Известковые составы с применением модифицирующей добавки на основе золя кремниевой кислоты | Статья в журнале «Молодой ученый»

Авторы: ,

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №5 (64) апрель-2 2014 г.

Дата публикации: 04.04.2014

Статья просмотрена: 210 раз

Библиографическое описание:

Логанина В. И., Давыдова О. А. Известковые составы с применением модифицирующей добавки на основе золя кремниевой кислоты // Молодой ученый. — 2014. — №5. — С. 78-80. — URL https://moluch.ru/archive/64/10142/ (дата обращения: 22.07.2018).

В статье изложены результаты исследования свойств известковых декоративных составов с применением зольсодержащей добавки, предназначенных для отделки и реставрации зданий и сооружений.

Ключевые слова: декоративные штукатурки, санация зданий, паропроницаемость отделочного слоя, адгезионная и когезионная прочность.

Реставрация исторических зданий, сохранивших (в большей или меньшей степени) первоначальную отделку, вызывает определенные трудности, связанные с несовместимостью известковой штукатурки с современными отделочными материалами. Как показывает практика, наилучшие результаты при восстановлении поверхностей, оштукатуренных известковыми штукатурными растворами, достигаются при использовании красок, близких по составу к историческим аналогам, т. е. известковых. Краски этого типа обладают высокой паропроницаемостью, не вызывают напряжений в материале штукатурки, не разрушают ее и не имеют склонности к отслаиванию в процессе эксплуатации

В настоящее время при проведении реставрационных работ для отделки применяют в основном известковые составы, поставляемые зарубежными фирмами «Tikkurila», «Caparol» и др., что удорожает стоимость работ и делает их зависимыми от импортных поставок.

Нами разработаны известковые составы с применением наномодифицирующих добавок, предназначенные для реставрации зданий исторической застройки [1,2,3,4].

Ниже приведены сведения о известковом составе с применением золя кремниевой кислоты. Для получения золя применялось натриевое жидкое стекло плотностью 1,46 г/см3, которое разбавляли водой и пропускали через катионитовую колонку и получали 2 %-ный золь с рН 3,0–4,0. Анализ полученных экспериментальных данных свидетельствует, что введение добавки золя кремниевой кислоты способствует повышению прочности при сжатии известковых растворов. Так, прочность при сжатии при введении 2 %-ного золя кремниевой кислоты при соотношении известь: золь И:З=1:1 в возрасте 28 сут твердения составляет Rсж =1,7 МПа, а контрольного (без добавки золя) — 0,85 МПа. Повышение концентрации золя вызывает больший прирост прочности. При введение в рецептуру 4 %-ного золя при соотношении И:З=1:1 прочность при сжатии составляет Rсж =1,98 МПа. Дальнейшее увеличение содержания золя кремниевой кислоты в рецептуре известковых отделочных покрытий при соотношении И:З=1:1,25 и И:З=1:1,5 вызывает незначительный прирост прочности. Установлено, что по комплексу физико-механических свойств оптимальным является соотношение известь:золь = 1:1 при использования 2 %-ного золя. Применение двухпроцентного золя кремниевой кислоты обусловлено его жизнеспособностью, хотя 4 %-ный золь дает большее увеличение прочности.

Результаты расчета показали, что количество удельной теплоты Q, выделившейся при смачивании извести золем кремниевой кислоты, составило 15,0 кДж/кг, а при смачивании извести водой — 10,6 кДж/кг, что свидетельствует о более интенсивном процессе твердения извести.

При изучении кинетики твердения известковых композиций установлено, что эффективность действия золя наблюдается и в раннем возрасте твердения. Так, прочность при сжатии состава с соотношением компонентов И:Н=1:3, В/И=2 с добавкой 2 %-ного золя кремниевой кислоты при отношении И:З=1:0,5 в возрасте 7 суток составила Rсж = 0,68 МПа и в возрасте 28 сут Rсж = 1,23 МПа, в то время как у контрольного соответственно Rсж = 0,25 МПа и Rсж = 0,85 МПа.

Увеличение срока старения золя кремниевой кислоты до 15 суток способствует снижению его активности и вызывает меньшее повышение прочности при сжатии в возрасте 28 сут воздушно-сухого твердения, составляющее при отношении И:З=1:1 29 % по сравнению со 100 %-ной прочность при сроке старения золя 1 сутки.

При разработке рецептуры известковых составов, предназначенных для реставрации памятников архитектуры, нами в качестве декоративного наполнителя применялся цветной песок Нижнеаблязовского месторождения (Пензенская область, Кузнецкий район). Наполнитель представляет собой смесь песка и глины, имеющую красно-коричневый цвет. Наполнитель относится к легким суглинкам. Удельная поверхность Sуд.= 679,33 см2/г, средний диаметр частиц 33,20 мкм. Химический состав песка следующий, масс. %: SiO2 -89,34–95,48; Al2O3–2,45–5,06; Fe2O3–0,11–0,39; п.п.п. -0,32–1,10. Содержание пигмента в песке 97кг/м3. Отделочные слои на основе известковых составов с применением цветного наполнителя в зависимости от его крупности имеют цвета от терракотового до бежевого.

С целью уменьшения деформаций набухания и ускорения процесса отверждения известковых составов предлагается вводить в рецептуру смеси добавку сульфата алюминия Al2(SO4)3 в количестве, составляющем значение порога коагуляции ск = 0,006 моль/л или 4…4,5 % от массы 2 %-ного золя кремниевой кислоты (или 4…4,5 % от массы извести). Анализ экспериментальных данных свидетельствует, что стабилизированный золь обладает меньшей активностью взаимодействия с известью. Значение прочности при сжатии в возрасте 28 суток воздушно-сухого твердения при введении в рецептуру стабилизированного золя составляет R = 1,45 МПа, а не стабилизированного — 1,54 МПа. При введении добавки Al2(SO4)3 и стабилизированного золя при соотношении И:З=1:1 значение прочности составляет R=1,68 МПа, т. е. увеличение прочности по сравнению с контрольным образцом составляет 107 %.

Разработанные составы содержат известь-пушонку, песок фракции 0,16…0,315 мм, золь кремниевой кислоты, стабилизатор (поливиниловый спирт, желатин, катионитовый сополимер акриламида), сульфат алюминия. Покрытия на основе разработанных известковых составов обладают повышенной трещиностойкостью, характеризуются когезионной и адгезионной прочностью, составляющей соответственно 1,5…1,9 МПа и 0,8…1,2 МПа, стойкостью к статическому воздействию воды не менее 72ч.Покрытия на основе предлагаемого состава обладают достаточной паропроницаемостью. Сопротивление паропроницанию отделочного состава на основе известкового состава толщиной 0,005м составляет 0,080м2·ч Па/мг.

Расчет при стационарных условиях диффузии водяного пара показал на отсутствие возможности конденсации водяного пара в ограждающей конструкции.

В табл. 1 приведены сравниваемые показатели технологических и эксплуатационных свойств отделочных составов на основе разработанной рецептуры и состава-прототипа. Установлено, что по технологическим и эксплуатационным свойствам разработанные составы являются более конкурентоспособными по сравнению с прототипом. Когезионная и адгезионная прочность известкового декоративного состава значительно выше и составляет соответственно 1,5…1,7 и 0,08…1,0 МПа, в то время как у прототипа — 0,7…1,2 и 0,5…0,7 МПа. Отечественный состав-прототип обладает несколько большей жизнеспособностью при хранении в открытых емкостях (8…10 ч) жизнеспособность разработанного состава составляет 6…8 ч. Разработанный состав характеризуется замедленными сроками высыхания.

Таблица 1

Технологические и эксплуатационные свойства отделочных составов

Наименование показателя

Величина показателя декоративного штукатурного состава

разработанного

отечественного прототипа

Адгезионная прочность Rсц, МПа

0,8–1,0

0,5–0,7

Когезионная прочность Rсж, МПа

1,5–1,7

0,7–1,2

Жизнеспособность при хранении в открытых ёмкостях, ч

6–8

8–10

Время высыхания до степени «5» при (20±2)ºС, мин, не более

52–55

24–34

Водоудерживающая способность, %

98

98

Рекомендуемая толщина одного слоя, мм

5–15

10–20

Расход отделочного состава при

нанесении в 1 слой толщиной:

— 1 мм, кг/м2

— 10 мм, кг/м2

1,1–1,3

1,5–1,7

Наличие трещин вследствие усадки

нет

нет

Удобоукладываемость

хорошая

хорошая

Стойкость Пк к статическому воздействию воды при (20±2)ºС, ч

>72

24

Коэффициент паропроницаемости µ, мг/(м·ч·Па)

0,011

0,014

Стоимость, руб.

38

50

Время высыхания до степени 5 составляет 52…55 мин, в то время как у состава-прототипа — 24…34 мин. Покрытия на основе разработанного состава характеризуются повышенной стойкостью к статическому воздействию воды, составляющему более 72 ч.

Разработанный отделочный состав прошел промышленное опробование на предприятиях г.Пензы при проведении реставрационных работ.

Литература:

1.         Логанина В. И., Давыдова О. А. Известковые отделочные составы на основе золь-гель технологии // Строительные материалы. 2009. № 3. С. 50–51.

2.         Логанина В.И Влияние активации диатомита на свойства известковых композиций/Логанина В. И., Давыдова О. А., Симонов Е. Е.

3.         //Известия высших учебных заведений. Строительство. — 2011. — № 3. — С. 20–23.

4.         Логанина В.И Исследование закономерностей влияния золя кремниевой кислоты на структуру и свойства диатомита

5.         Логанина В. И., Давыдова О. А., Симонов Е. Е.

6.         //Строительные материалы. — 2011. — № 12. — С. 63.

7.         Логанина В. И.Перспективы изготовления органо-минеральной добавки на основе отечественного сырья/Логанина В. И., Петухова Н. А., Горбунов В. Н., Дмитриева Т. Н.//Известия высших учебных заведений. Строительство. — 2009. — № 9. — С. 36–39.

8.         Логанина В. И.Свойства известковых композитов с силикатсодежащими наполнителями/Логанина В. И., Макарова Л. В., Сергеева К. А.//Строительные материалы. — 2012. — № 3. — С. 30–31.

9.    Фокин К. Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий — 5-е изд., пересмотр. — М.: АВОК-ПРЕСС, 2006. — 256 с.

10.     Клочанов П. Н., Суржаненко А. Е., Эйдинов И. Ш. Рецептурно-технологический справочник по отделочным работам — М.: Стройиздат, 1973. — 320 с.

Основные термины (генерируются автоматически): кремниевая кислота, состав, золь, стабилизированный золь, разработанный состав, адгезионная прочность, статическое воздействие воды, известковый состав, воздушно-сухое твердение, водяной пар.


Ключевые слова

декоративные штукатурки, санация зданий, паропроницаемость отделочного слоя, адгезионная и когезионная прочность.

Похожие статьи

Свойства синтезированной добавки на основе алюмосиликатов...

Приведены сведения о химическом составе синтезируемых алюмосиликатов. Показано, что введение добавок алюмосиликатов способствует ускорению набора прочности. Ключевые слова: известковые сухие строительные смеси, синтез, алюмосиликаты, сорбция.

Известковые сухие строительные смеси с применением...

По данным табл. 1 видно, что введение в состав обожженной глины способствует повышению прочности при сжатии известкового композита в возрасте 28 суток воздушно-сухого твердения, составляющему в зависимости

Адгезионная прочность Rадг, МПа. 0,60–0,76.

Золь-гель процессы при разложении высокоосновного шлака...

Выбор указанного состава обусловлен стабильностью образующегося золя в течение сравнительно длительного промежутка времени, что позволяет осуществить определение концентрации кремниевой кислоты во всем интервале рН.

Свойства цементных сухих строительных смесей при введении...

Выявлено повышение прочности при сжатии цементных образцов при воздушно-сухом твердении.

Литература: 1. Логанина В. И. Исследование закономерностей влияния золя кремниевой кислоты на структуру и свойства диатомита [Текст] /В. И. Логанина, О. А...

Золь-гель технология силикатных и гибридных пленок...

Разработать составы гибридных органо-неорганических золей на основе ТЭОС с высоким содержанием двух легирующих примесей бора и гадолиния для получения пленок — источников диффузантов.

Исследование адсорбционной очистки сточных вод...

Карбонатный шлам обладает хорошей прочностью на истирание при перемешивании, о чем свидетельствует достаточно однородный гранулометрический состав измельченного образца, который представлен в таблице 1. Таблица 1.

Определение поглотительной способности наиболее известных...

Химический состав (в %). Горючесть. Механическая прочность.

Технический силикагель представляет собой высушенный гель кремниевой кислоты пористого строения с сильно развитой внутренней поверхностью.

Влияние параметров состава на свойства геополимерного...

Назначение состава смеси производилось с использованием математического планирования эксперимента.

Исследование влияния условий твердения геополимерного вяжущего под воздействием температуры показало, что при температуре 60°С (рис.2) набор прочности...

Наночастицы аморфного диоксида кремния | Статья в журнале...

Золь-гель.

Сжигание в динамическом турбулентном воздушном потоке.

Земнухова Л. А., Федорищева Г. А., Егоров А. Г., Сергиенко В. И. Исследование условий получения, состава примесей и свойств аморфного диоксида кремния из отходов производства риса.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Свойства синтезированной добавки на основе алюмосиликатов...

Приведены сведения о химическом составе синтезируемых алюмосиликатов. Показано, что введение добавок алюмосиликатов способствует ускорению набора прочности. Ключевые слова: известковые сухие строительные смеси, синтез, алюмосиликаты, сорбция.

Известковые сухие строительные смеси с применением...

По данным табл. 1 видно, что введение в состав обожженной глины способствует повышению прочности при сжатии известкового композита в возрасте 28 суток воздушно-сухого твердения, составляющему в зависимости

Адгезионная прочность Rадг, МПа. 0,60–0,76.

Золь-гель процессы при разложении высокоосновного шлака...

Выбор указанного состава обусловлен стабильностью образующегося золя в течение сравнительно длительного промежутка времени, что позволяет осуществить определение концентрации кремниевой кислоты во всем интервале рН.

Свойства цементных сухих строительных смесей при введении...

Выявлено повышение прочности при сжатии цементных образцов при воздушно-сухом твердении.

Литература: 1. Логанина В. И. Исследование закономерностей влияния золя кремниевой кислоты на структуру и свойства диатомита [Текст] /В. И. Логанина, О. А...

Золь-гель технология силикатных и гибридных пленок...

Разработать составы гибридных органо-неорганических золей на основе ТЭОС с высоким содержанием двух легирующих примесей бора и гадолиния для получения пленок — источников диффузантов.

Исследование адсорбционной очистки сточных вод...

Карбонатный шлам обладает хорошей прочностью на истирание при перемешивании, о чем свидетельствует достаточно однородный гранулометрический состав измельченного образца, который представлен в таблице 1. Таблица 1.

Определение поглотительной способности наиболее известных...

Химический состав (в %). Горючесть. Механическая прочность.

Технический силикагель представляет собой высушенный гель кремниевой кислоты пористого строения с сильно развитой внутренней поверхностью.

Влияние параметров состава на свойства геополимерного...

Назначение состава смеси производилось с использованием математического планирования эксперимента.

Исследование влияния условий твердения геополимерного вяжущего под воздействием температуры показало, что при температуре 60°С (рис.2) набор прочности...

Наночастицы аморфного диоксида кремния | Статья в журнале...

Золь-гель.

Сжигание в динамическом турбулентном воздушном потоке.

Земнухова Л. А., Федорищева Г. А., Егоров А. Г., Сергиенко В. И. Исследование условий получения, состава примесей и свойств аморфного диоксида кремния из отходов производства риса.

Задать вопрос