Цементно-песчаная композиция
Владельцы патента RU 2291129:
Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Космос" (RU)
Изобретение относится к области композиционных строительных материалов, которые могут быть использованы для защиты бетонных, кирпичных и каменных поверхностей ремонтируемых, реставрируемых и строящихся зданий и сооружений. В цементно-песчаной композиции, включающей цемент, песок, воду и комплексную добавку, содержащую гидроксид кальция и карбонат натрия, добавка дополнительно содержит сульфат кальция и метил и/или этил силиконат натрия и/или калия при следующем соотношении компонентов композиции, мас.%: гидроксид кальция - 0,6-0,9, карбонат натрия - 1,3-1,4, сульфат кальция - 2,5-3,0, метил и/или этил силиконат натрия и/или калия(по сухому) - 0,001-0,1, цемент - 36,0-40,0, песок - 39,0-49,0, вода - остальное. Комплексная добавка дополнительно может содержать 0,9-1,8 мас.% нитрата натрия. Метил и/или этил силиконат натрия и/или калия используют в твердом виде (порошок СИАКОР) или в жидком виде (кремнийорганические жидкости ГКЖ-10 и/или ГКЖ-11). Технический результат - снижение водопоглощения и повышение долговечности стен и других строительных конструкций, в частности, памятников архитектуры. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к строительным материалам, а именно, к составам смесей, которые могут быть использованы для защиты бетонных поверхностей зданий и сооружений различного назначения из бетона, железобетона, камня и кирпича.
Известны многочисленные защитные композиции с использованием цементного вяжущего с различными добавками, которые используют для реставрации, ремонта и строительства бетонных, кирпичных и каменных сооружений.
Обеспечение долговечной защиты реставрируемых, реконструируемых, а также вновь строящихся зданий и сооружений, в том числе от миграции влаги, является весьма актуальным.
Известна композиция для реставрации древних сооружений из разрушающегося камня, включающая цементное вяжущее - портландцементный клинкер, добавку на основе соли неорганической кислоты - нитрит натрия, хромат калия и воду (RU, патент № 2017704, С 04 В 41/62, 1994 г.).
Недостатком этой композиции является невысокая скорость схватывания и твердения - 1-2 суток.
Наиболее близкой по технической сущности к предложенной является цементно-песчаная композиция для защиты бетонных поверхностей, включающая цемент, песок и воду, а также неорганическую ионогенную комплексную добавку - нитрат, карбонат, сульфат натрия и хлорид, карбид, гидроксид кальция (RU, патент № 2072335, С 04 В 28/00, 1997 г.).
Недостатками этой композиции являются содержание в ней хлоридов, а также высокое водопоглощение, что препятствует ее использованию в качестве гидроизоляции, а также для ремонта и реставрации.
Задачей настоящего изобретения является расширение функциональных возможностей цементно-песчаной композиции для защиты бетона, камня и кирпича за счет использования в качестве гидроизоляции с гидрофобизирующими свойствами.
Технический результат заключается в снижении водопоглощения и повышении долговечности стен и других строительных конструкций, в частности, памятников архитектуры.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что в цементно-песчаной композиции, включающей цемент, песок, воду и комплексную добавку, комплексная добавка дополнительно содержит сульфат кальция и метил и/или этил силиконат натрия и/или калия при следующем соотношении компонентов композиции, мас.%:
| гидроксид кальция | 0,6-0,9 |
| карбонат натрия | 1,3-1,4 |
| сульфат кальция | 2,5-3,0 |
| метил и/или этил силиконат натрия и/или калия | 0,001-0,1 |
| цемент | 36,0-40,0 |
| песок | 39,0-49,0 |
| вода | остальное |
А также за счет того, что комплексная добавка дополнительно содержит нитрат натрия при следующем соотношении компонентов композиции, мас.%:
| гидроксид кальция | 0,6-0,9 |
| карбонат натрия | 1,3-1,4 |
| сульфат кальция | 2,5-3,0 |
| нитрат натрия | 0,9-1,8 |
| метил и/или этил силиконат натрия и/или калия | 0,001-0,1 |
| цемент | 36,0-40,0 |
| песок | 39,0-49,0 |
| вода | остальное |
при этом, метил и/или этил силиконат натрия и/или калия используют в твердом или жидком виде, предпочтительно, в виде порошка СИАКОР или кремний-органических жидкостей - ГКЖ-10 и/или ГКЖ-11.
Для приготовления композиции в качестве вяжущего (36,0-40,0 мас.%) используют, например, портландцемент и шлакопортландцемент по ГОСТ 10178-85, а в качестве заполнителя (39,0-49,0 мас.%) - кварцевый песок, например, по ГОСТ 8736-93.
Заявленные количества вяжущего и заполнителя обеспечивают необходимую и достаточную прочность защитного слоя.
Комплексная добавка содержит гидрофобизатор (0,001-0,1 мас.% по сухому веществу), в качестве которого используют, например, СИАКОР - порошкообразный метилсиликонат натрия, полностью растворимый в воде - ТУ 6-02-1-042-92 или гидрофобизирующие кремнийорганические жидкости ГКЖ-10 и/или ГКЖ-11 метил и/или этил силиконат натрия и/или калия по ТУ 6-02-696-76, а также регуляторы сроков схватывания - сульфат кальция (гипсовое вяжущее) (2,5-3,0 мас.%) - ГОСТ 125-79, гидроксид кальция (известь строительная гидратная без добавок) (0,6-0,9 мас.%) - ГОСТ 9179-77 и карбонат натрия (сода) (1,3-1,4 мас.%).
Кроме того, комплексная добавка может содержать ускоритель твердения (0,9-1,8 мас.%) - нитрат натрия. Заявленное содержание нитрата натрия обеспечивает стехиометрическое соотношение с другими компонентами комплексной добавки.
Сочетание в комплексной добавке гидрофобизатора (СИАКОРА), гипса, извести и соды приводит к изменению сроков схватывания, увеличению глубины проникновения в бетон и кирпич и снижению водопоглощения.
Для приготовления заявленной цементно-песчаной композиции предварительно смешивают все сухие компоненты композиции, а затем перед использованием затворяют водой.
В случае использования в качестве гидрофобизатора кремнийорганических жидкостей их следует вводить в воду затворения, с последующим соединением с сухими компонентами композиции.
Для оценки характеристик защитных композиций были проведены испытания по стандартным методикам.
Испытания на прочность проводились по ГОСТ 10180-90 "Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам" на образцах-кубах с гранью 7 см.
Испытания предложенных композиций на водопоглощение проводились на кирпичах с нанесенной композицией по ГОСТ 7025-91 "Кирпич и камни керамические и силикатные. Методы определения водопоглощения, плотности и контроля морозостойкости".
Примеры составов предложенной цементно-песчаной композиции приведены в табл.1.
Свойства композиции по прототипу, по воспроизведенным авторами данным, и предложенной композиции приведены в табл.2.
Таким образом, введение в комплексную добавку цементно-песчаной композиции гидрофобизирующей добавки и гипса позволяет снизить водопоглощение бетонных, каменных и кирпичных поверхностей, что приводит к повышению долговечности стен и других конструкций.
| Таблица 1. Состав композиции | ||||||||
| № состава | Состав, % | |||||||
| Цемент | Песок | Вода | Гидрофобизатор* (по сухому) | Сульфат кальция | Гидроксид кальция | Карбонат натрия | Нитрат натрия | |
| 1 | по прототипу | |||||||
| 2 | 40 | 39 | 16,29 | 0,1 | 2,5 | 0,8 | 1,31 | - |
| 3 | 35,89 | 44,08 | 14,79 | 0,02 | 2,97 | 0,9 | 1,35 | - |
| 4 | 36.59 | 43,76 | 13,49 | 0,01 | 2,5 | 0,7 | 1,34 | 1,61 |
| 5 | 35,63 | 43,68 | 14,61 | 0,02 | 2,94 | 0,89 | 1,34 | 0,89 |
| 6 | 36.59 | 43,76 | 13,49 | 0,01 | 2,5 | 0,7 | 1,34 | 1,61 |
| *В качестве гидрофобизатора использовали: в составе 2, 3 - "СИАКОР", в составе 4, 5 - ГКЖ-10, в составе 6 - смесь ГКЖ-10 и ГКЖ-11. |
| Таблица 2 Свойства композиции | ||||||
| № состава | Срок схватывания (от н.с. до к.с.) | Прочность на сжатие (в возрасте 2 суток), кг/см2 | Глубина проникновения, см | Адгезия | Водопоглощение кирпича, % мас | |
| В бетон | В кирпич | |||||
| 1 | 0 ч 10 мин | 14,7 | 2,5 | 0 | Разрыв по бетонному образцу/кирпичу | 15 |
| 2 | 1 ч 05 мин | 29,9 | 2,5 | 8 | 11,5 | |
| 3 | 0 ч 10 мин | 99,4 | 10 | 9 | 9,0 | |
| 4 | 0 ч 35 мин | 52,1 | 16 | 18 | 10,5 | |
| 5 | 0 ч 10 мин | 71.2 | 12 | 19 | 8,6 | |
| 6 | 0 ч 35 мин | 52,1 | 16 | 18 | 10,5 |
1. Цементно-песчаная композиция, включающая цемент, песок, воду и комплексную добавку, содержащую гидроксид кальция и карбонат натрия, отличающаяся тем, что комплексная добавка дополнительно содержит сульфат кальция и метил и/или этил силиконат натрия и/или калия при следующем соотношении компонентов композиции, мас.%:
| Гидроксид кальция | 0,6-0,9 |
| Карбонат натрия | 1,3-1,4 |
| Сульфат кальция | 2,5-3,0 |
| Метил и/или этил силиконат натрия | |
| и/или калия (по сухому) | 0,001-0,1 |
| Цемент | 36,0-40,0 |
| Песок | 39,0-49,0 |
| Вода | Остальное |
2. Цементно-песчаная композиция по п.1, отличающаяся тем, что комплексная добавка дополнительно содержит нитрат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Гидроксид кальция | 0,6-0,9 |
| Карбонат натрия | 1,3-1,4 |
| Сульфат кальция | 2,5-3,0 |
| Нитрат натрия | 0,9-1,8 |
| Метил и/или этил силиконат натрия | |
| и/или калия (по сухому) | 0,001-0,1 |
| Цемент | 36,0-40,0 |
| Песок | 39,0-49,0 |
| Вода | Остальное |
3. Цементно-песчаная композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что метил и/или этил силиконат натрия и/или калия используют в твердом или жидком виде.
4. Цементно-песчаная композиция по п.3, отличающаяся тем, что в твердом виде используют порошок СИАКОР.
5. Цементно-песчаная композиция по п.3, отличающаяся тем, что в жидком виде используют кремнийорганические жидкости ГКЖ-10 и/или ГКЖ-11.
