СМЕШАННЫЕ ГИПСЫ

ЗАМЕДЛИТЕЛЬ СХВАТЫВАНИЯ ГИПСА — ПЛАСТИФИКАТОР БС

В ЦНИПС разработан новый замедлитель схватывания гип­са БС по предложению автора и канд. техн. наук М. П. Синя - вина. Этот замедлитель впоследствии был предложен автором как пластификатор для растворов и бетонов '■. Лабораторные исследования БС изложены в сборнике трудов ЦНИПС [12J, а в сборнике статей по строительству 4 (7) Минмашстроя П ЗГ изложены вопросы производства и применения БС. Министер­ством строительства предприятий тяжелой индустрии издано «Временное указание» (У-91-49) [141 по применению замедли­теля. Замедлитель-пластификатор БС освещен также и в печа­ти. Но так как без замедлителя схватывания гипса (пласти­фикатора) во многих случаях (например, при механизации штукатурных работ и механизации производства гипсовых и гипсобетонных изделий) обойтись нельзя, то необходимо вкрат­це остановится и на этом вопросе.

В дальнейшем изложении замедлитель схватывания гипса— пластификатор БС будет называться замедлитель БС.

Замедлитель БС представляет собой порошок с гидрофиль­ными или гидрофобными свойствами; он приготовляется из ор­ганических веществ путем растворения их в щелочах и присад­ки полученного продукта на поверхности зерен порошка. Для получения вещества в коллоидном состоянии был применен дисперсионный метод, заключающийся в механическом дробле­нии грубого органического вещества и в последующей его пеп - тизации. В качестве пептизатора используются щелочи: едкий натр или едкий калий. Принятый дисперсионный метод обес­печивает малый размер частиц дисперсной фазы, но, как пока­зала практика работы с клеем, этого оказывается еще недоста­точно; поэтому было применено механическое дробление. Для этого после присадки коллоидных частиц взвеси на поверхно­сти зерен порошка полученный продукт еще раз подвергается помолу. Коллоидное вещество, размещенное на поверхности зерен порошка, при соприкосновении с водой, благодаря разни­це электрических зарядов немедленно переходит в водный рас­твор. Это обстоятельство обеспечивает замедление схватывания гипса, а также и пластичность раствора или бетона даже в тех случаях, когда гипс предварительно бывает смешан с сухим за­медлителем и одновременно с ним затворяется в воде.

Таким способом удается перерабатывать все органическое сырье без остатка. Хорошо известно, что уже с давних времен предлагались различные «отвары» или, как их еще называют,, «отстой» из таких органических веществ как полынь, сено, хвоя и т. п. В эти отвары после фильтрования переходило в раство­ренном виде незначительное количество органических веществ, действующих в качестве замедлителей схватывания гипса. Кро­ме того, отвары оказывались дорогими, почему и не получили - большого распространения.

Для приготовления замедлителя БС пригодны различиые - углеводосодержащие и белковые органические вещества.

Предпочтение следует отдавать белковым веществам [15], так как в этом случае получаются гидрофильные пластифика­торы с хорошими пептизирующими свойствами; однако, если БС применяется в первую очередь как замедлитель, а пласти­фицирующие его свойства используются попутно, то в этих слу­чаях и содержащие гумус вещества (как, например, торф) дол­жны стоять в одном ряду с гидрофильными пластификаторами БС. Поэтому для приготовления замедлителя пластификатора[5]БС сырье фактически не ограничено; для этих целей могут быть использованы органические вещества животного происхожде­ния: отходы клееварочного и кожевенного производств (шерсть, мездра и др.), отходы боен (рога, копыта, кровь и др.), различ­ные клеи и т. п., а также любые растительные продукты в виде стеблей подсолнечника, кукурузы, сосновой хвои, торфа (25—50% разложения), полыни, сена, соломы, опилок и т. п.

В качестве щелочей при приготовлении замедлителя БС сле­дует применять технический едкий калий (КОН) или едкий натр (NaOH), удовлетворяющие требованиям ГОСТ. В качестве по - рошкоЕ-адсорбентов применяются известь-кипелка или пушонка, молотые котельные или доменные шлаки, известняки, кирпич­ный бой, а также полуводный шпс и цемент.

Процесс производства замедлителя БС в основном состоит из следующих операций.

1. Грубые органические материалы—стебли подсолнечника и кукурузы, полынь, рога, копыта и т. п. предварительно измель­чают до состояния волокон или порошка при помощи имеющих­ся механизмов (дробилки, силосорезки, бегуны, жернова и т. п.). Шерсть животных в отходах клееварочного и кожевенного про­изводства, торф и т. п. материалы подвергают только разрых­лению.

2. Водный раствор 10—12% едкой щелочи приготовляюг .либо предварительно в отдельных железных или деревянных ■резервуарах, либо прямо в котле, где производят варку орга­нического вещества в растворе щелочи.

3. Варку органического вещества в растворе щелочи произ­водят в продолжение 3—4 час. при спокойном кипении и пере­мешивании. В котел загружают сырье из расчета на 1 кг сухого вещества 3 л раствора щелочи. Емкость котла используют на €0—70%.

4. Продукт, полученный после варки, должен медленно (за 2—4 часа) остыть, после чего этот продукт (жидкий студени­стый или тестообразный) в зависимости от вида исходного сырья присаживают (адсорбируют) на поверхности какого-либо порош­ка путем принудительного перемешивания в растворомешалке. /Порошка дается 4—6 кг на 1 кг органического вещества живот­ного происхождения и 3—4 кг на 1 кг органического вещества растительного происхождения. Полученная однородная комкую - чцаяся в руке масса должна вылеживаться 8—12 час.

5. Вылежавшуюся массу высушивают и с остатком влаги не - более 2% подвергают помолу.

6. Помол желательно иметь тонкий, характеризующийся остатком на сите 4 900 от в/см2 не более 15%.

Полученный продукт является замедлителем—пластификато­ром БС, который не разрешается держать открытым или во влажном месте; его необходимо сохранять в бумажных мешках или твердой таре. Применять готовый БС в дело можно только не ранее чем через 2 суток после приготовления, иначе эффек­тивность его будет незначительная. Рекомендуется выдерживать замедлитель 10—15 суток.

Процесс приготовления замедлителя БС может быть изме­нен, если замедлитель производят на том же предприятии, где изготовляют либо вяжущее, либо тонкомолотые добавки, идущие на приготовление изделий. В качестве примера может быть рассмотрен следующий случай. Предприятие, выпускающее стеновые шлакобетонные камни на смешанном гидравлическом гипсе, само производит помол доменных шлаков и приготовляет замедлитель БС. В этом спучае при помоле шлака одновремен­но подается в мельницу и продукт, полученный после варки БС, т. е. е жидком, студенистом или тестообразном виде. Количест­во подаваемого полуфабриката БС в мельницу должно быть рассчитано по расходу тоикомолотой добавки в изделия; так, например, на 1 ж3 шлакобетона идет 300 к)г тонкомолотой до­бавки, а пластификатора БС, считая на сухое органическое ве­щество, расходуется 1,5 кг. Следовательно, в мельницу необхо­димо подавать на 1 т молотого шлака (1 000 : 300)XI,5=5 кг БС, считая на сухое органическое вещество. Возможны и Дру­гие варианты, например, при помоле шлака добавлять БС, ад­сорбированный на извести. В каждом отдельном случае вопрос должен быть решен на месте в зависимости от технико-экономи­ческих предпосылок.

Применяется замедлитель БС, либо будучи предварительно примешанным к гипсу или к тонкомолотой добавке в сухом виде, либо путем подачи его в воду в смесительный агрегат.

Величину добавки замедлителя БС устанавливает лаборато­рия. При изготовлении изделий из гипсового теста рекомендует­ся в лаборатории предварительно построить график величин добавок замедлителя, исходя из следующих экспериментальных данных. Берут три навески гипса по 2 кг; к первой из них до­бавляют 10 г (0,5%) замедлителя, ко второй—20 г (1%) и к третьей—40 г (2%). Для каждой из приготовленных смесей оп­ределяют нормальную густоту и сроки схватывания каждой смеси по ГОСТ 125-41. Путем интерполяции находят требуемую величину добавки замедлителя БС.

В гипсовых растворах и бетонах определение количества за­медлителя БС производят каждый раз отдельно для каждого вида применяемых заполнителей, так как вид заполнителя резко меняет расход замедлителя БС.

Ориентировочно для лабораторных подборов можно прини­мать расход замедлителя БС на 1 м3;

1) в гипсо-известково-песчаных растворах................................... 3— 7 кг

2) в гипсо-песчаных растворах с введением тонкомоло­тых добавок в них 6—10 „

3) для гипсобетонов с тяжелыми заполнителями .... 2— 4 „

4) для гипсобетонов с легкими заполнителями............................... 8—12 „

Как было выше отмечено, замедлитель БС обладает не толь­ко свойством замедлять сроки схватывания гипса, но и свойст­вом пластифицировать растворы и бетоны на гипсовых цемент­ных и даже известковых вяжущих. Свойство пластифицировать основано на способности этого замедлителя образовывать мик­ропену. Поэтому его еще называют микропенообразователь и, кроме того, он обладает способностью пептизировать вяжущее.

Таким образом, кратко резюмируя физико-химический про­цесс, производимый замедлителем БС в растворах и бетонах, можно отметить: 1) быстрое получение водного коллоидного раствора; 2) быстрое обволакивание зерен вяжущего и заполни­телей пленкой, преграждающей доступ воде; 3) вовлечение воз­духа при создании микропены в тесте вяжущего; 4) пептизация (диспергирование) вяжущего и поверхности некоторых заполни­телей, например, песка. Изложенными основными положениями объясняются новые свойства, приобретаемые тестом, раствором и бетоном при введении замедлителя БС. Замедление сроков схватывания и снижение расхода воды при затворении смесей объясняется образованием коллоидной пленки на периферии по­верхности зерен вяжущего. Увеличение подвижности смеси и пригодность ее к перекачиванию растворо - и бетононасосами объясняется образованием весьма устойчивой микропены. Повы­шение прочности при одинаковых расходах гипса в растворах и бетонах, а в некоторых случаях и при цементном вяжущем объясняется значительным (до 20—40%) снижением расхода воды при затворении, полным предохранением гипса от размо - лаживания и пептизации.

Белок, содержащийся в замедлителе БС, в наибольшей сте­пени отвечает всем изложенным положениям и, кроме того, при­дает клейкость растворам, столь необходимую при каменной кладке.

Замедлитель БС, как было отмечено выше, является пла­стификатором также и для цементных растворов и бетонов. При­мерный расход замедлителя, ориентировочно принимаемый в ла­бораториях при подборе на 1 м3 растворов и бетонов, выражает­ся следующими цифрами:

1) для растворов марок до 10 включительно............................... 2—3 кг

2) для растворов марки 25 н выше н для бетонов с тя­желыми заполнителями 1,5—2 .

3) для бетонов с легкими заполнителями.................................... 5 _____ до _

При применении замедлителя БС представляется возмож­ность изменить установленный по действующим нормам расход вяжущих в следующих пределах:

В гипсо-известково-пеочаных растворах можно уменьшить расход гипса и извести на 30—50%.

В растворах, где применяется смешанный гипс, можно ис­ключить известь из раствора полностью, а расход высокопроч­ного гипса оставить в пределах 150—200 кг на 1 м3 раствора.

В смешанных цементно-известково-песчаных растворах ма­рок 10 и 25, применяемых для каменной кладки, известь или глину можно исключать полностью без увеличения расхода це­мента.

В известково-песчаных растворах расход извести можно уменьшить на 40—50%.

В строительных растворах, перекачиваемых растворонасоса - ми, расход извести можно уменьшить: в смешанных цементно- известковых на 50%, в известково-песчаных—на 30—50%.

Характеристика замедлителя БС с полной очевидностью сви­детельствует о необходимости широкого его практического при­менения как в целях индустриализации строительства, так и в целях снижения стоимости последнего и экономии строительных материалов. В плане внедрения новой техники в Минтяжстрое замедлителю БС отведено очень большое место.