Какие направления развития Росийской науки Вы считаете наиболее перспективными

Потенциометрический метод определения сроков схватывания и твердения гипсовых вяжущих

ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СРОКОВ СХВАТЫВАНИЯ И ТВЕРДЕНИЯ ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ

 

Твердеющие вяжущие вещества минерального происхождения ведут себя подобно слабым электролитам, что подтверждается экспериментально при наблюдении за кинетикой изменения рН и рСа [1,2], электропроводности и удельного сопротивления [3–5] суспензий гипсовых и цементных вяжущих. Поскольку растворимость полугидрата сульфата кальция в водной среде относительно невысока (6–8 г/л), он также обладает свойствами слабых электролитов. Причем такой электролит существенно отличается от классических электролитов тем, что со временем превращается в твердое тело, т.е. является твердеющим электролитом.

В гипсовом тесте параллельно и независимо от процесса электролитической диссоциации сульфата кальция протекают процессы гидролиза, растворения, гидратации и кристаллизации. Концентрация основных ионов (SO42–, Ca2+, H+, OH, HSO4, CaOH+) и молекул (CaSO4, CaSO4·2H2O, H2O) в гипсовом тесте непосредственно связана с процессом твердения и изменяется во времени.

Во всех этих процессах важную роль играет состояние поверхности твердой фазы вяжущего, определяющее природу и концентрацию кислотных центров. Кислотные центры поверхности гипса разрушают кластеры воды; приводят к нарушению равновесия систем: ион дефекта – вода, растворенный ион – вода. По мере увеличения количества активных молекул равновесие все более смещается в сторону разрушения образовавшихся ранее структур с переходом поверхностных ионов в раствор. Вблизи каркасных ионов происходит расщепление воды с выделением в раствор ионов H+ и OH. Причем для успешной гидратации жидкая фаза должна обладать более высокой группой симметрии, чем кристаллическое соединение. Изучая кинетику изменения величины рН твердеющих гипсовых систем, можно контролировать сам процесс гидратации и твердения гипса.

Исследования Будникова П.П., Булгакова Э.Х., Маштакова А.Ф., Капачаускаса И. И др. ученых подтверждают взаимосвязь электрохимических процессов с процессами гидратации и твердения вяжущих систем. Электрохимические методы – это новые оперативные способы контроля над технологическими процессами производства строительных материалов. Развитие, усовершенствование и появление новых физико-химических методов исследования дают возможность более глубоко и всесторонне познать механизм твердения гипсовых вяжущих.

Таким образом, дисперсная среда, образованная гипсовым вяжущим может служить источником получения необходимой информации о процессах твердения и структурообразования искусственного каменного материала.

Целью работы было: определение взаимосвязи между изменением величины рН и рСа во время твердения гипсового теста и сроками схватывания, содержанием гидратной воды, тониной помола, генезисом исходного гипсового сырья и другими показателями гипсовых вяжущих.

В качестве исходного сырья использовали строительный гипс Курского АООТ “Керамик” марки Г-4 Б II ГОСТ 125-79 и строительный гипс Г-3 НПО “Интеграл” г. Казань.

Нами предложен потенциометрический метод контроля процессов гидратации и твердения вяжущих веществ, основанный на исследовании кинетики изменения рН и рСа твердеющих систем. Измерения выполнены в суспензиях с содержанием твердой фазы 7–10 мас.%, с применением стеклянного электрода, так как он характеризует изменение активности водородных ионов и почти не меняет потенциала при изменении концентрации других ионов, и мембранного кальцийселективного электрода ЭМ-Са-01. Сроки схватывания определялись также по стандартной методике с помощью прибора Вика согласно ГОСТ 23789–79 .

Процесс проводили в кинетическом режиме при перемешивании суспензий магнитными мешалками со скоростью 300 об/мин. Все опыты выполнены при температуре 20±0,5°С. Для приготовления суспензий и затворения гипсовых вяжущих применяли кипяченую дистиллированную воду с рН=7.

1 2 3