МОДИФІКОВАНІ ГІПСОЦЕМЕНТНОПУЦОЛАНОВІ В’ЯЖУЧІ РЕЧОВИНИ ТА БУДІВЕЛЬНІ РОЗЧИНИ ДЛЯ АРХІТЕКТУРНОГО ДЕКОРУ ЕКСТЕР’ЄРІВ :

Краткое содержание

ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність роботи, сформульовано мету досліджень, наукову новизну, практичне значення та основні задачі, розв’язані у роботі.

У першому розділі наведено огляд стану наукової розробки теми та визначено теоретичні передумови досліджень.

Технологія виробництва деталей архітектурного декору передбачає використання в’яжучих речовин, що мають короткі терміни тужавлення та можуть забезпечити виготовлення виробів з високою чистотою лицьової поверхні. У великих старих містах України, таких як Київ, Львів, Харків, Одеса та ін. існує необхідність у відновленні та реставрації фасадів пам’яток архітектури і старих будівель, які мають культурну та історичну цінність тому, що архітектурний декор тільки в деяких випадках перебуває в належному стані, а в більшості - в незадовільному чи повністю зруйнованому.

Зазвичай споживачів, архітекторів та будівельників приваблює білий колір або інші світлі відтінки різних кольорів тому, що вони надають більшу виразність та кращий естетичний вигляд архітектурному декору. Обмежена реалізація наведеної проблематики обумовлена недостатньою номенклатурою в’яжучих речовин, які мають необхідні технологічні характеристики та дозволяють отримати водостійкі та довговічні вироби.

Жодна в’яжуча речовина крім гіпсової за технологічними характеристиками не може повною мірою забезпечити ефективне виготовлення елементів архітектурного декору. Проте, як відомо, гіпсові матеріали мають низьку водостійкість та морозостійкість, що не дозволяє використовувати гіпсові в’яжучі речовини для виготовлення елементів архітектурного декору для фасадів.

Дослідження показали, що найбільш вдалим варіантом підвищення водостійкості гіпсових виробів є створення ГЦПВ речовин і матеріалів на їх основі. Проте традиційні склади таких матеріалів мають наступні недоліки: недостатній ступінь водостійкості; недостатню твердість лицьової поверхні та неприйнятний для переважної більшості елементів архітектурного декору сірий або інший темний колір; імовірність утворення в штучному камені етрингіту та в наслідок його карбонізації - таумаситу. Ці новоутворення можуть призвести до виникнення деструктивних процесів у штучному камені на пізніх стадіях тверднення та під час експлуатації.

Робоча гіпотеза полягає в тому, що передбачається можливість отримання ефективних матеріалів для виготовлення елементів архітектурного декору за рахунок оптимізації складу ГЦПВ речовини, що містить, крім гіпсової в’яжучої речовини, білий портландцемент, білу сажу (мікрокремнезем) та хімічні добавки - ВаСО₃ і ТіО₂. Вони позитивно вплинуть на розмір кристалів гіпсу і будуть сприяти направленому синтезу гідросилікатів кальцію, здатних до мікроармування штучної матриці, а також утворенню етрингіту, який є стабільним не тільки на ранніх, але й на пізніх стадіях тверднення, що приведе до підвищення водостійкості, міцності і довговічності штучного каменю.

У другому розділі наведено характеристики застосованих сировинних матеріалів та методів досліджень.

Для отримання матеріалу підвищеної міцності і довговічності із застосуванням модифікованої ГЦПВ як сировинні матеріали застосовано гіпсову в’яжучу речовину марки Г-10 α-модифікації, яка відповідає вимогам ТУ 00030937003-95, мікрокремнезем – білу сажу марки БС-100 (ГОСТ 18307-78), портландцемент білого кольору CEM I 52,5 N торгової марки "CIMSA" виробництва Туреччини, що відповідає європейському стандарту EN 197-1:2011 та вітчизняному ДСТУ EN 197-1:2008. Як добавки, що підвищують водостійкість ГЦП каменю використано барій вуглекислий (ГОСТ 2149-75) та двоокис титану (ТУ У 24.1-21606994-008-2004). Суперпластифікатор полікарбоксилатного складу Melflux 2651F використано як пластифікуючу добавку.

Як заповнювачі використано спучений перлітовий пісок (ДСТУ Б В.2. 7-157:2008), кварцовий пісок (ДСТУ Б В.2.7-32-95) та карбонатний пісок (ДСТУ Б В.2.7-27-95).

Модифіковану ГЦПВ речовину отримували шляхом ретельного перемішування сировинних компонентів у змішувачі примусової дії. Оптимізацію складу проводили на основі пошукових експериментів, а потім уточнювали за допомогою математичного планування за допомогою експериментально-статистичної моделі в системі «Complex».

Підбір складу розчинових сумішей був здійснений за стандартними методиками за ДСТУ Б В.2.7-23-95 з подальшою оптимізацією впродовж експериментальних досліджень.

Фізико-механічні властивості зразків-балочок визначали за ДСТУ Б В.2.7-239:2009. Вивчення елементів довговічності виконано шляхом дослідження водостійкості, морозостійкості і натурних випробувань. Морозостійкість зразків визначали за першим (базовим) методом згідно з ДСТУ Б В.2.7-48-96.

При визначенні водостійкості зразки насичували водою до постійної маси відповідно до ДСТУ Б В.2.7-170:2008 і випробовували міцність за ДСТУ Б В.2.7-239:2009, а потім розраховували коефіцієнт водостійкості.

Структуроутворення при твердінні модифікованої ГЦПВ речовини вивчено з використанням рентгенофазового, електронно-мікроскопічного, петрографічного, дифереціально термічного методів аналізу та методу капілярного просочування.

У третьому розділі наведено результати оптимізації складу в’яжучої речовини, дослідження особливостей процесів структуроутворення штучного каменю під час тверднення модифікованої ГЦПВ та їх вплив на експлуатаційні характеристики.

В основу проектування складу модифікованої ГЦПВ було покладено визначення здатності БС-100 зв'язувати вільний СаО. Це було зроблено за допомогою методу титрування. За результатами проведених досліджень, враховуючи особливості гідратації мінералів портландцементу та специфіки виготовлення змішаної в’яжучої речовини, встановлена необхідна кількість БС-100, що складає 17% від маси портландцементу.