Дослідження впливу тонкодисперсного вермикулітового порошку на структуру гіпсового в’яжучого методом електронної мікроскопії

Abstract

UA: У статті досліджується вплив фракцій тонкодисперсного вермикуліту на мікроструктуру гіпсового в’яжучого, оскільки саме вона визначає фізико-механічні й теплотехнічні властивості кінцевого гіпсового виробу. Показано, що добавка тонкодисперсного вермикулітового порошку фракції 0,01 мм у кількості 2 % від маси гіпсу є оптимальною для формування щільної мікроструктури гіпсового каменю. Методом скануючої електронної мікроскопії підтверджено утворення однорідної суцільної структури із щільним розташуванням кристалів гіпсу.

EN: The article aims the study of the structure formation of gypsum binder with the different fractions of non-organic aggregate – vermiculite powder. Two fineness degrees of vermiculite powder have been used with average size 0.14 mm and 0.01 mm. To determine the optimal amount of the aggregate, the gypsum binder samples are prepared in which the content of vermiculite powder is changed from 0 % to 8 %. After curing, a compression strength is defined the entire sample batches. The samples with 2 % of the aggregate demonstrate the maximal compression strength 25 MPa. This percentage has been used during following researches. To determine the impact of fineness degree on the filled gypsum material, three sample batches have been made. The first batch does not contain the aggregate, the second and third ones contain 2 % vermiculite powder with two types of dispersity. After curing, a compression strength has been defined the entire sample batches. As the testing results show, the addition of filler with average size 0.01 mm increase both the compression strength and a bending strength by 50 %. The fine-dispersed powder fills the cavities between the crystals of calcium sulfate dihydrate. It allows to increase the number of contacts between the crystals and enhance the strength of the sample. The investigation of the structure formation has been executed by scanning electron microscopy. The electron microscope photos of the gypsum samples and the aggregate with average size 0.14 mm demonstrate a nonuniform distribution of the structure elements. Also, a partial ties vermiculite and the gypsum crystals are observed. In opposite, the electron microscope photos of the gypsum samples and the aggregate with average size 0.01 mm show a uniform distribution of the structure elements. Moreover, the branched structure with contact bonds between vermiculite and the gypsum crystals is found. The usage of vermiculite powder as a filler for the gypsum products rises an efficiency of constructions due to the bigger strength, improved thermal insulation, and fire-resisting property.