В статье представлен аналитический обзор результатов современных исследований, направленных на изучение изменений физико-технических свойств гипсовых вяжущих (прочность на изгиб и на сжатие, водостойкость, сроки на схватывание) в ходе использования модифицированных комплексных добавок с добавлением керамзитовой пыли, байпасной пыли, дефеката, шлама водоподготовки, золы, акриловой эмульсии, пластифицирующих добавок, доломитовой муки и их комбинаций.
На современном этапе среди важнейших проблем в контексте реализации стратегии устойчивого развития, затрагивающую в том числе строительную индустрию и сферу ресурсо-,энергосберегающих и экологических технологий, выделяются вопросы исследования возможностей по разработке и внедрению в строительную отрасль материалов, в состав которых входят различные промышленные отходы.
Внимание отечественных и зарубежных ученых акцентировано, помимо прочего, на изделиях и материалах, содержащих в своей основе гипсовые вяжущие, поскольку, согласно А.С. Катульской и Л.М. Парфёновой, они «активно внедряются на рынке строительных материалов» [4, с. 260]. Вместе с тем ученые отмечают, что «производство гипсовых вяжущих веществ нетоксично, характерен низкий расход топлива и энергии. Материалы на основе гипса имеют хорошие тепло и звукоизоляционные свойства, огне- и пожаробезопасность, сравнительно низкую плотность и декоративность» [4, с. 260].
Однако в современных условиях, на фоне возросшей популярности использования указанных материалов на основе гипсовых вяжущих веществ, актуальным остается вопрос повышения их качества и усиления свойств для последующего применения в строительстве и отделке. В данном случае речь идет о ряде недостатков материалов, содержащих в своей основе строительный гипс: в частности, для них характерны довольно низкая прочность и водостойкость в сравнении с цементосодержащими материалами.
Для комплексной разработки обозначенной проблемы были систематизированы результаты исследований физико-технических свойств строительного гипса, проведенных отечественными и зарубежными учеными, которые доказали эффективность введения различных добавок в экономичные композиционные гипсовые вяжущие для повышения показателей их физико-технических свойств, в первую очередь водостойкости.
Согласно А. Р. Гайфуллину, бездобавочные и композиционные гипсовые вяжущие, для которых свойственны «прочность камня при сжатии в сухом состоянии от 10-ти до 70-80-ти МПа и коэффициент размягчения от 0,3 до 0,9 и более» [2, с. 3] формируют широкую номенклатуру. Вместе с тем ученый отмечает возможность введения в состав минеральных добавок различного происхождения, среди которых молотые доменные и сталелитейные шлаки, цеолитсодержащие породы, керамический кирпич, кварцевый песок, известняк, зола, доломит, туф, стеклобой, пемза, а также керамзит и керамзитовая пыль [2, с. 3].
По результатам исследований, проведенных А. Р. Гайфуллиным, для повышения такого показателя как водостойкость камня гипсовых вяжущих наиболее целесообразно использовать активные минеральные добавки, известь, молотые доменные шлаки, а также керамзитовую пыль, для которой характерна высокая гидравлическая активность.
Актуальность использования керамзитовой пыли определяется еще несколькими факторами: помимо ее положительного влияния на основные физико-технические свойства гипсовых композиционных материалов, ее применение как отхода производства керамзита конкретными предприятиями позволяет решить вопрос ее экологически обоснованного применения. При разработке указанного направления важную роль играют результаты исследований, проведенных белорусскими учеными А.С. Катульской и Л.М. Парфёновой [3; 4; 5; 6].
В ходе своих экспериментальных разработок они использовали строительный гипс «Тайфун Мастер» № 35 марки Г-5 IIIA производства ООО «Тайфун» по ГОСТ 125 [1], а также байпасную пыль ОАО «Кричевцементношифер», дефекат Слуцкого сахарорафинадного комбината, шлам водоподготовки Новополоцкой ТЭЦ, в качестве компонентов минеральной добавки [5, с. 25].
В результате экспериментов ученым удалось подтвердить, что «введение в гипсовое вяжущее байпасной пыли в количестве 5% и дефеката в количестве 15% от массы гипсового вяжущего приводит к увеличению прочности на изгиб образцов гипсового камня в возрасте 28 суток на 42,8%, но при этом прочность на сжатие уменьшилась на 23,6%.
Введение байпасной пыли в комплексе со шламом водоподготовки позволяет увеличить прочность на изгиб и на сжатие в возрасте 28 суток на 34,7% и на 22,6% соответственно» [5, с. 28]. Также, опираясь на результаты экспериментов, проведенных А.С. Катульской и Л.М. Парфёновой, можно говорить об эффективности ведения в состав гипсового теста для его модификации суперпластификаторов, акриловых эмульсий, золы, а также их комбинаций, что приводит к усилению их основных физико-технические свойств. В частности, анализ полученных результатов показал, что:
– введение суперпластификатора «Стахемент 2000М Ж30» в состав гипсового теста приводит к снижению коэффициента размягчения на 4,9%, при этом наблюдается уменьшение сроков схватывания. Прочность образцов на изгиб до водопоглощения увеличилась на 6,9%, прочность на сжатие – на 15,4%.
– введение акриловой эмульсии “Acrilic 1200” увеличивает коэффициент размягчения на 9,8%, окончание сроков схватывания отдаляется на 2 минуты. Прочность на изгиб и на сжатие увеличивается соответственно на 44,8 и 42,3% по сравнению с контрольными образцами.
