ХИМИЧЕСКИЕ ДОБАВКИ В ПРОИЗВОДСТВЕ ЭФФЕКТИВНОЙ СУХОЙ ГИПСОВОЙ ШТУКАТУРКИ

Среди гипсовых материален и изделий сухая гипсовая штукатурка (СГШ) выгодно отличается простотой изготовления и высокой индустриальностью. Между тем нередки случаи, когда производственные мощности используются не полностью, и даже наметилась тенденция к сокращению выпуска этого вида продукции, что вызвано в первую очередь низким качеством материала, неквалифицированным применением его и дефицитностью одного из составляющих — картона.

Создалось определенное противоречие между высокоиндустрнальный. простой в аппаратурно-конструкционном оформлении технологией производства СГШ и низкими эксплуатационно-техническими показателями получаемого материала. Решение проблемы заключается в создании нового вида сухой гипсовой штукатурки толщиной до 25 мм с облегченным сердечником, обладающей высокими эксплуатационными характеристиками.

В свое время бытовало мнение, что создание СГШ улучшенного качества предполагает использование легких заполнителей типа перлита и пенополистирола. Однако, как показали систематические исследования, снижение объемной массы гипсовых материалов за счет использования легких заполнителей оказалось нецелесообразным. Для получения материала объемной массой 800 кг/м3 на существующих технологических линиях необходимо ввести перлита около 60%, что влечет за собой увеличение водопоглощення в дна раза и падение предела прочности при сжатии до 0,4 МПа. В случае использования поверхностно-активного вещества (ПАВ) для тех же целей его потребуется лишь 0,05% от массы гипса. Предел прочности при сжатии составит 1,7 МПа.

Принимая но внимание меньшую стоимость и. пониженный расход ПАВ при относительно высоком качестве облегченного гипсовою материала, можно утверждать, что прогресс к деле создания легкой и прочной СГШ следует искать в использовании химических добавок (ПАВ и полимерен). Способность ПАВ облегчать гипсовую массу оценивалась но коэффициенту вспенивания (К), определяемому как отношение объемов гипсовой смеси после вспенивания к исходному объему. Для получения гипсового сердечника исследовано влияние вспенивании и объемных масс образцов пеногипса от вида и концентрации наиболее эффективных добавок. Рабочие концентрации алкил- сульфатов для получения пеногипса миссий 800 кг/м приблизительно ниже концентрации

Других ПАП. Наиболее эффективным алкилеульфатом является вторичный Коэффициент вспенивания ОП-10, алкилсульфоната натрия и калия, алкамона и альбумина равны 1,2—1,3, что делает невозможным получение мате_ риала объемной массой 800 кг/м3.

Пенообразующая способность ПДр зависит от способа их введения в композицию. Дли ислользовании водного раствора объемная масса образц0в значительно выше объемной массы образцов, полученных при введении добавок в виде пены. Это можно иллюстрировать опытами, в которых получали пеногипс объемной массой 800 кг/цз В случае введения водного раствора вторичного алкилсульфата его необходимо около 0,22%, а при введение ПАВ в виде пены— только 0,1% мдс. гипса (рис. 1).

Прочность пеногипса с уменьшением объемной массы падает. Статистическая обработка экспериментальны, данных прочности пеногипсовых образцов разной объемной массы с использованием ряда ПАВ позволила установить экспериментальную зависимость предела прочности при сжатии от об-ц- емной массы образца;

Rcx = K(y — A).

По экспериментальным данным, К= = 3,8-10~2 и А = 330. С уменьшением объемной массы прочность пеногипс падает очень быстро. Для ее повышения целесообразно использовать полимерные добавки, введение которых в пеногипс имеет существенные особенности. Наиболее эффективными с точки зрения увеличения прочности гипса являются некоторые природные соединения и лишь специальным образом модифицированные карбамидные смолы, обладающие высокой скоростью и степенью превращения при относительно низких температурах.

На рис. 2 показана зависимость прочности при сжатии пеногипсовых образцов от концентрации широко используемых смол МФ-17, МФ и новых. специально разработанных и освоениях Кусковским химическим заводом. Наиболее эффективной является смола М-3, добавление которой в концентрации 0,5% массы гипса упрочняет материал в 3,5 раза. Предел прочности при сжатии увеличивается до 1,8 МПа (прочность образцов без полимерной добавки равна 0,5 МПа).

Большинство полимерных добавок способствует снижению коэффициента вспенивания. Существенным положительным фактом является то, что смола М-3 практически не уменьшает величину К. ССБ оказывает положительное влияние на объемную массу и прочность пеногипсового сердечника. Таким образом, подбором ПАВ и полимеров возможно получить достаточно прочный и легкий пеногипсовый сердечник СГШ. Указанные принципы подбора химических добавок могут быть использованы при получении других облегченных гипсовых материалов.

В процессе формования листа и сушки необходимо обеспечить приклеивание картона. Прочность приклеивания зависит от скорости движения материала на конвейере схватывании остаточной влажности СГШ после прохождения сушильной камеры и ряда других технологических параметров. Практика показала, что скорость движения конвейера схватывания при производстве СГШ с поризованным сердечником составляет 7 м/мин, а остаточная влажность не должна превышать 1%.

К материалу предъявляются повышенные требования по стойкости к удару. Эта задача была решена путем введения в пеногипсовый сердечник стекловолокна. Установлено, что на кривой зависимости прочности при изгибе от концентрации стекловолокна имеется минимум, соответствующий концентрации 0,05% от массы гипса (рис. 3).

Важным элементом и технологии производства облегченной СГШ является получение пеногипсовой массы. Время нахождения гипсовой массы в объеме действующих мешалок составляет около 15 с, что не позволяет получить однородную пеногипсовую массу. Увеличение времени перемешивания на экспериментальной мешалке в 2—3 раза обеспечивает создание пеногипсово го сердечника объемной массой меньше на 100—150 кг/м3 и более однородного по составу.

В 1976 г. на комбинате термозвукоизоляционных и гипсовых изделий объединения Стройпластмасс совместно с научно-исследовательской лабораторией физико-химической механики материалов и технологических процессов была выпущена опытная партия облегченной СГШ (10 тыс. м2). В настоящее время комбинат производит облегченную СГШ (рис. 4) по ТУ 400- 1/54-9-76 толщиной 14 мм, объемной массой 800—900 кг/м3 и пределом прочности при изгибе не менее 36 кгс/см2.