РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГИПСОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ

УДК 666.91:691.33 (075)

Погорелов С.А.
Белгородская государственная технологическая академия строительных материалов

Известно, что получение ячеистой структуры материала возможно различными технологическими способами. Наиболее часто встречающимся способом поризации материала является введение в его состав пено- или газообразующих добавок [1].

Менее распространенным способом создания поризованной структуры служит метод нагнетания в смесь воздуха или какого-либо другого газа [2]. В Белгородской государственной технологической академии строительных материалов разработан метод получения ячеистой структуры материала за счет вакуумирования смеси, получивший название вакуумный [3]. В основу поризации системы “вяжущее–вода”, без введения в нее пено- и газообразователей, легла рабочая гипотеза, основанная на законе Бойля-Мариотта, показывающим, как увеличивается объем газа с изменением давления при постоянной массе и температуре [4]. Гипотеза заключалась в следующем:

  1. При получении полуводного сульфата кальция в результате удаления полутора молекул воды образуются поры как между кристаллами вяжущего, так и внутри их, в которых защемляется и адсорбируется воздух. В зависимости от способа производства и, соответственно, модификации вяжущего количество их различно: у b-модификации больше, а у a-CаSO4·0,5Н2О – меньше. Защемленный и адсорбированный воздух имеется и в активных минеральных добавках, при применении смешанных вяжущих, например гипсоцементно-пуццолановых (ГЦПВ). Применяемые добавки, например трепел, керамзитовая пыль, перлитовая мука, зачастую являются достаточно пористыми материалами
  2. В воде затворения гипсового вяжущего или ГЦП смеси также содержится растворенный воздух.
  3. При перемешивании смеси воздух “захватывается” и удерживается в ее составе.
  4. При вакуумировании смеси в результате создающегося градиента давления влага, водяной пар, воздух или паровоздушная смесь устремляются из зон с атмосферным давлением к вакуум-источнику и удаляются из нее.

Таким образом, все это позволяет паровоздушной смеси, имеющейся в системе “вяжущее–вода”, образовывать в ней ячеистую структуру, а быстрые сроки схватывания, присущие вяжущим веществам на основе гипса – зафиксировать ее в бетоне.

Технология получения материала с ячеистой структуры состоит в следующем: формы, расположенные в специальной вакуумкамере, на 60…70 % заполняются гипсобетонной массой. После этого вакуумкамера герметически закрывается крышкой и из нее откачивается воздух. Смесь вспучивается, а затем схватывается. После чего в камеру впускается воздух, крышка открывается, а полученные изделия расформовываются.

В каждом из этих технологических приемов образования ячеистой структуры, и особенно при вакуумном способе, важное практическое значение имеют реологические свойства поризуемых смесей.

Для исследований использовались смеси различных составов на основе гипсовых вяжущих веществ с применением пластифицирующих добавками и без добавок. Определение реологических свойств проводили на отечественном ротационном вискозиметре ВСН-3. Исследовали: пластическую вязкость, предельное динамическое сопротивление сдвига и предельное статическое напряжение сдвига.

Составы изучаемых смесей приведены в табл. 1.
РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГИПСОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙРЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГИПСОБЕТОННЫХ СМЕСЕЙ

Реологические характеристики гипсовых и гипсоцементно-пуццолановых смесей приведены в табл. 2.

Реологические характеристики гипсовых и гипсоцементно-пуццолановых смесей

Как видно из табл. 2, введение добавок-пластификаторов снижает реологические характеристики смесей. Смеси с содержанием гипса, портландцемента и трепела имеют реологические характеристики несколько ниже, чем гипсовые смеси. При этом также сохраняется тенденция снижения их при применении суперпластификатора С-3 и добавки СДБ.

Все это позволяет выбирать оптимальные технологические режимы получения ячеистого бетона на основе гипсовых и гипсоцементно-пуццолановых вяжущих веществ по вакуумной технологии.

Предложенная вакуумная технология получения ячеистобетонных газогипсовых изделий в виде мелкоштучных блоков, была реализована на нескольких предприятиях Белгородской области, а также Украины и Латвии. Полученные газогипсовые блоки использованы при строительстве жилых домов и хозяйственных построек. Стены жилых домов были облицованы силикатным кирпичом, а хозяйственных построек оставались не защищенными.

Следует отметить, что при получении газогипсовых блоков наблюдался эффект вариатропности, когда в нижней части блоков, при их изготовлении, структура была несколько плотнее, чем в верхней части. Это явление было нами использовано при монтаже блоков, когда блок нижней (более плотной) поверхностью укладывался наружу возводимой стены, тем самым, снижая водопоглощение и т.д.

Уже в течение нескольких лет автором осуществляется надзор за возведенными постройками. В жилых помещениях внутренние поверхности стен находятся в сухом состоянии, микроклимат помещений хороший. Никаких признаков негативных процессов на наружной поверхности блоков не обнаружено. Жалоб жильцов нет.

Библиографический список

  1. Лесовик В.С., Погорелов С.А., Строкова В.В. Гипсовые вяжущие материалы и изделия: Учебное пособие. – Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 2000. – 224 с.
  2. А.с. № 477131 (СССР). Способ приготовления ячеистобетонной смеси. /А.Н. Чернов–Опубл. в Б.И., 1975. – № 26. – С. 61.
  3. А.с. № 1357400 (СССР) Способ изготовления ячеистых гипсобетонных изделий. / Д.И. Гладков, А.Е. Грушевский, В.П. Балдин, С.А. Погорелов и др. – Опубл. в Б.И., 1987.- № 45, – С. 81.
  4. Погорелов С.А. Ячеистые бетоны на основе отходов витаминного производства: Автореф. дисс. … канд. техн. наук. – М., 1998. – 22 с.