Диссертация (1141516), страница 15
Текст из файла (страница 15)
При анализе данных в таблице 4.19установлено, что у облегчённого упрочнённого гипсового камня с 30 %ПСМС определены самые высокие показатели межплоскостных расстояний вкристаллах гипса по сравнению с чистым гипсовым камнем для художественнойлепнины.
Рост составил ≈ 0,04∙10-10 м при угле исследований 11,6о и ≈ 0,02∙10-10м при угле исследований 20,7о.Следует отметить изменение фиксации пиков и соответствующего углаисследований (или отражения рентгеновских лучей) для состава гипсовогокамня с 30 % ПСМС, СП и ГФ (см. таблицу 4.20).Таблица 4.20 – Изменение межплоскостных расстояний d и угла отражения вкристаллах гипсового камня состава 30 % ПСМС, СП и ГФ№12345d = n∙10-10 м,гипс (без добавок)7,6224,2873,06862,8752,686Уголd = n∙10-10 м,Уголотражения 30 % ПСМС,СП+ГФ отражения11,6о6,038414,5о20,7о4,379520,7о29,2о3,011529,2о31о2,810432о33,5о2,719333оПосле введения в состав гипсового камня с 30 % ПСМС СП и ГФ в нём115значительно меняются межплоскостные расстояния.
Соответственно изменяютсяи углы отражения рентгеновских лучей: для 1 пика ≈ 3 о вправо (d уменьшается на1,58∙10-10 м), для 4 пика - 1о вправо (d уменьшается на 0,065∙10-10 м), и 5 пика –0,5о влево (d увеличивается на 0,106∙10-10 м). Введение в упрочнённую гипсовуюсмесь с 30 % ПСМС, СП, ГФ метакаолина (вместо 10 % гипса) существенноснижает большую разницу в межплоскостном расстоянии по 1-му пику.Микроструктурный (рисунки 4.1 – 4.4) и рентгенофазовый (рисунки 4.5 и4.6) анализы гипсового камня с 10 и 30 % ПСМС, ВМК и СП, ГФ доказываютформирование кристаллов двуводного гипса. Однако, доказано главное влияниеполых стеклянных микросфер, а также, в целом, органо- минеральной добавки,состоящей из ПСМС, метакаолина, суперпластификатора Peramin SMF-10 игидрофобизатора Vinnapas 8031 H на уплотнение структуры и изменение вкристаллах гипса в гипсовой матрице облегчённого гипсового камня с полымистеклянными микросферами.4.3.
Определение основных свойств упрочнённого гипсового камня сПСМСКак уже отмечалось, после модифицирования гипсовой системы с 10 %ПСМС путём введения в её состав 0,75 % СП Peramin SMF-10 и 4 % ГФVinnapas 8031 H были получены следующие свойства:- начало схватывания: Н.с.= 15 мин.; конец схватывания: К.с.= 17 мин.;- марка по прочности Г5.Сравнение результатов показало, что у гипсово-микросферной смеси икамня с 10 % ПСМС и СП, ГФ в возрасте 2 часов, В/Г снизилось на 20 %,влажность по массе – на 24 %. При этом, средняя плотность повысилась на 11%; а прочность за счёт существенного уплотнения структуры гипсовой матрицымежду микросферам увеличилась:- при сжатии - на 65 %; при изгибе - на 57 %;116- марка по прочности на 2 ступени: с Г3 до Г5.Для гипсовой смеси + ВМК (метакаолин) + 10 % ПСМС + СП (PeraminSWF-10) + ГФ (Vinnapas 8031 H) при В/Г = 0,53 и РН=7,6 были определены:- расплыв лепешки по визкозиметр Суттарда – 180 мм;- начало схватывания Н.с = 16,5 мин.; конец схватывания К.с.= 20 мин.;- средняя плотность смеси – 1280 кг/м3.После2часовтвердениябылиопределеныосновныесвойстваупрочнённого облегчённого гипсового камня с 10 % ПСМС и проведеносравнениесрезультатамитаблицы3.21.Свойствабездобавочного,модифицированного и упрочнённого гипсового камня с 10 % ПСМСпредставлены в таблице 4.21.Сравнение результатов таблицы 4.21 показало, что у упрочнённыхгипсовых смесей и камня с 10 % ПСМС в возрасте 2 часов, В/Г увеличилось на6%, влажность по массе уменьшилась – на 15 %.Таблица 4.21 – Свойства гипсового камня с 10 % ПСМС№образцаСредняя плотность,г/см3, образца:влажного123СредниезначениясухогоПрочность, МПа, наизгибВлажность,%Сжатие1,31,3021,301Гипсовый камень с 10 % ПСМС; В/Г = 0,60,8661,812,82,90,8681,783,43,30,8671,723,13,257,257,157,31,3010,86757,11,773,12Модифицированный гипсовый камень с 10 % ПСМС, СП и ГФ; В/Г = 0,51,361,112,755,15,146,21,341,092,815,35,245,91,351,1062,785,15,246,1123Средние1,351,1022,785,1746,1значенияУпрочнённый гипсовый камень с 10 % ПСМС, ВМК, СП и ГФ; В/Г = 0,5311,290,813,529,29,840,221,270,83,5411,011, 34031,280,8053,549,89,240,1Средние1,270,8053,5310,3240,1значения117Влажность снижается за счёт фактического уменьшения отношенияколичества воды к сумме гипса и метакаолина: В/(Г+ВМК) до 0,48.
При этом,средняя плотность снизилась на 14 %; а прочность за счёт существенногоуплотнения структуры гипсовой матрицы между микросферам увеличилась:- при сжатии – в 2 раза; при изгибе - на 27 %;- марка по прочности на 3 ступени: с Г5 до Г10.Для более существенного снижения средней плотности у упрочнённогогипсового камня количество ПСМС было увеличено до 30 %.После модифицирования гипсовой смеси и камня с 30 % ПСМС.
т.е.введения в её состав 0,75 % СП Peramin SMF-10 и 4 % ГФ Vinnapas 8031 Hбыли получены следующие свойства:- начало схватывания: Н.с.= 13 мин.; конец схватывания: К.с.= 16 мин.;- марка по прочности Г4.Былопроведеносравнениерезультатовмодифицированногоибездобавочного гипсового камня.В работе были определены свойства облегчённой гипсовой смеси с 30% ПСМС, ВМК, СП и ГФ. Так, водопотребность смеси при В/Г = 0,87 и РН =7,5, а также при расплыве лепешки по визкозиметру Суттарда составила 180 мм,а сроки схватывания смеси были:- начало схватывания - 14,5 мин.; конец схватывания – 17,5 мин.Средняя плотность смеси – 870 кг/м3.После2часовтвердениябылиопределеныосновныесвойстваупрочнённого облегчённого гипсового камня с 30 % ПСМС и проведеносравнениесрезультатамитаблицы3.22.Свойствабездобавочного,модифицированного и упрочнённого гипсового камня с 30 % ПСМСпредставлены в таблице 4.22.118Таблица 4.22 – Свойства гипсового камня с 30 % ПСМССредняяПрочность, МПа, наВлажность,№плотность, г/см3,%,образцаобразца:влажного сухогоизгибсжатиеГипсовый камень с 30 % ПСМС, В/Г = 110,960,5350,741,281,380, 420,9620,5450,781,321,2880,230,9640,5420,741,31,3280,3Средние0,9630,5440,761,380,3значенияМодифицированный гипсовый камень с 30 % ПСМС, СП и ГФ,В/Г = 0,8410,9120,5851,784,124,158,120, 9130,5871,844,114,1258,230, 9110,5831,864,14,1358,3Средние0,9110,5311,834,1158,234,1значенияУпрочнённый гипсовый камень с 30 % ПСМС, ВМК, СП и ГФ,В/Г = 0,8710,8710,5022,95,45,550,225,220,8690,5032,85,25,350,125,230,870,5012,855,25,449,925Средние0,870,5022,855,3350,125,1значенияСравнение результатов в таблице 4.22 показало, что у гипсовых смеси икамня с 30 % ПСМС, ВМК и СП, ГФ в возрасте 2 часов, (по сравнению смодифицированным) В/Г увеличилось на 3,5 %, влажность по массе снизиласьна 11 %.
Влажность снижается за счёт фактического уменьшения отношенияколичества воды к сумме гипса и метакаолина: В/(Г+ВМК) до 0,79. При этом,средняя плотность уменьшилась на 5 %, а прочность увеличилась:- при сжатии – на 30 %;- при изгибе - на 55 %;- на 1 ступень и превысила марку Г5 (была - менее Г4).Для сравнения свойств облегчённых гипсовых смесей и камнейбездобавочных, модифицированных и упрочнённых гипсовых смесей с 10 и 30% ПСМС была составлена таблица 4.23 и построены графики зависимости119средней плотности и прочности от расхода ПСМС в гипсовом камне бездобавок, с СП+ГФ и ВМК, СП+ГФ ( рис.4.7 - 4.8).Таблица 4.23 – Свойства гипсовых смесей и камня с 10 и 30 % ПСМСГипсовая система с ПСМС с:10 ПСМС + добавка30 ПСМС + добавкаСвойствоВМК,ВМК,СП+ГФСП+ГФСП+ГФСП+ГФОблегчённые гипсовые смеси с ПСМСВ/Г0,60,50,531,00,840,87В/(Г+ВМК)0,480,79рН8,08,27,78,48,67,5Начало схватывания, 13,51516,511,51314,5минКонец схватывания,18172015,51617,5мин.Облегчённый гипсовый камень с ПСМССредняя плотность,кг/м3:- в возрасте 2 часов1301 13501270963911870- в сухом виде8671102805544531502Предел прочности при1,772,783,530,761,832,85изгибе, МПаПредел прочности при3,125,1710,321,34,115,33сжатии, МПаРисунок 4.7 – Зависимость средней плотности в сухом состоянии от расходаПСМС в гипсовом камне120Рисунок 4.8 – Зависимость прочности на сжатие от расхода ПСМС в гипсовом камнеСравнение результатов в таблице 4.23 показало, что у гипсовых смесей с 10 и 30% ПСМС, ВМК, СП, ГФ, и смесей с 10 и 30 % ПСМС, СП, ГФустановлены следующие зависимости.
Для 10 и 30 % ПСМС соответственно:- В/Г или В/(Г+ВМК) снизилось на 4,1 и 6,3 %;- рН уменьшился на 6,5 и 14,6 %;- стали выше начало схватывания на 1,5 и 1,5 мин.;- конец схватывания – на 3 и 1,5 мин.Следует отметить, что снижение рН и истинного В/Г приводят кповышению прочности камня, увеличение сроков схватывания – к улучшениютехнологии реставрации и более спокойной работе рабочих- реставраторов.Таблица 4.24 - Свойства гипсовых камней с 10 и 30 % ПСМССвойство3Средняя плотность, кг/мСредняя плотность в3сухом состоянии, кг/мВодопоглощение по массе, %Водопоглощение пообъёму, %Коэффициент размягченияПрочность сцепления, МПаСорбционная влажность, %10 ПСМС + добавкаСП+ГФ ВМК,СП+ГФ13011350127030 ПСМС + добавкаСП+ГФ ВМК,СП+ГФ963911870867110280554453150221,511,47,133,817,514,318,612,25,718,49,37,20,570,535,20,641,54,30,71,853,10,480,36,70,60,615,40,650,94,2121Сравнение свойств гипсовых камней с 10 и 30 % ПСМС, ВМК, СП, ГФ, икамней с 10 и 30 % ПСМС, СП, ГФ в таблицах 4.23 и 4.24 и рис.
4.7-4.8позволили установить следующее. Для 10 и 30 % ПСМС соответственно:- средние плотности в сухом состоянии имеют значения 805 и 502 кг/м3;- средняя плотность снизилась на 6,3 и 4,7 %.- предел прочности при сжатии увеличился на 99,7 и 29,7 %.- водопоглощение по массе снизилась на 60 и 22 %.- коэффициент размягчения повысился на 12 и 14 %.- сорбционная влажность уменьшилась на 3,9 и 28,5 %.- прочность сцепления увеличился на 23,3 и 47,5 %.Были определены значения удельной прочности для чистого (ЧГ), сдобавкой СП и ГФ (МГ), для чистого гипсового камня с 10 и 30 % ПСМС, атакже модифицированного и упрочнённого гипсового камня с 10 и 30 %ПСМС. Результаты представлены в таблице 4.25.Как известно, удельная прочность Rуд.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
