Оценка реологических свойств в штукатурных составах

ОЦЕНКА РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ В ШТУКАТУРНЫХ СОСТАВАХ Л. С. Стреленя, к. х. н., главный технолог, М. С. Илларионова, руководитель лаборатории, Н. Г. Сергиенко, химик-технолог; Н. А. Шкута, химик-технолог, компания «Петромикс» Контакт: тел.: (812) 332-43-03, e-mail: info@petromix.ru, сайт: www.petromix.ru В данной работе была сделана попытка провести оценку реологических свойств штукатурных составов на легком наполнителе и наносимых на основание механизированным способом. Актуальность работы заключается в том, что в настоящее время в связи с реализацией повышенных требований к сопротивлению теплопередачи ограждающих конструкций (СНиП II-3-79 "Строительная теплотехника", изменения №3) у строительных компаний, работающих в регионах с суровым климатом (а это более 80% территории России), остро стоит вопрос о применении качественных теплоизоляционных и конструктивно-теплоизоляционных материалов. Например, для Ленинградской области сопротивление теплопередачи ограждающих конструкций возросло до 3,5 м2К/Вт против 1,2 м2К/Вт, существовавшего ранее. Простое увеличение толщины стен с применением традиционных материалов задачу не решает. Следует использовать многослойные энергосберегающие системы из эффективных материалов. К таким относятся и легкие сухие кладочные и так называемые «теплые» штукатурные смеси, обладающие низкой плотностью и низким коэффициентом теплопроводности. Легкие сухие растворные смеси для кладочных работ имеют такие же или близкие по значениям среднюю плотность и теплопроводность, как и элементы кладки (стеновые блоки, камни, кирпич). Заполняя горизонтальные и вертикальные швы между элементами кладки, такие смеси создают однородное по всей глади стены термическое сопротивление, исключая так называемые "мостики холода", которые имеют место при кладке с использованием обычных тяжелых растворов. Так называемые "теплые штукатурки с плотностью рср=10001300 кг/м2 и теплопроводностью < 0,3 Вт/ м2С, нанесенные на наружную поверхность стены, также повышают термическое сопротивление ограждения, обеспечивая тем самым более высокую теплоизоляцию всей стены. Таким образом, в штукатурном деле появляется возможность с помощью строительных растворов получать дополнительную выгоду, решая проблемы теплоизоляции одновременно с нанесением штукатурных покрытий. Все чаще на практике применяется технология машинного приготовления и нанесения растворных смесей. Использование машин позволяет многократно увеличить производительность (по некоторым видам работ - более чем в 5 раз), а также способствует рациональному расходованию материалов, что в целом позволяет компенсировать затраты, связанные с более высокой стоимостью сухих модифицированных строительных смесей по сравнению с готовыми растворными немодифицированными смесями. Однако внедрение механизированных технологий применения сухих смесей в строительстве вызывает ряд проблем как у строительных организаций [1], так и у производителей сухих строительных смесей. В настоящей работе предпринята попытка оценить дополнительные требования к характеристикам сухих строительных смесей для машинного приготовления и нанесения на примерах штукатурных составов, а также отработать методы, с помощью которых, эти требования возможно проверить в лабораторных условиях. Основная проблема при выполнении штукатурных работ механизированным способом на вертикальных поверхностях – предварительное определение отсутствия стекания (сползания) растворных смесей при различной толщине наносимого слоя. Оценка таких технологических факторов производится эмпирически [2], однако, также приводится теоретическое решение в виде зависимости: , где - предельное напряжение сдвига (при условии, если оно превышает адгезионную прочность штукатурного слоя); - плотность штукатурного раствора; - толщина наносимого слоя. Такой показатель штукатурных составов, как «стекание», характеризует ползучесть растворных смесей в толстых слоях на вертикальных поверхностях и может моделироваться путем нанесения цилиндрического слоя с помощью металлического цилиндра заданной высоты. Численным показателем здесь может служить величина перемещения нижнего торца цилиндра, приготовленного из растворной смеси. В штукатурных составах, отвечающих показателю «отсутствие стекания», смещение цилиндра не превышает 0,5 толщины слоя за 10 секунд нахождения в вертикальном положении. На вертикальной плоскости (рис. 1) на штукатурную растворную смесь действуют сила тяжести (Ft) и сила сцепления с основанием (Fp). Сила тяжести стремится сдвинуть вниз и вращать растворную смесь – величина ее пропорциональна толщине слоя и плотности растворной смеси. Силу сцепления растворной смеси на сдвиг можно оценить напряжением сдвига (в первом приближении). В этом случае условие равновесия на сдвиг можно записать: , или , где - коэффициент скольжения при сдвиге; S – площадь контакта. Величину предельного напряжения сдвига наиболее просто определить на коническом пластомере (конусе Ребиндера) [3] или на эталонном конусе по ГОСТ 5802. Расчет осуществляется по формуле: , где F – действующая на растворную смесь сила; h – глубина погружения конуса; - константа конуса, зависящая от угла при вершине. Таблица 1 - Значения константы К для конусов с различными углами . 30° 45° 60° 90° Ка 1,107 0,568 0,413 0,159 Тиксотропные свойства оцениваются по нарастанию предельных напряжений сдвига в состоянии покоя. Для штукатурных составов машинного нанесения напряжение сдвига в первые секунды должно иметь заданную расчетную величину (мгновенная тиксотропия). Дальнейший рост напряжений сдвига во времени существенно не влияет на процесс стекания, а высокая скорость тиксотропного структурообразования в период покоя 5-10 минут может даже затруднить процесс выравнивания (разравнивания) штукатурки. До начала измерения предельного напряжения сдвига и процесса стекания тиксотропная структура штукатурных смесей предельно разрушалась в скоростной мешалке (400÷500 об/мин.) с одновременным воздействием вибрационных колебаний сосуда. Предполагаем, что и в штукатурных машинах тиксотропная структура растворных смесей предельно разрушается. Следует отметить, что оценка тиксотропных свойств строительных растворов на цементных и гипсовых вяжущих затруднена в связи с тем, что одновременно идут процессы тиксотропного упрочнения и гидратации вяжущего. Однако в период времени 1-10 секунд после предельного разрушения структуры растворной смеси процесс гидратации вяжущего можно не учитывать вследствие медленного нарастания прочности. Экспериментальная оценка дополнительных требований к штукатурным составам машинного нанесения в лабораторных условиях производится следующим образом. Для оценки стекания берется цилиндр, высота которого соответствует максимальной толщине наносимого слоя. Внутреннюю поверхность цилиндра смазывают машинным маслом. Цилиндр помещают на горизонтально установленную бетонную плиту и заполняют растворной смесью с подвижностью Пк3 (8-12 см). Цилиндр аккуратно поднимают вверх и отводят в сторону. Бетонную плиту устанавливают вертикально. В течение 1 и 10 секунд оценивают перемещение нижнего торца цилиндрической формы образца относительно начального положения. Считается, что стекание отсутствует, если внешний нижний торец цилиндра сместился не более чем на 50% толщины слоя. Одновременно оценивается предельное напряжение сдвига на конусе Ребиндера. Перед измерением в обоих случаях тиксотропная структура растворной смеси предельно разрушается. Результаты экспериментов заносятся в таблицу 1. В качестве образцов для испытаний использовались штукатурные составы на легком наполнителе, содержащие редисперсионный полимерный порошок. Из данных таблицы видно (для значений Δ*, соответствующих условию отсутствия стекания), что в формуле , коэффициент , можно принять равным единице: . С целью выбора оптимального состава штукатурных смесей проводились испытания по определению влияния различных параметров на тиксотропные свойства смесей. Так, на рис. 2, 3, 4, 5, 6 показано влияние водотвердого отношения, типа цемента, типа редисперсионного полимерного порошка, типа водоудерживающей добавки, введения гипса на реологическое поведение штукатурного состава при механизированном приготовлении и нанесении. В результате выполненной работы можно сделать следующие выводы: 1. Наиболее сильное влияние на тиксотропные свойства штукатурных растворных смесей оказывают типы водоудерживающей добавки и редисперсионного полимерного порошка. 2. В производственных условиях при использовании сухих штукатурных составов управление тиксотропными свойствами осуществляют изменением водотвердого отношения в пределах значений, допустимых согласно инструкции изготовителя продукта. 3. Оптимальными штукатурными смесями для машинного нанесения можно считать такие, в которых при подвижности не менее Пк3 предельные напряжения сдвига в первые секунды тиксотропного упрочнения обеспечивают отсутствие стекания для заданной толщины наносимого слоя за один проход. Другие параметры отвердевшего раствора (адгезия, прочность при сжатии, прочность при растяжении и изгибе, трещиностойкость, морозостойкость, паропроницаемость и т.д.) должны удовлетворять требованиям проекта. 4. Явление «сползание» штукатурной смеси пропорционально плотности, толщине наносимого слоя за один проход, а также зависит от состояния покрываемой поверхности: неровности, впитывающая способность, влажность, степень загрязнения и т.д. 5. Наиболее простыми в приготовлении являются штукатурные составы для машинного нанесения, содержащие легкий наполнитель и редисперсионный полимерный порошок. Рисунок 1 - Силы, действующие на находящийся на вертикальной поверхности слой штукатурной растворной смеси. Таблица 2 - Результаты экспериментов по определению «стекания» штукатурных растворных смесей. № п/п Испытуемый образец Параметры Предельные напряжения сдвига, г/см2 Толщина слоя  и сдвиг нижнего торца  за 10 сек, мм сд 1 сек сд 10 сек       1. Состав 1 В/Т=0,3 =1,511 г/см3 4,70 4,94 19 0* 30 20 38 49 2. Состав 1 В/Т=0,31 =1,421 г/см3 4,29 4,39 19 7* 30 60 38 180 3 Состав 1 В/Т=0,32 =1,401 г/см3 3,92 3,92 19 13 30 75 38 180 4 Состав 2 В/Т=0,29 =1,422 г/см3 5,76 6,06 19 0* 30 2* 38 4* 5 Состав 2 В/Т=0,3 =1,359 г/см3 5,60 5,90 19 1* 30 6* 35 13* 6 Состав 2 В/Т=0,31 =1,298 г/см3 4,70 4,82 19 6* 25 10* 35 16* Список использованной литературы 1. Росс Х., Шталь Ф. Штукатурка. Практическое руководство: Материалы, техника производства работ, предотвращение дефектов / Пер. с немецкого Н.А. Хрусталева; под общ. ред. П. В. Зозуля; Ред. кол.: П. В. Зозуля (гл. 1, 2 и 4), П. Н. Васильев (гл. 3). - СПб.: РИА «Квинтет», 2006. – 274 с. 2. Козлов В. В. Сухие строительные смеси. М. Из-во Ассоциация строительных ВУЗов, 2000. – 140 с. 3. Поспелова К. А. Общий курс коллоидной химии по лекциям акад. П. А. Ребиндера. - М., изд-во Московского университета, 1950. - 112 с. Реферат. Данная работа посвящена рассмотрению реологических свойств сухих строительных смесей для машинного приготовления и нанесения. Практические исследования велись на примере штукатурных составов на легком наполнителе. В ходе работы были рассмотрены методы, с помощью которых в лабораторных условиях можно оценить тиксотропные свойства штукатурных растворных смесей и их пригодность для машинного нанесения. При написании работы были использованы три литературных источника, в которых обобщен большой практический опыт работы со штукатурными материалами и штукатурными покрытиями; рассмотрен широкий круг вопросов, связанных с выбором компонентов составов штукатурных покрытий, проанализированы примеры выполнения различных штукатурных работ и условия обеспечения надлежащего качества штукатурных покрытий. В курсе коллоидной химии рассмотрены структурно-механические свойства дисперсных систем и методы их исследования. Результаты практических исследований представлены в таблице, на рисунках, а также отражены в выводах.

Похожие:

	Оценка пространственного варьирования свойств бурых лесных почв в плодовом ценозе 1 Оценка пространственного варьирования свойств бурых лесных почв в плодовом ценозе1		Программа вступительных испытаний по истории россии Максимальное количество 50 баллов.)Баллы, полученные за выполненные задания, суммируются. Максимальный балл за выполнение всей работы...
	Разработка технологии и оценка потребительских свойств биологически... Ребята! Сегодня на уроке мы продолжим постигать тайны главного чуда света – человека		Формирование и оценка потребительских свойств эмульсионных соусов специализированного назначения Специальность: 05. 18. 15 – Технология и товароведение пищевых продуктов и функционального и специализированного назначения и общественного...
	Программа дисциплины «Социально-экономическая система современной... Рс – работа на семинарах, р – оценка за реферат, Эс – оценка за эссе, Эк – оценка за устный экзамен		Программа дисциплины «Социально-экономическая система советской и... Рс – работа на семинарах, р – оценка за реферат, Эс – оценка за эссе, Эк – оценка за устный экзамен
	Контрольная работа по русскому языку №2 по теме «Правописание приставок» Понятие о качестве образования. Оценка как элемент управления качеством. Традиционные и современные средства оценки (рейтинг; мониторинг;...		Всю ночь крепко закрыты з…л…тые к…рзинки одуванчика Понятие о качестве образования. Оценка как элемент управления качеством. Традиционные и современные средства оценки (рейтинг; мониторинг;...
	Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «средняя общеобразовательная... Понятие о качестве образования. Оценка как элемент управления качеством. Традиционные и современные средства оценки (рейтинг; мониторинг;...		Демонстрационный вариант диагностической работы по русскому языку для учащихся 5 классов Понятие о качестве образования. Оценка как элемент управления качеством. Традиционные и современные средства оценки (рейтинг; мониторинг;...
	Российской федерации Целью освоения дисциплины «Комплексные соединения в экспертизе металлов и сплавов» является изучение строения и свойств координационных...		Изучение свойств Атмосферы земли Образовательная: обеспечить усвоение учащимся основных физических свойств воздуха; состава воздуха; типов облаков
	Детская психодиагностика и профориентация/ Ред сост. Л. Д. Столяренко.... Понятие о качестве образования. Оценка как элемент управления качеством. Традиционные и современные средства оценки (рейтинг; мониторинг;...		Анализ государственной итоговой аттестации учащихся моу «Гимназия №3» 2011-2012 учебный год Понятие о качестве образования. Оценка как элемент управления качеством. Традиционные и современные средства оценки (рейтинг; мониторинг;...
	Мониторинг уровня обученности как одно из условий результативности подготовки Понятие о качестве образования. Оценка как элемент управления качеством. Традиционные и современные средства оценки (рейтинг; мониторинг;...		Современный подход к составлению реологических моделей вязко-пластичных материалов Подавляющее большинство пищевых сред представляют собой дисперсные системы, суспензии, коллоидные растворы. Для научно обоснованного...