Сухая строительная смесь
Владельцы патента RU 2262494:
ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "СОДА" (ОАО "СОДА") (RU)
Изобретение относится к области строительства, а именно к строительным материалам на основе цементных вяжущих, и может быть использовано для приготовления строительных растворов для производства внутренних и наружных штукатурных работ, создающих на поверхности покрытие, защищающее конструкции от действия атмосферных осадков и безнапорной или поступающей с малым напором воды. Техническим результатом являются: высокие водоудерживающие, гидрофобизующие показатели, устойчивость к сползанию и к усадке, снижение себестоимости смеси и утилизация отходов. Сухая строительная смесь в качестве заполнителя содержит известняковый песок с содержанием СаСО3 90-95 мас.% и размером частиц от 0,001 до 2,0 мм - отход производства фракции известняка, подаваемой на обжиг в производстве оксида кальция, причем известняковый песок в зависимости от размера фракции берут в следующем соотношении, мас.%: фракция 0,001-0,09 мм - 15,0-18,5, 0,09-0,8 мм - 35,0-39,0, 0,8-1,2 мм - 22,0-27,0, 1,2-2,0 мм - 19,0-22,0, и сухая смесь имеет следующий состав, мас.%: портландцемент - 23,5-25,5, указанный известняковый песок - 73,87-76,13, стеарат кальция - 0,25-0,45, метилцеллюлоза - 0,10-0,15, гидроксипропиловый крахмал - 0,02-0,03. Использование в качестве заполнителя известнякового песка указанных фракций позволяет повысить водоудерживающую способность строительного раствора, а соответственно получить хорошую подвижность и жизнеспособность смеси, что улучшает технологичность нанесения на основания. 1 табл.
Изобретение относится к области строительства, а именно к строительным материалам на основе цементных вяжущих, и может быть использовано для приготовления строительных растворов для производства внутренних и наружных штукатурных работ, создающих на поверхности покрытие, защищающее конструкции от действия атмосферных осадков и безнапорной или поступающей с малым напором воды.
В последние десятилетия получили распространение сухие смеси для приготовления строительного раствора, позволяющие выводить строительные технологии на качественно более высокий уровень, а именно: гарантированное стабильно высокое качество смесей, придание им специальных свойств за счет применения разнообразных химических добавок, уменьшение потерь при производстве за счет мелкой фасовки сухих смесей, сокращение транспортных расходов за счет снижения объемов транспортных перевозок и др.
Широкую известность получили сухие строительные смеси, содержащие известково-цементное вяжущее, песок в качестве заполнителя и органические добавки (водоудерживающие, поверхностно-активные, адгезионные и т.д.) [Строительные материалы. Под ред. Г.И.Горчакова - М., Высшая школа, 1982 г.].
Перед применением такую фасованную смесь затворяют водой. В соответствии со стандартом (ГОСТ 28013-98) строительные растворы должны соответствовать основным показателям качества: подвижности, водоудерживающей способности, расслаиваемости, средней плотности, а после твердения должны обладать прочностью на сжатие и при изгибе, прочностью сцепления с основанием.
Известна сухая строительная смесь, включающая цемент, песок, известковое связующее, дополнительно содержащая полимерное вяжущее, слюду, двуокись титана [А.С. СССР №391097, МПК С 04 В 28/02, 1973 г.].
Известна также строительная композиция, включающая портландцемент, известковое тесто, хлористый натрий и сурик железный [А.С. СССР, №666146, МПК С 04 В 28/18, 1977 г.].
Но известные смеси имеют слабую водоудерживающую способность и недолговечны, что ограничивает область их применения.
Известна сухая строительная смесь, содержащая портландцемент, известь-пушонку, песок кварцевый, слюду и дополнительно содержит пигменты [Пат. РФ №2122552, МПК С 04 В 28/04, 1998 г.].
Данная строительная смесь хотя и имеет достаточно высокие прочностные показатели, но в основном предназначена для декоративной окраски (побелки) как внутри, так и снаружи зданий, сооружений.
Также известна сухая строительная смесь, включающая цемент, песок, известковое связующее, полимерное вяжущее, минеральный наполнитель, причем в качестве минерального наполнителя используют мел с массовыми долями хлористого натрия не более 1,5% и не более 4,0% - отход производства едкого натра и рассолоочистки, в качестве известкового связующего - известь-пушонку - отход производства карбида кальция, известь обожженную - отход производства карбида кальция и гипохлорида кальция, в качестве полимерного вяжущего - поливинилхлорид - отход производства поливинилхлорида, и дополнительно золу ТЭЦ и метилцеллюлозу [Пат. RU №2162827, МПК С 04 В 28/02, 1999 г.].
Также известна сухая строительная смесь, содержащая, мас.%: цемент - 40-55, кварцевый песок - 45-55, известковую смесь для горных пород - 0,5-2,0, пластификатор на основе метилцеллюлозы и метилоксипропилцеллюлозы - 0,4-0,5. [Пат. RU №2119467, МПК С 04 В 28/02, 1996 г.].
Но известные сухие смеси также имеют недостаточно высокую водоудерживающую способность и прочность сцепления с основанием.
Известным техническим решением является сухая строительная смесь, содержащая, мас.%:
| известково-цементное вяжущее - | 7-29 |
| заполнитель - окись кремния в виде песка - | 71-93 |
| органические добавки | 0-0,2 |
[Пат. RU №2196752, МПК С 04 В 28/02, 2000 г.].
В качестве заполнителя используют указанный кварцевый песок фракции с размером частиц от 0 до 2,5 мм, причем количество фракции от 0 до 0,5 мм составляет 10,0-28,85 мас.%, фракции от 0,5 до 1,25 мм - 33,6-49,6 мас.%, фракции от 1,25 до 2,50 мм - 16,6-20,4 мас.%
В качестве органических добавок используют водоудерживающие добавки на основе метилцеллюлозы.
Для увеличения водоудерживающей способности песок фракционируют и вводят так в смесь, чтобы вес фракции 0,5-1,25 мм превышал суммарный вес других фракций песка, но не более чем в три раза.
Известная сухая смесь при затворении ее водой имеет недостаточные пластифицирующие свойства, а соответственно технологичность нанесения, а также недостаточно высокую водоудерживающую способность для работы в тонких слоях штукатурки и недолговечность.
Известна сухая строительная смесь, содержащая, мас.%:
| цемент | -17-40 |
| песок | -60-83 |
| механоактивизированную добавку- | |
| суперпластификатор С-3 | -0,5-2,0 |
[Пат. RU №2182137, МПК С 04 В 28/02].
Добавка с пластификатором может содержать противоморозную добавку в количестве от 0,5 до 5,0% от массы цемента.
Добавка с пластификатором может содержать уплотняющую добавку в количестве от 0,5 до 5,0% от массы цемента.
Добавка с пластификатором может содержать дисперсно-армирующую добавку в количестве от 0,5 до 5,0% от массы цемента.
Добавка с пластификатором может содержать красящую добавку в количестве от 0,5 до 5,0% от массы цемента.
Сухая смесь также может содержать и смесь вышеуказанных добавок.
Представленная сухая смесь используется для производства кладочных и рядовых штукатурных работ.
Приготовленная смесь для штукатурных работ по патенту 2182137 имеет недостаточные водоудерживающие и гидрофобизирующие свойства.
Наиболее близким техническим решением - прототипом - является сухая строительная смесь, содержащая, мас.%:
| цемент | 14,2-49,9 |
| заполнитель (песок) | 49,6-85,6 |
| органическая добавка (суперпластификатор С-3) | 0,04-0,50 |
| стеарат кальция или стеарат цинка | 0,1-0,3 |
[Пат. RU №2214376, МПК С 04 В 28/02, 2002 г.].
Известная сухая смесь имеет недостаточный гидрофобный эффект, недостаточно клейка, что приводит к сползанию штукатурки с основания, тем самым ухудшается технологичность нанесения и ограничивается область ее применения. Смесь также имеет недостаточную водоудерживающую способность и сравнительно высокую себестоимость за счет использования достаточно дорогой добавки С-3.
Технической задачей предлагаемого изобретения является создание сухой строительной смеси, которая бы имела достаточно высокие водоудерживающие, гидрофобизующие показатели, устойчивость к сползанию и к усадке, кроме того, одним из основных показателей является снижение себестоимости смеси и утилизация отходов.
Поставленная задача решается тем, что в качестве заполнителя используют известняковый песок с содержанием СаСО3 90-95 мас.% и размером частиц от 0, 001 до 2,0 мм - отход производства фракции известняка, подаваемый на обжиг в производстве оксида кальция, причем известняковый песок в зависимости от размера фракции берут в следующем соотношении, мас.%:
| фракция | 0,001-0,09 мм - 15,0-18,5 |
| 0,09-0,8 мм - 35,0-39,0 | |
| 0,8-1,2 мм - 22,0-27,0 | |
| 1,2-2,0 мм - 19,0-22,0 |
а в качестве органических добавок смесь содержит метилцеллюлозу, гидроксипропиловый крахмал и стеарат кальция, и сухая смесь имеет следующий состав, мас.%:
| портландцемент | -23,5-25,5 |
| известняковый песок | -73,87-76,13 |
| стеарат кальция | -0,25-0,45 |
| метилцеллюлоза | -0,10-0,15 |
| гидроксипропиловый крахмал | -0,02-0,03 |
Использование в качестве заполнителя известнякового песка различных фракций позволяет повысить водоудерживающую способность строительного раствора, а соответственно получить хорошую подвижность и жизнеспособность смеси, что улучшает технологичность нанесения на основания. Сочетание фракций известнякового песка в заявляемом соотношении способствует достижению высокой адгезии штукатурного слоя к основаниям, позволяет получить плотную структуру затвердевшего раствора и повысить долговечность и надежность строительной конструкции.
Кроме того, использование мелкой фракции известняка, являющейся отходом производства извести, в качестве заполнителя сухих строительных смесей позволяет утилизировать образующиеся в избытке фракции известняка и квалифицированно использовать природные ресурсы.
В качестве вяжущего вещества используют портландцемент 500 ПЦ-ДО по ГОСТ 10178-85.
Для улучшения свойств строительного раствора в сухую смесь вводят комплекс химических добавок, в частности водоудерживающую добавку на основе метилгидроксиэтил- или метилгидроксипропилцеллюлозы, например, торговой марки "Walocel M". В качестве гидрофобизующей добавки используют стеарат кальция, например, торговой марки "Stavinor CaPSE" в количестве 0,25-0,45 мас.% В качестве добавки, повышающей устойчивость к сползанию, устойчивость к усадке и образованию трещин, уменьшающей липкость к инструменту, применяют гидроксипропиловый крахмал, например, торговой марки "Амилотекс 8100" в количестве 0,02-0,03 мас.%.
Приготовление сухой строительной смеси заключается в следующем.
Сначала готовят фракционированный известняковый песок, значения фракций которого указаны выше. Для этого отход известняка в производстве извести - известняковый щебень размером менее 30 мм - сушат, измельчают и рассевают на заявляемые фракции. Далее все компоненты после весового дозирования в заявляемом соотношении подаются в смеситель, в котором простым смешением получают готовую к применению сухую строительную смесь.
Испытания сухой строительной смеси проводят по методикам ГОСТ 5802-86. После затворения смеси водой в определенном водотвердом отношении для полученной растворной смеси определяют водоудерживающую способность и формуют образцы-призмы размерами 40×40×160 мм и кубы 70,7×70,7×70,7 мм, которые хранят в течение 28 суток. Для затвердевшего раствора определяют прочностные показатели и морозостойкость по ГОСТ 5802-86, а также капиллярное водопоглощение по DIN 52617.
Примеры приготовления составов предлагаемой сухой строительной смеси и ее показатели представлены в таблице.
Как видно из представленных показателей, заявляемая сухая строительная смесь при затворении водой имеет более высокую водоудерживающую способность по сравнению с прототипом, а в затвердевшем состоянии показывает более высокую прочность на сжатие и при изгибе.
Предлагаемый состав сухой штукатурной смеси имеет гораздо меньшую величину водопоглощения строительного раствора при капиллярном подсосе, следовательно, более устойчив к воздействию атмосферных осадков и обладает хорошим герметизирующим эффектом от действия безнапорной или поступающей под небольшим (не более 1,5·105 МПа) напором воды.
Данные преимущества заявляемой сухой строительной смеси позволяют вести наружные штукатурные работы с высоким качеством отделываемой поверхности, получить высокую прочность, морозостойкость и долговечность покрытия.
| №№ п/п | Наименование показателей | Составы прототипа | Предлагаемые составы | ||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | ||
| 1. | Состав сухой смеси, масс %: | ||||||
| портландцемент | 14,2 | 32,2 | 49,9 | 23,5 | 24,5 | 25,5 | |
| кварцевый песок | 85,6 | 67,56 | 49,6 | - | - | - | |
| суперпластификатор С-3 | 0,1 | 0,04 | 0,2 | - | - | - | |
| стеарат кальция | 0,1 | - | 0,3 | 0,25 | 0,40 | 0,45 | |
| стеарат цинка | - | 0,2 | - | - | - | - | |
| метилгидроксиэтилцеллюлоза | - | - | - | 0,1 | 0,1 | 0,15 | |
| гидроксипропиловый крахмал | - | - | - | 0,02 | 0,02 | 0,03 | |
| известняковый песок всего | - | - | - | 76,13 | 74,98 | 73,87 | |
| при следующем соотношении: фракция 0,001-0,09 мм | 18,5 | 16,8 | 15,0 | ||||
| фракция 0,09-0,8 мм | 38,0 | 37,6 | 36,0 | ||||
| фракция 0,8-1,2 мм | 24,5 | 25,5 | 27,0 | ||||
| фракция 1,2-2,0 мм | 19,0 | 20,1 | 22,0 | ||||
| 2. | Водоудерживающая способность растворной смеси, % | 97 | 98 | 98 | 99,4 | 99,4 | 99,9 |
| 3. | Показатели затвердевшего раствора в возрасте 28 суток: | ||||||
| 3.1. | Прочность на сжатие, МПа | 5,0 | 7,0 | 10,0 | 17,0 | 19,0 | 20,0 |
| 3.2. | Прочность при изгибе, МПа | 2,0 | 2,9 | 3,6 | 4,8 | 5,4 | 6,6 |
| 3.3. | Капиллярное водопоглощение, кг/м2 | 1,5 | 1,1 | 0,9 | 0,81 | 0,5 | 0,45 |
| 3.4. | Морозостойкость, циклы | 50 | 50 | 50 | 60 | 75 | 75 |
Сухая строительная смесь для приготовления строительного раствора, включающая цемент, заполнитель, органические добавки, стеарат кальция, отличающаяся тем, что в качестве заполнителя используют известняковый песок с содержанием СаСО3 90-95 мас.% и размером частиц от 0,001 до 2,0 мм - отход производства фракции известняка, подаваемой на обжиг в производстве оксида кальция, причем известняковый песок в зависимости от размера фракции берут в следующем соотношении, мас.%:
| Фракция 0,001-0,09 мм | 15,0-18,5 |
| 0,09-0,8 мм | 35,0-39,0 |
| 0,8-1,2 мм | 22,0-27,0 |
| 1,2-2,0 мм | 19,0-22,0 |
а в качестве органических добавок используют метилцеллюлозу, гидроксипропиловый крахмал, и сухая смесь имеет следующий состав, мас.%:
Портландцемент 23,5-25,5
Известняковый песок 73,87-76,13
Стеарат кальция 0,25-0,45
Метилцеллюлоза 0,10-0,15
Гидроксипропиловый
крахмал 0,02-0,03
