Фосфорнокислые газообразователи для газогипса —
Газогипс, обычно получаемый на сернокислом алюминии, имеет, как известно, такие существенные недостатки, как неоднородность структуры и колеблющиеся показатели прочности. Кроме того, при использовании в качестве газообразователя сернокислого алюминия приходится вводить замедлители сроков схватывания гипса, что усложняет технологию производства газогипсовых изделий.
Исследования кафедры технологии вяжущих материалов Харьковского политехнического института, проведенные в целях изыскания более эффективных газообразователей, показали, что определенный интерес в этом отношении представляют соли фосфорной кислоты.
Были опробованы однозамещенные соли фосфорной кислоты, которые при диссоциации образуют кислую среду. Растворимые вторичные фосфаты 2HPO, и (МН4)2 НР04 обнаруживают слабокислую реакцию, так как диссоциация НР04″ происходит в ничтожно малой степени Создание в системе гипс — карбонат — добавка среды различной степени кислотности позволяет выявить эффективность исследуемых солей для образования устойчивых пузырьков газа.
Степень кислотности (pH) однозамешенных солей при одной и той же концентрации характеризовались следующими данными: NaH2P04—4.55; NH4H2P04—3,86; CaiH2P04)2—2,83.
В исследованиях использовался гипс Артемовского месторождения, в качестве карбонатных добавок— белгородский мел, а для некоторых опытов харьковские глины с содержанием до 25 карбонатов.
Химический анализ сырья приводится в табл. 1.
Гипс характеризовался следующими техническими данными:, предел прочности при сжатии — 150 кг/см2, начало схватывания — 6 мин. 30 сек., конец схватывания — 10 мин. 30 сек.; объемный вес высушенных образцов 1.34 г/см3.
При лабораторных опытах гипс карбонат:- или глиняной добавкой затворялся водой в количестве, соответствующем нормально-, густоте теста. Газообразующая добавка вводилась вместе с водой затворения. Из полученной массы изготовляли кубики размером 7X7Хсм которые после затвердивания высушивали до постоянного веса при температуре 45°, а затем испытывали на прочность. Одновременно определяли скорость и вр-мя газообразования. сроки схватывания, температуру н время кристаллизации газогипсовых смесей. Количестзо газообразующей карбонатной добавки составляло 5% от веса гипса. Результаты испытаний представлены в табл. 2.
Наибольшее время газовыделения наблюдается при использовании в качестве газообразователя Са(Н2Р04)2 и наименьшее при A12S04)3.
С применением фосфорнокислых солей резко замедляются сроки схватывания. Наиболее эффективен в этом отношении Са(Н2Р04)2.
Для выявления влияния газообразующих добавок на степень растворения гипса проведены опыты по определению электропроводности газообразующих добавок и их смесей с гипсом. Растворимость чистых солей, определяемая по величине электропроводности, составляет: Са(Н2Р04)2—0,00483, NaH2P04— 0,00544 cur1 см~1, NH4H2P04—0,00583.
Характер кривых электропроводности смесей гипса с добавками и одного гипса (см. рисунок) свидетельствует о том, что наибольшая растворимость его наблюдается при введении NH4H2P04 и наименьшая при введении суперфосфата. Это положение подтверждается и полученными показателями скорости кристаллизации.
Следует отметить, что наибольшая растворимость гипса отмечается, как правило, в начале процесс схватывания. Это подтверждается расположением кривых электропроводности.
Таким образом, все использованные нами газообразователи (от 1 до 5%), введенные в гипсовую массу, содержащую до 5% карбонатных добавок, позволяют получать газогипс с объемным весом 600—900 кг/м3 и прочностью при сжатии от 17,5 до 41 кг/см2.
При введении глины, содержащей СаСОз в количестве 2% и выше, можно получить газогипсовые изделия объемным весом 750—800 кг/м3. Глины с более высоким содержанием карбонатных примесей способствуют получению газогипсовых изделий объемным весом менее 700 кг/м3.
Газогипс на основе фософорнокислых солей характеризуется мелкопористой, однородной ячеистой структурой, с одинаковой прочностью и весом по всему объему изделия.
Отличительной особенностью фосфорнокислых газообразователей, особенно суперфосфата, является замедление сроков схватывания, что позволяет получить газогипсовые изделия без каких-либо замедлителей. Стоимость их ниже стоимости других газообразователен.
Нами проведены опыты по использованию газогипса для производства сухой штукатурки. С это целью был изготовлен ряд образцов. Газообразователи вводились в количестве от 1 до 5%. а карбонатная добавка — по расчету, исходя из реакции газообразователя с углекислым кальцием.
Газогипсовая смесь наносилась на картон, смоченный 2-процентным раствором декстрина. Толщина слоя газогипсовой смеси равнялась 8—10 мм. Сверху накладывался картон, также смоченный раствором декстрина. Для лучшего контакта картона с газогипсовой смесью на поверхность давался при- груз из расчета 0.01—0.02 кг/см2. После затвердевания гипсовая штукатурка высушивалась при температуре 45°.
Сухая штукатурка на основе газогипса обладала объемным весом 840—900 кг/см3 и пределом прочности при изгибе до 54,2 кг/см2. На обычном гипсе получалась штукатурка с пределом прочности при изгибе 60,8 кг/см2 и объемным весом 1 150 кг/см3.
Полученные результаты позволяют рекомендовать применение газогипсовых смесей в производстве сухой штукатурки.