Розроблення технології нових в’яжучих і бетонів передбачає такі етапи як вибір і підготовка матеріалів, проектування складу відповідно до вимог, приготування суміші і формування виробів, початкова витримка і схоплювання, подальше тверднення. Всі ці етапи об’єднуються в єдиний комплекс, в якому кожен етап має своє особливе значення і одночасно впливає на ефективність усього технологічного комплексу.
На підставі аналізу літературних джерел можна стверджувати, що для досягнення більшої ефективності використання в’яжучих нового покоління необхідний перехід на більш складні багатокомпонентні комплекси Це дасть змогу отримувати високоякісні бетони різного призначення з покращеними властивостями і різноманітною структурою – грубо-, дрібно- і тонкозернистою, ніздрюватою, волокнистою. В основу створення технології композиційних в’яжучих покладено активне управління технологічними перерозподілами завдяки застосуванню комплексів хімічних модифікаторів і активних мінеральних компонентів, оптимізації складів, механо-хімічній активації та інтенсифікації технологічних процесів. Багатокомпонентність гіпсових сумішей зумовлює необхідність вивчення їх структуроутворення методами математичного моделювання.
У статті наведено результати оптимізації багатокомпонентного композиційного вʼяжучого на гіпсовапняній основі. Отримано математичну модель міцності каменю у вигляді рівняння регресії та проаналізовано коефіцієнти даного рівняння.
Аналіз математичних залежностей та їхня графічна інтерпретація дали змогу визначити оптимальні кількості аморфного кремнезему та метакаоліну в складі композиційного вʼяжучого, що забезпечують найбільшу міцність каменю у віці 28 діб.
Методом рентгенофазового аналізу встановлено, що основними кристалічними фазами композиційного каменю в віці 28 діб є гіпсу двогідрат, портландит, кальцит, етрингіт та γ-Al2O3·2SiO2·2H2O (каолініт).
Внаслідок проведених випробувань композиційного вʼяжучого отримано такі будівельно-технічні характеристики каменю: міцність на стиск – 9,50 МПа, середня густина – 1048 кг/м3, коефіцієнт водостійкості – 0,50, початок тужавіння – 19 хв, кінець тужавіння – 27 хв, максимальна температура під час гідратації – 60 °C.
Запропоновано оптимальний склад композиційного вʼяжучого: 54 % Г-5, 36 % CaO, 5 % аморфного кремнезему, 5 % метакаоліну та 0,5 % добавки Na2B4O7·5H2O.
Композиційний камінь характеризується покращеними міцністю на стиск (+35 %) та водостійкістю (+20 %) порівняно з каменем, до складу вʼяжучого якого не входять аморфний кремнезем і добавка Na2B4O7·5H2O.
1. Логанина В. И. Оптимизация состава композитов общестроительного назначения,
модифицированных наноразмерными добавками/ В. И. Логанина, Л. В. Макарова, Р. В. Тарасов,
О. А. Давыдова // Региональная архитектура и строительство. – 2010. – № 2. – С. 53–57.
2. Коровяков В. Ф. Теоретические основы создания композиционных гипсовых вяжущих /
В. Ф. Коровяков // ALITinform. Цемент. Бетон. Сухие смеси. – 2009. – №6. – С. 92–101.
3. ШмаковаЮ. С. Структурообразование гипсовых композиций / Ю. С. Шмакова, О. В. Кононова //
13 Вавиловские чтения “Глобализация. Глобалистика. Потенциалы и перспективы России в
глобальном мире”: Матер. постоянно действующей Всероссийской междисциплинарной науч.
конф. с междунар. участием. – Йошкар-Ола, 2010. – Ч. 2. – С. 215–216. 4. BillongNdigui. Effect of
mixture constituents on properties of slaked lime–metakaolin–sand mortars containing sodium hydroxide /
NdiguiBillong, U. C. Melo, D. Njopwouo, F. Louvet, J. P. Bonnet // Cement & Concrete Composites. –
2009. – №31. – P. 658–662. 5. Morsy M. S. Development of eco-friendly binder using metakaolin–fly ash–
lime–anhydrous gypsum / M. S. Morsy, S. H. Alsayed, Y. A. Salloum // Construction and Building
Materials. – 2012. – No. 35. – P. 772–777. 6. Gameiro A. Hydration products of lime–metakaolin pastes at
ambient temperature with ageing / A. Gameiro, A. Santos Silva, R. Veiga, A. Velosa // Thermochimica
Acta. – 2012. – No. 535. – P. 36–41.7. Vimmrová A. Calcined gypsum–lime–metakaolin binders: Design of
optimal composition / A. Vimmrová, M. Keppert, O. Michalko, R. Černy // Cement & Concrete
Composites. – 2014. – No. 52. – P. 91–96. 8. Žemlička M. Study of hydration products in the model
systems metakaolin–lime and metakaolin–lime–gypsum / M. Žemlička, E. Kuzielová, M. Kuliffayová,
J. Tkacz, M. T. Palou // Ceramics – Silikáty. – 2014. – No. 59 (4). – P. 283–291. 9. Сафонова Т. Ю.
Структурообразование и твердение композиций с добавкой метакаолина / Т. Ю. Сафонова //
Достижения и перспективы естественных и технических наук: сб. матер. 1 Междунар. науч.-
практ. конф. – Ставрополь, 2012. – С. 3–8. 10. Чеканський Б. Б. Особливості структуроутворення
безклінкерних композиційних в’яжучих за високих водотвердих відношень / Б. Б. Чеканський,
І. В. Луцюк, Р. М. Яремчук // Вісник НУ ЛП “Хімія, технологія речовин та їх застосування”: зб.
наук. пр. – 2017. – № 868. – С. 106–111. 11. Якимечко Я. Б. Деякі закономірності використання
негашеного вапна у композиційних в’яжучих системах / Я. Б. Якимечко, П. В. Новосад // Технології
та дизайн. – 2014. – № 4 (13).Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/td_2014_4_8.