АНГИДРИТОВЫЕ КОМПОЗИЦИИ, МОДИФИЦИРОВАННЫЕ МИКРОКРЕМНЕЗЕМОМ И ПОРТЛАНДЦЕМЕНТОМ. ВКР. Обзор существующих композиций минеральных вяжущих на основе сульфата кальция 6

• Название: Обзор существующих композиций минеральных вяжущих на основе сульфата кальция 6
• Анкор: АНГИДРИТОВЫЕ КОМПОЗИЦИИ, МОДИФИЦИРОВАННЫЕ МИКРОКРЕМНЕЗЕМОМ И ПОРТЛАНДЦЕМЕНТОМ
• Дата: 24.09.2022
• Размер: 1.73 Mb.
• Имя файла: ВКР.docx
• Тип: Глава; #693789
• страница: 4 из 13

1.3 Применение добавок для изменения физико-механических свойств вяжущего на основе сульфата кальция

Химические и минеральные добавки различаются по принципу действия на кристаллизацию порошковых систем. По мнению авторов [56] добавки по принципу их действия на процессы образования и формирования структуры минеральных матриц могут быть разделены на 4 класса:

1. Добавки, изменяющие растворимость дисперсных систем

2. Добавки, реагирующие с порошковыми системами с образованием труднорастворимых соединений

3. Добавки - готовые центры кристаллизации

4. Органические поверхностно-активные вещества.

По результатам исследований [57] установлено влияние сульфатных добавок в составе комплексного активизатора на свойства композиционных материалов на основе ангидрита. С добавлением активаторов повышается содержание кристаллитов, снижается средний размер пор и достигается значительное улучшение прочностных характеристик композиционного материала. Важным фактором в улучшении свойств материала является водородный показатель смеси, наилучшие значения прочности достигаются при кислом характере среды.

Совместное введение сульфата натрия и портландцемента ведет к активации твердения порошковых материалов на основе ангидрита [60]. В результате увеличивается содержание кристаллитных структур и улучшаются прочностные характеристики.

Значительное число работ посвящено улучшению свойств материалов на основе сульфата кальция полимерными добавками. Авторами работ [58] показана возможность значительного улучшения физико-технических свойств композиционных материалов путем модифицирования поверхности эмульсией полимера. Повышение прочности и долговечности обусловлено формированием контактов на границе полимер-двугидрат и уменьшением количества дефектов структуры с формированием упорядоченной мелкокристаллической структуры.

По результатам работы установлено влияние морфологии и размеров кристаллитов на физико-механические свойства твердеющей системы. Добавление лигносульфонатов ведет к повышению прочности и водостойкости, что связано с адсорбционным модифицированием поверхности кристаллов, увеличением числа зародышей и снижением размеров кристаллов. Значительное влияние на морфологию и размер кристаллов оказывает также кислотность среды. С увеличением щелочности среды размер кристаллитов увеличивается. Пластифицирующие добавки участвуют в формировании структуры кристаллизующихся систем за счет образования поверхностных адсорбционных слоев. Пластификаторы на основе нафталинформальдегида и меламинформальдегида способствуют усилению процесса кристаллизации за счет изменения структуры жидкой фазы, а пластификатор поликарбоксилатного типа — за счет возбуждения активных поверхностных центров. В присутствии пластификатора поликарбоксилатного типа изменяется морфология новообразований.

В статье [59] приводятся результаты по активации твердения фторангидрита и повышению его прочности и водостойкости ультрадисперной железосодержащей добавкой – карфосидеритом. Повышение физикотехнических свойств связано с увеличением контактной поверхности между кристаллитными структурами, что обусловлено формированием структурноориентированных оболочек, возникающих из аморфной фазы при введении дисперсной добавки.

Авторами [60] установлено влияние двугидрата сульфата кальция (гипса) различной тонкости помола на ускорение твердения порошковых материалов на основе сульфата кальция. При тонком помоле гипса изменяется не только размер частиц, но и вызываются значительные искажения в кристаллической решетке, что является причиной ускорения твердения. Вводимые добавки влияют на морфологию новообразований. Значительным фактором, оказывающим влияние на морфологию кристаллитных фаз является форма кластеров воды. Структура кластеров воды находится в прямой зависимости от рН среды.

Повышается прочность и водостойкость при введении микрокремнезема – отхода производства ферросплавов совместно с известью и пластификатором, соединения шестивалентного хрома с соединением бора и лигносульфонатами, бихромата калия с лигносульфонатами, золы уноса от сжигания антрацита в количестве 20-30 %, органоминерального шлама – отхода металлообработки в количестве 0,5-2 % за счет гидрофобных веществ, содержащихся в шламе и за счет пластификации, фталиевого ангидрида с глицерином, карбамидной смолы с поливинилацетатной эмульсией, введением которых достигается образование более плотной структуры.

1.4 Выводы по главе 1

1. 
   Использование минеральных матриц на основе сульфата кальция позволяет получить различные композиционные материалы. Хорошей перспективой являются порошковые на основе минерала ангидрита, которым не требуется обжиг в связи с отсутствием в минерале ангидрит кристаллизационной воды. Также материал отличается низкой энергоемкостью в технологии производства. Однако для их развития необходимо повысить физико-механические характеристики и долговечность материала.
   
2. 
   Улучшение свойств композиционных материалов на основе сульфата кальция может достигаться огромным количеством добавок, которые, различаясь по принципу действия, способны влиять на морфологию, размер кристаллов и пористость структуры.
   
3. 
   Анализ литературы показал, что в качестве модифицирующих добавок в минеральных системах на основе ангидрита не рассматривались ультрадисперсные добавки с повышенным содержанием оксида кремния.