Диссертация (1141516), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Определено, что прочность снизилась за счёт повышения В/Г иувеличения количества микросфер с 10 до 30 % от массы гипса. Это уменьшило92его количество с 1322 кг до 775 кг и до 420 кг для чистого гипсового теста, прирасходе 10 и 30 % ПСМС соответственно.4. Для повышения прочности облегчённой гипсовой системы с ПСМС иоптимизации модифицированного состава с суперпластификатором PeraminSMF-10игидрофобизаторомVinnapas8031Hбылоиспользованоматематическое планирование эксперимента. При двухфакторном в трёхуровняхисследованиисуперпластификаторабылоустановлено,чтооптимальнымрасходомPeramin SMF-10 является количество 0,75 %, агидрофобизатора Vinnapas 8031 H – 4 % от массы гипса.
В результате былиполучены математические модели свойств (прочностей при сжатии и изгибе,влажностей по массе и объёму) в виде уравнений регрессии.5. Доказано, что полые стеклянные микросферы, суперпластификатор PeraminSMF-10 (в количестве 0,75 %) и гидрофобизатор Vinnapas 8031 H (при расходе4 % от массы гипса) оказывают существенное влияние на формированиеплотной структуры из перекрещивающихся в разных плоскостях кристалловгипса, на их размеры и показатели.6. Установлено, что у модифицированной по сравнению с бездобавочнойгипсовой смесью с 10 % ПСМС, начало схватывания увеличилось на 1,5 мин., аконец схватывания сократился 1 мин.
При этом, В/Г снизилось на 20 %,влажность – на 24 %, средняя плотность повысилась на 11 %. Прочностьвозросла: при сжатии - на 65 %, а при изгибе - на 57 %. Марка по прочностистала выше на 2 ступени - с Г3 до Г5. Прочность при изгибе и сжатииувеличилась в 1,5 раза за счет снижения В/Г и существенного уплотненияструктурыгипсовойматрицымеждумикросферамипривведениисуперпластификатора Peramin SMF-10 и гидрофобизатора Vinnapas 8031 H.7. Определено, что у модифицированной по сравнению с бездобавочнойгипсовой смеси с 30 % ПСМС, начало схватывания увеличилось на 1,5 мин., аконец схватывания стал выше 0,5 минуты. При этом, В/Г снизилось на 19 %,влажность – на 38 %, средняя плотность уменьшилась на 6 %, а прочность присжатии увеличилась более чем в 3 раза, а при изгибе - более чем в 2,4 раза.
При93этом, прочность достигла марки Г4, а была - менее Г2.8. Установлено, что у модифицированного по сравнению с бездобавочнымгипсовым камнем с 10 % ПСМС, в составе стенок микросфер в 2 разауменьшилось количество натрия и появился кальций, перешедший, видимо, изгипсовой системы. При расходе ПСМС 30 % в составе микросфер немногоуменьшилось количество натрия, а кальция - уменьшился в 2,5 раза посравнению с модифицированным гипсовым камнем при расходе 10 % ПСМС.9. При сравнении элементных анализов кристаллов гипса в гипсовых камнях с 10% ПСМС, СП, ГФ и с 30 % ПСМС, СП, ГФ было установлено, что в гипсовойматрице в камне с 30 % ПСМС и СП, ГФ появился натрий, а количествокремния уменьшилось в 1,5 раза, а количества кальция и серы стали немноговыше.10.
Доказанные изменения в элементных составах гипсовой матрице и стенокмикросфер в камнях с ПСМС и СП, ГФ, привели к изменениям вкристаллическойисследованияхрешёткеустановленыдвуводногогипса.количественныеПрирентгенофазовыхзначенияиотличиямежплоскостных расстояний и интенсивностей основных пиков кристалловгипса в гипсовом камне без добавок и в гипсовых системах с 10 и 30 % ПСМС, втом числе с СП и ГФ.944.
ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ УПРОЧНЁННОГОГИПСОВОГО КАМНЯ С ПСМСДля разработки облегчённых гипсовых составов, необходимых дляреставрации памятников архитектуры, требуется существенное повышениепрочности при сохранении низких значений средней плотности. Для этих целейпредлагается в смесь гипса, ПСМС, суперпластификатора Peramin SMF-10 иредиспергируемогополимерногопорошкаVinnapas8031Hвведениевысокоактивного метакаолина ВМК-45 С. Его количество было определенопредварительными исследованиями. Было установлено, что эквивалентнаязамена 10 мас.
% гипса на 10 мас. % метакаолина, позволит значительноповысить пределы прочности при сжатии и на изгиб.Были определены свойства гипсовой смеси с ВМК, СП и ГФ.Водопотребность была равна 0,37 (В/Г = 0,37) при расплыве лепешки повизкозиметру Суттарда - 175 мм, рН=7,7. Сроки схватывания смеси: началосхватывания - 27 мин; конец схватывания -30,5 мин.4.1. Микроструктурный, химический анализы и оценка размеровкристаллов гипса в упрочнённом гипсовом камне с ПСМСДля повышения прочности модифицированного гипсового камня былприменён метакаолин марки ВМК-45 в количестве, равном 10% от массывысокопрочного гипса для художественной лепнины. Это было сделано с темрасчётом, чтобы суммарное количество было равно начальному количествугипса для каждого состава. Водогипсовое отношение – В/Г бралось от этойсуммы. Составы гипсовых камней с высокопрочным гипсом для художественнойлепнины, ПСМС, ВМК (метакаолином), суперпластификатором Peramin SMF-10и гидрофобизатором Vinnapas 8031H приведены во 2-ой главе.
Как ужеотмечалось, расход гидрофобизатора Vinnapas 8031 H составил 4 %, асуперпластификатора Peramin SWF-10 – 0,75 % от массы гипса. Был проведён95микроструктурный анализ упрочнённого гипсового камня с 10 % ПСМС.Микроструктура представлена на рисунках 4.1 и 4.2. На рисунке 4.2 указаны двезоны: Zona A - полая стеклянная микросфера и Zona B – кристаллы гипсовогокамня.Рисунок 4.1 – Микроструктура упрочнённого гипсового камня с 10 %ПСМС, ВМК, СП и ГФРисунок 4.2 – Микроструктура упрочнённого гипсового камня с 10 % ПСМС,ВМК, СП и ГФ в зоне А и зоне В96Структура упрочнённого гипсового камня с 10 % ПСМС, ВМК, СП и ГФотличается высокой плотностью упаковки, относительно малой пористостью, атакже равномерностью распределения микросфер в объёме гипсового камня.Это говорит о большой однородности структуры упрочнённого гипсового камняс 10 % ПСМС, ВМК, СП и ГФ.
При этом, формируется структура изперекрещивающихся в разных плоскостях кристаллов гипса.В таблице 4.1 приведены интегральные элементный и химическийанализы упрочнённого гипсового камня с 10 % ПСМС, ВМК, СП и ГФ (рисунок4.1).Таблица 4.1 – Интегральный элементный и химический составгипсового камня с 10 % ПСМС, ВМК, СП и ГФЭлементNaAlSiSCaСlO2Количество,мас. %8,92...8,961...1,211,05...11,0916,51...18,5516,1...17,280,08...0,1144,4...45,32ОксидыNa2ОAl 2O3SiO2SO3CaOСl2О-Количество,мас.
%14,03...14,052,5...2,5527,97...27,9929,2...29,2226,2...26,280,11...0,15-В таблице 4.2 приведены элементный и химический состав микросферы вупрочнённом гипсовом камне с 10 % ПСМС, ВМК, СП и ГФ. Анализ проведён взоне А (см. рисунок 4.2).Таблица 4.2 – Состав микросферы в упрочнённом гипсовом камне с 10 %ПСМС, ВМК, СП и ГФ в зоне АЭлементNaSiВO2Количество,мас. %6,4...6,537,7...
37,91,03...1,2453,1...53,5ОксидыNa2ОSiO2В2О3-Количество,мас. %10,5... 10,5288,1...88,211,1...1,44-97Аналогичные элементный и химический анализы были проведены угипсовой матрицы в упрочнённом гипсовом камне с 10 % ПСМС, ВМК, СП и ГФв зоне В (см. рисунок 4.2). Результаты представлены в таблице 4.3.Таблица 4.3 – Элементный и химический состав гипсовой матрицыгипсового камня с 10 % ПСМС, ВМК, СП и ГФЭлементNaSiSCaСlO2Количество,мас. %2,7...2,93,7...3,820,2...21,528,5...29,80,38...0,5144,8...44,98Количество,мас.
%4,2...4,89,95...10,940,12...42,2344,7...45,90,11...0,15-ОксидыNa2ОSiO2SO3CaOСl2О-Было проведено сравнение элементных анализов исходных ПСМС иПСМС в гипсовом камне с 10 % ПСМС с СП и ГФ, а также в упрочнённомгипсовом камне с 10 % ПСМС, ВМК, СП и ГФ.Сравнение результатовприведено в таблице 4.4.Таблица 4.4 – Элементный анализ исходных ПСМС и микросфер вмодифицированном и упрочнённом гипсовом камне с 10 % ПСМСИсходныеЭлементПСМСNaSiSСаВO27,56...7,5841,8...41,981,14...1,171,1...1,848,3...48,48ПСМС в гипсовом камне с 10 % ПСМС +:с ВМК, СП,без добавокс СП, ГФГФКоличество, мас.
%6,9...7,126,1...6,66,2...6,543,01...43,5442,5...44,4343,2... 43,91,06...1,649,8... 49,930,71...0,771,05...1,6150,1...50,491,03...1,2450,1...51,5При анализе результатов таблицы 4.4 установлено, что в упрочнённомгипсовом камне с 10 % ПСМС, ВМК, СП и ГФ в составе полых микросфер на981% уменьшилось количество натрия с одновременным увеличением содержаниякремния на 1,5 ...2 % по сравнению с исходным составом микросфер.Увеличение содержания кремния связано с возможным переходом его ионов изметакаолина и/или гидрофобизатора Vinnapas 8031 H.В таблице 4.5 приведены данные сравнения элементных составовгипсовой матрицы в чистом, а также модифицированном и упрочнённомгипсовом камне с 10 % ПСМС.Таблица 4.5 – Элементный анализ гипсовой матрицы в чистом,модифицированном и упрочнённом гипсовом камне с 10 % ПСМСГипсовый каменьГипсовый камень с 10 % ПСМС +:с ВМК,с СП+ГФ без добавокс СП, ГФЭлемент чистыйСП, ГФКоличество, мас.
%Na2,7...2,9MgAlSi0,1...0,160,22...0,26 0,61...0,661,64...1,713,7...3,8S20,1...21,55 22,1...22,55 22,1...22,5 20,34...21,49 20,2...21,5Ca31,4...31,82 33,6... 33,69 36,2...36,329,2...30,9328,5...29,8Сl0,77...0,970,45...0,610,38...0,51O246,2...46,46 43,2...43,6 41,2...41,444,2...45,944,8...44,98При анализе результатов таблицы 4.5 установлено следующее. В гипсовойматрице упрочнённого гипсового камня с 10 % ПСМС количество кальцияснижается на 2 ...3 % по сравнению с чистым гипсовым камнем дляхудожественной лепнины. Количество серы осталось примерно на том жеуровне.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
