Влияние метакаолина на формирование структуры и свойства композиционного гипсового вяжущего

Gipsli bog‘lovchi strukturasini maqsadli o‘zgartirish uchun metakaolin istiqbolli komponent hisoblanadi. Mazkur tadqiqotda Ustyurt konlari xomashyosi asosidagi G-5 qurilish gipsi va Qoraqalpog‘iston Respublikasidagi Xo‘jako‘l koni kaolinlaridan olingan metakaolin ishlatildi. Maqbul mineral tarkib 78 % G-5 gipsi, 16 % metakaolin va 6 % Ca(OH)₂ dan iborat bo‘ldi. Qo‘shimcha ravishda organik modifikatorlar majmuasi — Melflux, GEMS va KMS qo‘llanildi. Strukturaning rivojlanishini baholash uchun qotishning turli muddatlarida siqilishga mustahkamlik, o‘rtacha zichlik va yumshash koeffitsienti aniqlandi. 3 sutkadan 28 sutkagacha bo‘lgan davrda siqilishga mustahkamlik 15 MPa dan 34 MPa gacha, o‘rtacha zichlik 1260 kg/m³ dan 1330 kg/m³ gacha, yumshash koeffitsienti esa 0,75 dan 0,92 gacha oshdi. Modifikatsiyalovchi qo‘shimchalar majmuasining kiritilishi g‘ovaklikning 14 % dan 9 % gacha kamayishi bilan kechdi. Olingan natijalar faol mineral qo‘shimcha va organik modifikatorlarni birgalikda qo‘llash hisobiga strukturani boshqarishdan ekspluatatsion xususiyatlari yaxshilangan kompozitsion gipsli materiallar olishda foydalanish mumkinligini ko‘rsatadi.

R E S E A RC H F O C US xalqaro ilmiy jurnali hamkorligida

QR-kod maqolaning DOI sahifasini ochadi SAHIFALAR

IQTIBOS UCHUN Бекбосынова Р.Ж., Абылова А.Ж. Влияние метакаолина на формирование структуры и свойства композиционного гипсового вяжущего // «O‘zbekiston olima ayollarining mamlakat taraqqiyotiga qo‘shayotgan hissasi» mavzusidagi xalqaro ilmiy-amaliy konferensiya materiallari (Nukus, 2026-yil 9–10- oktyabr). – Nukus, 2026. – B. 68–70. – DOI: https://doi.org/10.66073/ ReFocus-Conf/0910009

«O‘zbekiston olima ayollarining mamlakat taraqqiyotiga qo‘shayotgan hissasi» XALQARO ILMIY-AMALIY KONFERENSIYA NUKUS, 9–10-OKT YABR 2026

ВЛИЯНИЕ МЕТАКАОЛИНА НА ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИОННОГО ГИПСОВОГО ВЯЖУЩЕГО Бекбосынова Р.Ж. д.х.н. (DSc) Абылова А.Ж. Каракалпакский научно-исследовательский институт Каракалпакского отделения Академии наук Республики Узбекистан

Эффективность гипсовых вяжущих в значительной

степени определяется особенностями структуры формирующегося гипсового камня. При гидратации полугидрата сульфата кальция образуется пространственная система кристаллов двуводного гипса, между которыми сохраняются капиллярные поры. Развитая пористость оказывает существенное влияние на прочность материала и его устойчивость при воздействии воды. Поэтому регулирование процессов формирования порового пространства является одним из способов повышения эксплуатационных характеристик гипсовых композиций [1, 2].

Перспективным компонентом для направленного изменения структуры гипсового вяжущего является метакаолин. После термической активации каолина образуется реакционноспособная алюмосиликатная фаза, способная взаимодействовать с гидроксидом кальция. Кроме химического взаимодействия, дисперсность метакаолина обеспечивает заполнение части межкристаллических пустот, что создаёт предпосылки для формирования более плотной структуры материала [3,4].

В настоящем исследовании использовали строительный гипс Г-5 на основе сырья месторождений Устюрта и метакаолин, полученный из каолинов Ходжакульского месторождения Республики Каракалпакстан. В качестве компонента, обеспечивающего условия для пуццоланического взаимодействия, вводили Ca(OH)₂. Оптимальный минеральный состав включал 78 % гипса Г-5, 16 % метакаолина и 6 % Ca(OH)₂. Дополнительно применяли комплекс органических модификаторов: Melflux - 0,3 %, ГЭМЦ - 0,1 % и КМЦ - 0,1 %.

Образцы изготавливали в виде призм размером 40×40×160 мм и выдерживали в нормально-влажностных условиях при температуре (20±2) °С и относительной влажности воздуха не менее 95 %. Испытания проводили в соответствии с ГОСТ 23789–2018. Для оценки развития структуры определяли прочность при сжатии, среднюю плотность и коэффициент размягчения в различные сроки твердения. Полученные результаты показывают, что структура материала продолжает изменяться на протяжении всего исследованного периода твердения. С увеличением возраста образцов наблюдалось одновременное NUKUS · 2026

повышение прочности и средней плотности. Таблица 1. Изменение характеристик композиционного гипсового вяжущего в процессе твердения Срок Прочность при Средняя плотность, Коэффициент твердения, сут сжатии, МПа кг/м³ размягчения X A L Q A R O I L M I Y- A M A L I Y K O N F E R E N S I YA

3 15 1260 0,75 7 24 1290 0,84 18 34 1330 0,92 Как видно из таблицы, за период от 3 до 28 суток прочность при сжатии увеличилась с 15 до 34 МПа, то есть более чем в два раза. Средняя плотность за тот же период возросла с 1260 до 1330 кг/м³. Одновременно коэффициент размягчения увеличился с 0,75 до 0,92. Такая совокупность изменений характеризует развитие и уплотнение структуры материала в процессе твердения. Формирование структуры композиционного вяжущего связано с « O ‘ Z B E K I S T O N O L I M A AY O L L A R I N I N G M A M L A K AT T A R A Q Q I Y O T I G A Q O ‘ S H AY O T G A N H I S S A S I »

одновременным протеканием нескольких процессов. Основным является гидратация гипса с образованием двуводного сульфата кальция. Параллельно реакционноспособные компоненты метакаолина взаимодействуют с Ca(OH)₂. Согласно опубликованным исследованиям, введение активного метакаолина в гипсовые системы может приводить к изменению характера формирующейся структуры и повышению прочностных и водостойких характеристик материала [5]. Дополнительное значение имеет дисперсность минеральной добавки. Мелкие частицы метакаолина располагаются между растущими кристаллами гипса и могут выполнять функцию микродисперсного наполнителя. В результате уменьшается объём свободного межкристаллического пространства. При продолжающемся твердении это способствует формированию более компактной структуры. Изменение пористости подтверждает данный характер структурных преобразований. Введение комплекса модифицирующих добавок сопровождалось снижением пористости с 14 до 9 %. Одновременно прочность при сжатии увеличилась с 28 до 34 МПа, а коэффициент водостойкости — с 0,78 до 0,92. Таким образом, повышение плотности и снижение пористости композиционного гипсового вяжущего можно рассматривать как результат комплексного действия минеральной и органической составляющих. Метакаолин изменяет характер формирования минеральной структуры, а Melflux, ГЭМЦ и КМЦ регулируют состояние дисперсной системы и водный режим смеси. Совокупность этих процессов обеспечивает постепенное формирование более плотного гипсового камня.

Разработанная композиция на основе гипсового и каолинового сырья Республики Каракалпакстан достигла к 28 суткам твердения прочности при сжатии 34 МПа при коэффициенте размягчения 0,92. Полученные результаты показывают, что регулирование структуры за счёт сочетания активной минеральной добавки и органических модификаторов может быть NUKUS · 2026

использовано для получения композиционных гипсовых материалов с улучшенными эксплуатационными характеристиками.