В статье приведены сведения о закономерностях структурообразования известковых составов с применением добавок на основе гидросиликатов кальция.

УДК 691.534.2

В.И. ЛОГАНИНА, доктор техн. наук, профессор, зав. кафедрой «Управление качеством и технология строительного производства»; И.С. ПЫШКИНА, старший преподаватель кафедры «Информационно-вычислительные системы», glazycheese@gmail.com, Пензенский государственный университет архитектуры и строительства

Ключевые слова: известковые сухие строительные смеси, гидросиликаты кальция, диатомит, структурообразование, пластическая прочность
Keywords: lime dry mortars, calcium hydrosilicates, diatomite, structure forming, plastic strength

Покрытия на основе известковых составов характеризуются высокими значениями паропроницаемости, адгезионной прочности и биостойкости. Это позволяет применять их для реставрации и отделки зданий и сооружений исторической застройки. Учитывая, что известковые составы обладают медленными сроками отверждения и недостаточной прочностью, в их рецептуру предложено вводить модифицирующие добавки [1, 2, 3, 4].

Проведенные ранее исследования подтвердили возможность регулирования структуры и свойств известковых составов путем введения в их рецептуру добавок на основе гидросиликатов кальция (ГСК), позволяющих повысить эксплуатационную стойкость покрытий [5, 6, 7].

Выявлено, что синтезируемые ГСК имеют различную основность. По данным [8], низкоосновные гидросиликаты кальция характеризуются большей прочностью. Учитывая это, с целью получения низкоосновных ГСК нами при синтезе добавки дополнительно были введены вещества, содержащие кремнезем, в частности, диатомит Инзенского месторождения с удельной поверхностью Sуд=19000 см²/г.

В работе использовались два режима синтеза: 1-й режим – осаждение в присутствии 15%-го раствора хлорида кальция в количестве 50% от массы жидкого стекла; 2-й режим – осаждение в присутствии 10%-го раствора хлорида кальция в количестве 50% от массы жидкого стекла с добавлением диатомита, при этом соотношение «твердая фаза : жидкая фаза» (Т:Ж) составляло 1:2. Полученную смесь перемешивали, отфильтровывали. Осадок высушивали при температуре 100°С.

В работе применялась известь 2-го сорта с активностью 86%. При этом содержание добавки гидросиликатов кальция составляло 30% от массы извести. Для сравнения изготавливались известковые образцы, приготовленные только с применением диатомита в количестве 30% от массы извести.

Реологические свойства известковых составов были изучены с помощью конического пластометра КП-3.

Установлено, что использование добавок на основе гидросиликатов кальция в рецептуре сухих строительных смесей способствует изменению их реологических свойств.

Так, пластическая прочность известковых составов с добавкой ГСК, синтезированной с применением диатомита, уже в возрасте 5 ч твердения составляет τ=2,1 кПа (рис. 1, кривая 1), а у известковых составов с добавкой ГСК, синтезированной без диатомита, – τ=1,88 кПа (рис. 1, кривая 2). Пластическая прочность контрольного состава составляла τ=0,9 кПа (рис. 1, кривая 4).

Рис. 1. Изменение пластической прочности известковой смеси: 1 – состав на основе добавки ГСК, синтезированной в присутствии диатомита; 2 – состав на основе добавки ГСК, синтезированной без диатомита; 3 – состав на основе диатомита; 4 – контрольный состав

Для регулирования свойств известковых составов в рецептуру были введены пластифицирующие добавки Кратасол ПФМ, Sika 3180, С-3 в количестве 1% от массы извести.

Таблица 1. Значения водоредуцирующего эффекта

Наименование пластификатора	Содержание пластификатора, % от массы вяжущего	Состав вяжущего
Наименование пластификатора	Содержание пластификатора, % от массы вяжущего	без добавки ГСК	с добавкой ГСК, синтезированной в присутствии диатомита
Кратасол ПФМ	1	1,5	1,7
Кратасол ПФМ	0,5	1,2	1,5
С-3	1	1,3	1,6
С-3	0,5	1,1	1,4
Sika 3180	1	1,2	1,5
Sika 3180	0,5	1,1	1,3

Изучался пластифицирующий эффект добавки в чисто известковой системе, а также в вяжущем с добавкой ГСК, синтезированной в присутствии диатомита. Выявлено, что максимальный пластифицирующий эффект в составе без добавок наблюдается при применении пластификатора Кратасол ПФМ. Водоредуцирующий эффект равен, соответственно, 1,5 (табл. 2). Введение в известь добавки ГСК, синтезированной в присутствии диатомита, способствует повышению пластифицирующего эффекта. Водоредуцирующий эффект увеличивается до 1,7 (табл. 2).

При анализе пластограммы, представленной на рис. 2, установлено, что применение пластифицирующих добавок в рецептуре известковых составов приводит к более медленному структурообразованию.

Рис. 2. Кинетика пластической прочности известковой смеси: 1 – известковая смесь с добавкой ГСК, синтезированной в присутствии диатомита, с добавлением Sika 3180 в количестве 1% от массы извести; 2 – известковая смесь с добавкой ГСК, синтезированной в присутствии диатомита, с добавлением С-3 в количестве 1% от массы извести; 3 – известковая смесь с добавкой ГСК, синтезированной в присутствии диатомита, с добавлением Кратасол ПФМ в количестве 1% от массы извести

Выявлено, что в возрасте 5 часов с момента затворения пластическая прочность известкового состава с добавкой ГСК, синтезированной в присутствии диатомита, и добавкой Кратасол ПФМ в количестве 1% от массы извести составляет τ=0,69 кПа (рис. 2, кривая 3), а у известкового состава с добавкой ГСК, синтезированной в присутствии диатомита, и с добавкой Sika 3180 в количестве 1% от массы извести, – τ=0,81 кПа (рис. 2, кривая 1).

Таким образом, выявлены закономерности изменения реологических характеристик известковых составов с добавками ГСК. Установлено, что введение данной добавки, синтезированной в присутствии диатомита, способствует ускорению отверждения известковых составов.

Библиографический список

1. Логанина В.И. Известковые отделочные составы с применением синтезированных алюмосиликатов / В.И. Логанина, С.Н. Кислицина, И.В. Жерновский, М.А. Садовникова // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова, №2, 2014, с. 55-57.

2. Шумков А.И. Бесклинкерное известково-алюмосиликатное гидравлическое вяжущее естественного твердения // Сухие строительные смеси, №3, 2011, с. 20-21.

3. Никифоров Е.А. Особенности структурообразования известковых композитов с применением модифицированного диатомита / Е.А. Никифоров, В.И. Логанина, О.А. Давыдова, Е.Е. Симонов //
Региональная архитектура и строительство, №2 (11), 2011, с. 4-9.

4. Калашников В.И. Сухие строительные смеси на основе местных материалов / В.И. Калашников, В.С. Демьянова, Н.М. Дубошина // Строительные материалы, №5, 2000, с. 30-33.

5. Логанина В.И. Оптимизация состава композитов общестроительного назначения, модифицированных наноразмерными добавками / В. И. Логанина, Л. В. Макарова, Р.В. Тарасов, О.А. Давыдова // Региональная архитектура и строительство, №2, 2010, с. 53-57.

6. Логанина В.И. Известковые отделочные составы с применением наполнителя на основе синтезированных гидросиликатов / В.И. Логанина, И.С. Пышкина // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Строительство и архитектура, т. 15, №4, 2015, с. 36-39.

7. Зоткин А.Г. Применение наполнителей в строительных смесях // Сухие строительные смеси, №3, 2009, с. 66-68.

8. Каушанский В.Е. Некоторые закономерности гидратационной активности силикатов кальция // Прикладная химия, №8, 1977, с. 1688-1692.