Декоративні багатокомпонентні цементи та модифіковані будівельні штукатурні розчини на їх основі

Abstract

Дисертаційна робота присвячена питанням розроблення теоретичних основ одержання декоративних багатокомпонентних цементів, що за своїм хімічним складом є максимально наближеними до романцементу, для модифікованих будівельних штукатурних розчинів за рахунок системного поєднання клінкерної складової портландцементу, активних мінеральних добавок, наповнювачів та поліфункціональних модифікаторів. Встановлено фізико-хімічні особливості процесів гідратації декоративних багатокомпонентних цементів та виявлено кількісні залежності впливу мінеральних добавок на процеси структуроутворення, а також закономірності формування мікроструктури цементної матриці і мезоструктури штукатурних розчинів. Проведено оптимізацію складів модифікованих штукатурних розчинів на основі декоративних багатокомпонентних цементів та досліджено їх показники якості. Здійснено промислову апробацію розроблених модифікованих штукатурних розчинів та розраховано економічну ефективність від їх використання. Диссертационная работа посвящена вопросам разработки принципов получения декоративных многокомпонентных цементов, которые по своему химическому составу являються максимально приближенными к романцементу. Исследовано влияние химико-минералогичного состава романцемента на его структурообразование и физико-механические свойства. Высокореакционные фазы типа СА, С12А7 определяют быстрое твердение и прочность на ранних стадиях, а с возрастом твердения прирост прочности происходит за счет гидратации белитовой фазы. Установлено, что высокая дисперсность частиц романцемента приводит к значительной водопотребности вяжущего, что влияет на повышение пористости искусственного камня, образованию различного рода трещин и возможных отслоений штукатурок. Разработаны декоративные многокомпонентные цементы за счет системного использования белого портландцемента, активных минеральных добавок, наполнителей светлых оттенков и полифункциональных модификаторов. Методом математического планирования эксперимента проведена оптимизация составов декоративных многокомпонентных цементов для строительных растворов типа БЦБР ДСТУ Б В 2.7-124-2004. Исследованы физико-механические свойства разработанных многокомпонентных цементов согласно ДСТУ Б В 2.7-187:2009 и EN 196. Установлены физико-химические особенности процессов их гидратации и выявлены количественные зависимости влияния минеральных добавок на процессы структурообразования. Методом растровой электронной микроскопии показано, что структура гидратированной твердой фазы CSH армируется кристаллами эттрингита, а в открытой поре фиксируются единичные гексагональные пластинки портландита. Мелкодисперсные зерна кварца и кальцита в массе CSH-фазы способствуют снижению деформаций усадки декоративного вяжущего. Исследовано влияние фракционного состава кварцевых песков на мезоструктуру и физико-механические свойства штукатурных растворов. Запроектированы составы штукатурних растворов на основе пластифицированных декоративних многокомпонентных цементов, что позволяет получить удобоукладываемые строительные растворные смеси средней плотностью 1800-1890 кг/м3, характеризующиеся высокой водоудерживающей способностью (96-97%). При этом обеспечивается проектная марка модифицированного штукатурного раствора по прочности на сжатие М50 с необходимыми показателями качества. Штукатурные растворы на основе многокомпонентных цементов характеризуются морозостойкостью F50, атмосферо- и корозионной стойкостью, пониженными деформациями усадки. Декоративные многокомпонентные цементы и воздухововлекающие добавки обеспечивают получение удобоукладываемых растворных смесей для наружной штукатурки, которая характеризуется необходимой прочностью сцепления с основанием, достаточным влагообменом между оштукатуренным строительным элементом и внешней средой. На ЧП "Архитектурная мастерская" Ренессанс" проведен выпуск удобоукладываемых растворных смесей на основе модифицированной сухой строительной смеси для оштукатуривания Ц1ШТ1 подвижностью 10 см и маркой по прочности на сжатие М50, общим объемом 12 м3. Разработанные растворные смеси для штукатурных работ внедрены при реставрации Дворца Любомирских и дома № 43 (пр.Свободы) в г. Львове. Эффективность от внедрения разработки с учетом стоимости производства составляет 102,29 грн за 1 м3 раствора. Фактический экономический эффект при объеме производства 12 м3 растворной смеси составляет 1,23 тыс. грн . The thesis is devoted to the development of theoretical foundations of obtaining of decorative multicomponent cements for modified plasters that are maximally close to Roman cement by their chemical composition due to a system combination of active mineral additives, fillers of bright colors and polyfunctional modifiers. Physical and chemical characteristics of hydration processes of decorative multicomponent cements are established and quantitative relationships influence of mineral additives on structure formation processes and regularities of plasters mesostructure and cement matrix microstructure formation were revealed. Optimization of composition of modified plasters based on decorative multicomponent cements was carried out and their parameters of quality were investigated. Industrial approbation of developed modified plasters was done and economic efficiency of their use was calculated.