОКоличество,мас. %3,45...3,531,78... 31,827,15...27,237,55...37,570,1...0,14На рисунке 3.19 представлена микроструктура модифицированногогипсового камня с 30 % ПСМС с СП и ГФ в зонах А (микросферы) и в зоне В(гипсовый камень). Элементный и химический анализы по зонам А и Впоказаны в таблицах 3.27.Рисунок 3.19 – Микроструктура гипсового камня с 30 % ПСМС, СП, ГФ:зона А (микросфера) и зона В (гипсовый камень)Таблица 3.27 – Элементный и химический состав микросферы вгипсовом камне с 30 % ПСМС, СП и ГФ в зоне АЭлементNaSiCaO2ВКоличество,мас.
%2,42...2,5444,51...44,530,27...0,2851,84... 51,911,04...1,51ОксидыNa2ОSiO2CaOВ2О3Количество,мас. %4,95... 4,9794,6... 94,620,42... 0,441,97...1,9986Сравнение результатов в таблице 3.28 говорит о том, что количествонатрия и кремния в микросферах при их расходах в камне 10 и 30 % осталисьпримерно на том же уровне, а количество кальция в микросфере в гипсовомкамне с 30 % ПСМС сократился более чем в 2 раза.Таблица 3.28 – Элементный анализ исходных ПСМС и ПСМС вгипсовом камне с 10 и 30 % ПСМС с СП и ГФЭлементПСМС в гипсовомПСМС в гипсовом камне камне с 30 % ПСМСи СП, ГФс 10 % ПСМС и СП, ГФИсходныеПСМСКоличество, мас.
%Na7,56...7,586,1...6,62,42...2,54Si41,8... 41,9842,5...44,4344,51...44,53S1,14...1,17O248,3...48,4850,1...50,4951,84... 51,91В1,1...1,81,05...1,611,05...1,59Са0,71...0,770,27...0,28Анализ таблицы 3.28 показал, что в составе микросфер немногоуменьшилось количество натрия и кальция.
Кальций, правда, уменьшился в 2,5раза.Количествокремниянезначительноувеличилось.Сравнениемодифицированных гипсовых камней с СП и ГФ производилось при расходе 10и 30 % ПСМС.Было проведено сравнение элементных анализов кристаллов гипса вчистом гипсовом камне, гипсовых камнях с 10 % ПСМС, СП, ГФ, с 30 %ПСМС, СП, ГФ. Результаты приведены в таблице 3.29.Таблица 3.29 – Элементный анализ кристаллов гипса в гипсовомкамне, гипсовых камнях с 10 и 30 % ПСМС и СП, ГФЭлементNaSiSCaO2СlЧистыйгипсовыйкамень0,1...0,1620,1...21,5531,4...31,8246,2...46,46-Гипсовый камень с10 % ПСМС и СП, ГФКоличество, мас.
%1,64...1,7120,34...21,4929,2...30,9344,2...45,90,45...0,61Гипсовый камень с30 % ПСМС и СП, ГФ0,85...0,870,94...0,9624,3...24,432,5... 32,6541,54...41,720,2...0,3287Сравнение элементных составов кристаллов гипса в таблице 3.29 говорито том, чтовсоставекамняпоявилсянатрий,аколичество кремнияуменьшилось в 1,5 раза в камне с 30 % ПСМС и СП, ГФ. Количество кальция исеры стало немного большим.Были получены рентгенограммы гипсового камня с 10 и 30 % ПСМС иСП, ГФ (рисунки 3.20 и 3.21).Рисунок 3.20 – Рентгенограмма гипсового камня с 10 % ПСМС, СП, ГФМодифицированные составы включали 0,75 % Peramin SMF-10, 4 %Vinnapas 8031 H от массы гипса.Были получены сводные данные по межплоскостным расстояниям вкристаллах (таблица 3.30) и интенсивности основных пиков гипса (таблица 3.31)для гипсовых систем с 10 и 30 % ПСМС, в том числе с СП и ГФ.88Таблица 3.30 – Межплоскостные расстояния в кристаллах гипсового камняУгол11,6о20,7о29,2о31о33,5оМежплоскостное расстояние d = n∙10-10 мКамень с 30 %Гипсовый камень Камень с 10 % Гипсовый каменьПСМС с СП ис 10 % ПСМС ПСМС с СП и ГФ с 30 % ПСМСГФ7,59897,6427,6226,03844,28194,29574,28974,37953,06573,07293,06963,01152,87542,87882,87662,81042,68412,68882,68682,7193Рисунок 3.21 – Рентгенограмма гипсового камня с 30 % ПСМС, СП, ГФПри сравнении межплоскостных расстояний и углов исследований дляполучения основных пиков гипса для гипсового камня с 10% ПСМС, СП и ГФбыло установлено следующее.
Все углы исследований остались теми же, что идля чистого гипсового камня без добавок, модифицированного гипсового камняс СП и ГФ, а также для гипсового камня с 10% ПСМС. По сравнению сгипсовым камнем с 10% ПСМС у модифицированного камня межплоскостноерасстояние d при угле 11,6о увеличилось на 0,043∙10-10 м. При углах 20,7о и 29,2о89увеличение составило около 0,01∙10-10 м (таблица 3.17). При углах 31 и 33,5отакженаблюдаетсянебольшоеповышениевеличинымежплоскостногорасстояния.Таблица 3.31 - Интенсивность пиков гипсового камняГипсовый каменьЧистый камень бездобавокМодифицированныйкамень с СП и ГФКамень с 10 % ПСМСКамень с 10 % ПСМС сСП и ГФКамень с 30 % ПСМСКамень с 30 % ПСМС сСП и ГФИнтенсивность пиков, имп/с, при межплоскостномрасстоянии d = n ∙10-10 м≈ 7,62≈ 4,29≈ 3,06≈ 2,87 ≈ 2,6812501900161095069015002350160011007301410270023008506001225227517001125750132020501925900675102515012501125150При сравнении основных пиков гипса (по рисунку 3.12 и таблице 3.18)было установлено, что их интенсивности существенно снизилась при углах до29,2о по сравнению с гипсовым камнем с 10 % ПСМС, но оказалась выше приуглах 31 и 33,5о.
При этом, следует учитывать, что гипсовый камень с 10 %ПСМС имеет расход гипса – 775 кг, а гипсовый камень с 10 % ПСМС и СП и ГФ– 810 кг/м3.При сравнении межплоскостных расстояний в кристаллах гипсовогокамня с 30 % ПСМС и у гипсового камня с 30 % ПСМС с СП и ГФ (рисунок3.13 и таблица 3.17) для основных пиков было определено, что всемежплоскостные расстояния при всех углах исследования изменились.
Болеетого, пик кристаллов гипса с d = 6,0384∙10-10 м обнаружен при новом углеисследований - 14,5о. Пики с d = 2,8104∙10-10 м и с d = 2,7193∙10-10 мидентифицированы при углах 32о и 33о соответственно.При оценке рентгенограмм гипсового камня с 10 и 30 % ПСМС с СП, ГФ(рисунки 3.20 и 3.21) кроме основных пиков кристаллов гипса былиобнаружены достаточно высокие пики с межплоскостными расстояниями: d =904,4777∙10-10 м; d = 2,1411∙10-10 м; d = 1,8489∙10-10 м; d = 1,6953∙10-10 м. Эти пикипринадлежатсоединениям,которыебудутустановленывдальнейшихисследованиях.Таким образом, указанные в таблицах 3.17 и 3.18, на рисунках 3.12 и 3.13данные, говорят о том, что, с одной стороны, полые стеклянные микросферы– ПСМС, добавки Peramin SMF-10 и Vinnapas 8031 H оказывают влияние накристаллическую решётку гипсового камня.
Особенно ярко это выражено присовместном использовании в гипсовой системе 30 % ПСМС и добавки PeraminSMF-10 и Vinnapas 8031 H. С другой стороны, модификация структуры находитсвоё отражение в улучшении свойств облегчённого гипсового камня с ПСМСдля реставрационных работ.Микроструктурный (рисунки 3.8 и 3.10) и рентгенофазовый (рисунки3.20 и 3.21) анализы гипсового камня с 10 и 30 % ПСМС и СП, ГФ доказываютформирование кристаллов двуводного гипса.Кристаллы гипсовой матрицы с 10 % ПСМС и СП, ГФ имеют размеры:- минимальное сечение: 0,9х0,72 мкм или 900х720 нм.- максимальное сечение: 6,12х5,4 мкм или 6120х5400 нм.Следует отметить, что отношение сторон прямоугольника находится от 7до 6. Такие кристаллы являются плоскими пластинами.Причём, толщины кристаллов становятся меньше, чем у гипсового камня с10 % ПСМС.
Были установлены заметные изменения кристаллической решётки угипсового камня с 30 % ПСМС (рисунок 3.8) по сравнению с гипсовым камнемс 10 % микросфер и гипсовым камнем без добавок.Кристаллы гипсовой матрицы с 30 % ПСМС и СП, ГФ имеют размеры:- минимальное сечение: 0,274х0,218 мкм или 274х218 нм.- максимальное сечение: 0,71х0,545 мкм или 710х545 нм.Такимобразом,доказано,чтополыестеклянныемикросферы,суперпластификатор Peramin SMF-10 (СП) и редиспергируемый полимерныйпорошок Vinnapas 8031 H, обладающий свойствами гидрофобизатора (ГФ),91оказывают существенное влияние на формирование кристаллов гипса и ихразмеры. Подробно данный вопрос будет рассмотрен в 4 главе.3.5. Выводы по главе 31.Установлено, что введение в гипсовую систему суперпластификатораPeramin SMF-10 (СП) и редиспергируемого полимерного порошка Vinnapas8031 H улучшает и уплотняет структуру камня.
Это происходит за счётсущественного сокращения воды затворения, изменения решётки кристалла(межплоскостного расстояния), а также значительного уменьшения размеровкристаллов и их перекрёстного расположения и увеличения интенсивностипиков модифицированного двуводного гипса. Это приводит к снижению В/Г на17 %, к повышению прочности гипсового камня с суперпластификатором игидрофобизатором при сжатии - на 15 %, при изгибе - на 23,4 % и росту марки на1ступень:сГ16доГ19.Установлено,чтосредняяплотностьумодифицированного гипсового камня для художественной лепнины возросло с1,88 до 2,06 г/см3.2. При реставрационных работах производственная необходимость требуетзначительного снижения средней плотности.
Введение 10 % ПСМС (от массыгипса) снижает среднюю плотность на 44,5 % (на 69 % в сухом виде) и за счётповышения В/Г на 50 % снижается прочность: при сжатии – до 6 раз, а приизгибе - в 3,6 раза. При этом установлено небольшое увеличение сроков начала иконца схватывания на 1,5 и 2,5 мин, соответственно.3. При введении 30 % ПСМС произошло дальнейшее снижение среднейплотности еще на 49 % (на 59 % в сухом виде) по сравнению с гипсовым камнемс 10 % ПСМС. При этом, повышение В/Г составило 60 %, а прочность присжатии уменьшилась в 2,5 раза, сроки начала и конца схватывания стали равнычистому гипсовому тесту и меньше, чем у состава с 10 % ПСМС, на 2 и 2,5 минсоответственно.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
