Строительство и
архитектура/4.Современные строительные материалы
К.т.н. Павлова И.Л., аспирант
Кочергина М.П.
Саратовский
государственный технический университет
Имени
Гагарина Ю.А., Россия
Новые эффективные
композиции на основе жидкого стекла
Современное строительное материаловедение нацелено на
разработку научных основ для получения новых эффективных композитов различного
назначения с высокими эксплуатационными свойствами.
Работая
в данном направлении можно выделить несколько стратегических задач научного
строительного материаловедения, сформулированных академиком В.И. Соломатовым,
решение которых может помочь в достижении вышеуказанной цели:
-развитие методов подбора и оптимизация составов
композиционных материалов;
-углубленное исследование наполненных систем на микроуровне;
-интенсификация исследований процессов твердения под
действием динамических возмущений, полей различной природы, а также физических,
химических факторов.
Известно,
что на основе жидкого стекла получено большое количество композиций и
соответственно составов различного назначения, вызывающих большой интерес в
строительной практике. Анализ
существующих данных по подбору состава жидкостекольных композиций позволяет
отметить следующее: с одной стороны он упрощается за счет доступности исходного
сырья, за счет реакционной способности и проявления вяжущих свойств жидкого
стекла; с другой жидкостекольные
композиции - это сложноорганизованные системы, в которых четко прослеживаются
закономерности связи «состав –
структура – свойства» и сложные физико-химическими процессы
структурообразования.
Известно, что одним из наиболее
перспективных подходов в создании современных композиций, в том числе и на
основе жидкого стекла, является модифицирование. В работе [1] автором выделено несколько схем
модифицирования жидкого стекла: введение в растворы жидкого стекла добавок
других соединений, образующих полимерные образования, а так же применение
металлических и неметаллических наночастиц различной топологии.
Основной задачей модифицирующих
добавок в формировании структуры вяжущего является изменение условий контакта
частиц и влияние на прочность скелета матриц. Наибольший эффект от ее введения
может достигаться за счет изучения способов максимального распределения в
вяжущей матрице композита.
Известно, что путем модифицирования оксидами
металлов можно повысить такие показатели как прочность и водостойкость [2,3,4].
Но в связи с отсутствием единой теории модифицирования жидкостекольных
композиций наноразмерными частицами, достаточно сложно провести сравнительный
анализ на основе существующих данных, так как авторами исследовались композиции
различные по составу и способу обработки.
Образцы жидкостекольных композиций представляли
собой смесь жидкого стекла, инициатора отверждения, добавки (модификатора),
наполнителя и мелкого заполнителя.
Подбор
состава осуществлялся в зависимости от вида жидкого стекла и его силикатного
модуля, вида наполнителя и заполнителя и их характеристик, вида отвердителя, а
так же с учетом вводимого модификатора.
На основании проведенных
экспериментальных данных получены оптимальные составы и выявлен положительный
эффект от введения модификаторов в композиции (табл.1.) Использование в
качестве связующего натриевого жидкого стекла, модифицированного оксидами
металлов, позволяет повысить прочность на 20 - 25 %, водостойкость на 20-30% [2,3].
Таблица
1. Составы и свойства исследуемых
модифицированных композитов
|
№ состава |
Наименование компонента |
Количественное содержание в смеси (%) |
Rсж (Мпа) |
Кв |
|
1 Контрольный |
Жидкое стекло (натриевое М=2.5) |
23 |
21 |
0,65 |
|
Молотый кварцевый песок (Sуд=3500
см/г2) |
23 |
|||
|
Кварцевый песок (Мкр=1.5) |
52 |
|||
|
Кремнефтористый натрий |
2 |
|||
|
2 |
Жидкое стекло (натриевое М=2.5) |
23 |
31,2 |
0,91 |
|
Молотый кварцевый песок (Sуд=3500
см/г2) |
23 |
|||
|
Кварцевый песок (Мкр=1.5) |
52 |
|||
|
Кремнефтористый натрий |
2 |
|||
|
Оксид алюминия (по массе) |
5 |
|||
|
3 |
Жидкое стекло (натриевое М=2.5) |
23 |
34 |
0,83 |
|
Молотый кварцевый песок (Sуд=3500
см/г2) |
23 |
|||
|
Кварцевый песок (Мкр=1.5) |
52 |
|||
|
Кремнефтористый натрий |
2 |
|||
|
Оксид кальция (по массе) |
6 |
Анализ вышеприведенных данных
позволяет сделать вывод о перспективности исследования данной модификационной
группы в комплексе с добавками других соединений с целью совершенствования функциональных
свойств композиций на основе жидкого стекла.
Список используемой
литературы
1.
Иващенко Н.А. Технологические принципы формирования поризованных
структур силикат-натриевых материалов. Сборник научных трудов Всероссийской
научно-практической конференции «Ресурсоэнергоэффективные технологии в
строительном комплексе региона». Саратов: СГТУ, 2012.-С.104-107.
2.
Кочергина М.П. Эффективность применения
модифицирующих добавок в композициях на основе жидкого стекла. Сборник научных трудов Всероссийской научно-практической
конференции «Ресурсоэнергоэффективные технологии в строительном комплексе
региона». Саратов: СГТУ, 2012.-С.98-101.
3. Павлова
И.Л., Кочергина М.П Свойства силикатнатриевых композиций, модифицированных
оксидами кальция и магния. Международный сборник научных
трудов в рамках проведения Международной научно-технической конференции «Новые
технологии в строительном материаловедении» /НГАУ.-Новосибирск, 2012.-с.84-87.
4.
Сидоров В.И., Малявский Н.И., Покидько Б.В Получение эффективных
водостойких утеплителей путем холодного вспенивания композиций жидкого стекла с
некоторыми минеральными вяжущими.Изв.
вузов. Строительство. 2003. № 11.7 стр.