Гипс — один из наиболее деше­вых и распространенных строитель­ных материалов и с давних времен используется в качестве вяжущего при изготовлении строительных из­делий различного назначения [1]. Работы по изучению свойств гипса и регулированию его физико-меха - Нических характеристик активно продолжились в 50—60-е годы [2].

Наибольшее использование на­шел строительный гипс, однако практическое применение он полу­чил лишь для внутренних отделоч­ных работ.

Более широкое применение стро­ительного гипса сдерживается его невысокими физико-механически­ми показателями. Для устранения указанного недостатка рядом ученых проводятся работы по улучшению физико-механических свойств гип­са в различных направлениях, в частности по формированию более плотной микроструктуры гипса, по регулированию процессов кристал­лизации и т. д.

Целью данной работы явилось изыскание возможности повыше­ния механических свойств путем оптимизации фракционного состава гипсового порошка.

Известно, что строительный гипс полиморфен по своей структуре, большая часть которой состоит из Р — Са80^ 2НгО. Зерна строи­тельного гипса имеют ноздрева­тое, губчатое строение, кристаллы, мелкие и плохо выраженные, обра­зуют волокнистые агрегаты. Поро­шок /3 — СаБО« 0,5НгО имеет широкое распределение частиц по размеру, что обусловливает его ге­терогенность.

Гетерогенную структуру дисперс­ных систем, в том числе и строи­тельного гипса, можно характеризо­вать геометрическими параметрами. При проведении работ по оптими­зации фракционного состава гипсо­вого Порошка использован метод расчета геометрических параметров упаковки смеси дисперсных частиц в композите, описанный в работах [3, 4]. Суть метода заключается в разбиении пространства на сово­купность симплексов, в вершинах которых находятся центры частиц, длина ребер определяется размера­ми частиц и толщиной прослойки связующего между ними. Исходны­ми данными для расчета являются размеры частиц каждой фракции смеси, «свободный объем», объем­ная доля каждой фракции.

Проведенный анализ распределе­ния частиц гипса по размеру выявил возможность представления фрак­ционного состава гипса в виде двух фракций: с размером частиц

0,08 мм и < 0,063 мм, с удалением частиц гипса размером выше 0,08 мм.

На основе экспериментального определения исходных параметров строительного гипса марки Г-5 и расчетов на компьютере получены зависимости геометрических пара­метров структуры гипса от соотноше­ния монофракций гипса.

Наибольшая плотность упаковки частиц гипса для выбранной двух­компонентной системы наблюдается при соотношении выбранных фрак­

Ций, мае. %: 0,08 мм — 70 и

< 0,063 мм — 30. Исходя из этого можно говорить об улучшении фи­зико-механических свойств гипса с данным фракционным составом.

Для подтверждения высказанного предположения осуществлены сле­дующие экспериментальные иссле­дования: проведено разделение

Строительного гипса Г-5 на фракции 0,08 мм, < 0,063 мм (см. таблицу), гипсовые образцы испытаны на прочность согласно ГОСТ 125—79.

Аналнз полученных эксперимен­тальных данных показывает, что увеличение прочности (осж) наблю­дается для двухкомпонентной сис­темы с соотношением фракций

0. 08.мм — 70 % и < 0,063 мм — 30 % (см. таблицу, состав № 4), что согласуется с предположением, сде­ланным на основании метода рас­чета геометрических параметров упаковки смеси дисперсных компо­нентов В композите [3}.

Таким образом, оптимизация фракционного состава гипса, а именно использование двухкомпо­нентного состава смеси с размером частиц и определенным соотношени­ем фракций: 0,08 мм — 70 % и

< 0,063 мм — 30 %, и удаление фракций более 0,08 мм позволяют повысить механическую прочность в гипсовых изделиях не менее чем в 2 раза.

Список литературы

1. Будников Л. П. Гипс, его исследование и применение. М.; Л., 1943. 373 с.

2. Панютин А. Г. Строительный гипс в стеновых конструкциях малоэтаж­ных зданий. М., 1959. 135 с.

3. Вальцифер В. А. Расчетная оценка координационного числа частиц в статистической упаковке дисперсно­го наполнителя // Заводская лабо­ратория. 1991. Т. 57. № 10. С 23-26.

4. Вальцифер В. А., Степанов А. Ь. Расчет координационного числа ме­талла в смесевых конденсированных системах // Физика горения и взры­ва. 1989. № 4. С. 65—67