ВЛИЯНИЕ РЕЖИМА ТВЕРДЕНИЯ НА ГИДРАТАЦИЮ ГИПСОЦЕМЕНТНОПУЦЦОЛАНОВЫХ ВЯЖУЩИХ

Гипсоцемецтнопуццолановые вяжущие вещества (ГЦПВ), предложенные в свое время проф. А. В. Волженскнм, заняли прочное место среди прогрессивных строительных материалов благодаря относительной простоте их производства, быстроте твердения и значительно большей по сравнению с гипсовыми вяжущими. Тем не менее возможности рационального использования таких вяжущих в строительстве еще не исчерпаны

Исследования проф. Г. И. Книпшон показали, что для приготовления ГЦПВ могут быть использованы гипсовый камень (двуводный гипс) и местные материалы в качестве гидравлической добавки (горелые породы и др.). Такое вяжущее значительно дешевле, так как стоимость гипсового камня с учетом его переработки не превышает 3 руб. за 1 т (оптовая цена строительного гипса Ш руб. и более за 1 т). Кроме того, ГЦПВ на основе двуводного гипса имеет пониженную нормальную густоту твердения (до 24—27% против 50—60% па вяжущем с использованием строительного гипса) и не требует применения замедлителей сроков схватывания при изготовлении изделий.

Однако использование такого вяжущего сопряжено с некоторыми затруднениями, главной причиной которых является недостаточная изученность кинетики твердения ГЦПВ и особенно вяжущего на основе двуводного гипса. Известно, что при неправильно подобранном составе ГЦПВ (недостаточное содержание гидравлической добавки) и неблагоприятном режиме твердения (медленное связывание алюминатов и ферритов кальция гипсом) возможно разрушение сульфатированных вяжущих вследствие образования гидросульфоалюмината кальция.

В связи с этим авторами данной работа проведены исследования кинетики образования этого соединения и при гидратации ГЦПВ на основе строительного и двуводного гипса.

Исследования проводились при различных режимах твердения с использованием методики ВНИИжелезобетона для определения связанного (в гиаросульфоалюминат) гипса и метода потерь при прокаливании для оценки степени гидратации вяжущего.

В ГЦПВ сочетаются два материала, значительно отличающиеся по скорости гидратации. Если твердение вяжущего протекает в условиях нормально-влажностного режима при 20°С, гидратация цементной составляющей происходит в сложившейся структуре гипса при наличии между структурными элементами жестких связей, Это должно приводить к возникновению напряжений, влияющих на основные свойства материала.

При 80—95С скорость гидратации строительного гипса значительно снижается ввиду понижения растворимости, а скорость гидратации цементной составляющей резко возрастает. Формирование структуры происходит при отсутствии большого числа жестких связей. Это позволяет предположить, что тепловлажностная обработка гипсоцементных бетонов при 80—95°С может не только интенсифицировать процесс их твердения, но и способствовать получению материалов с более высокими показателями прочностных и других свойств Наиболее благоприятные условия создаются при применении подогретых смесей.

Для исследования использованы клинкер портландцементный Липецкого цементного завода, белгородский гипсовый камень Новомосковского месторождения, благодатенский трепел и строительный гипс Ново.московского гипсового комбината. Состав вяжущего: строительный или двуводный гипс — 50%, клинкер — 30% и трепел—20%. Предварительно размолотые материалы смешивали в лабораторной шаровой мельнице. Удельная поверхность вяжущего составляла 2000— 2200 с.м2/г.

Изучение процесса гидратации проводилось с использованием теста (В/В = = 0,55) при нормально-влажностном (20°С) режиме твердения; перемешивании 2 мим и пропаривании при 95°С 8 ч; перемешивании 2 мин, выдержке при 20°С 1,5 ч, подъеме температуры до 95°С 2 ч, пропаривании 8 ч.

В процессе нормального твердения отбор проб производился в следующие сроки: 1,5 ч., 1 сут., 3 сут., 7 сут. При пропаривании пробы отбирались после 1,5 ч выдержки при 20°С и далее через каждые 2 ч. В отобранных пробах прекращалась гидратация с помощью ацетона и сушки в вакуумном шкафу до постоянной массы.

Обезвоженные пробы подвергались химическому анализу для определения содержания гипса, связанного в гидросульфоалюминат по методу Т. И. Розенберг, а также потерь при прокаливании при 400 и 90С6С. Результаты исследований представлены на рис. 1, 2 и 3.

Кроме того, определяли прочность материалов при указанных режимах твердения для ГШТВ на строительном и двуводном гипсе. Использование подогретых смесей при пропаривании повысить прочность при сжатии ГЦПВ (раствор 1 :0 5/6 = 0.55) с 206 до 290 кгс/см2 и с 120 до 210 кг/см2 при использовании строительного и двуводного гипса.

Петрографический анализ образков показал, что при пропаривании образуется низкосульфатная форма гидросульфо- алюмината кальция. Присутствие высокосульфатной формы наблюдалось только в образцах при нормальном твердении в ранние сроки

Итак, на скорость связывания гипса в гидросульфоалюминат кальция влияет вид гипса и режим твердения ГЦПВ. Наибольшее различие в скорости образования гидросульфоалюмината кальция в зависимости от вида гипса наблюдается при пропаривании с предварительной выдержкой при 20°С.


Образование -гидросульфоалюмината в случае использования нагретой смеси на двуводном гипсе протекает интенсивнее, чем с предварительной выдержкой.

При пропаривании нагретой смеси на основе строительного гипса происходит заметное торможение гидратации полу- гидрата и интенсивное твердение цементной составляющей.

Вид гипса и режим твердения существенно влияют на прочность ГЦПВ.