Гипсоцементно-пуццолановая композиция
Владельцы патента RU 2551179:
Изотов Владимир Сергеевич (RU)
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ (RU)
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве перегородочных плит и панелей, архитектурных, звукопоглощающих и других изделий, вентиляционных блоков, строительных растворов для внутренних частей здания, сухой штукатурки и гипсоцементно-волокнистых композиций. Технический результат заключается в удлинении сроков схватывания смеси, придании ей самоуплотняющейся способности, повышении прочности на изгиб и сжатие, повышении коэффициента размягчения и снижении водопоглощения гипсоцементно-пуццолановой композиции. Гипсоцементно-пуццолановая композиция включает портландцемент, полуводный гипс, пуццолановую добавку - метакаолин, в качестве модифицирующей добавки - композицию состава, мас.%: карбоксилатный полиэфир «Ethacryl™ HF» - 76,7-77,1, регулятор сроков схватывания и твердения «Бест-ТБ» - 17,7-18,1, полиметилгидросилоксан - 5-5,4, при следующем соотношении компонентов, мас.%: полуводный гипс 53,5-53,8, портландцемент 14-14,14, модифицирующая добавка 2,6-3,0,метакаолин 1,3-1,44,вода остальное. 2 табл.
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве перегородочных плит и панелей, архитектурных, звукопоглощающих и других изделий, вентиляционных блоков, строительных растворов для внутренних частей здания, сухой штукатурки и гипсоцементно-волокнистых композиций.
Известна гипсоцементно-пуццолановая композиция, используемая для изготовления различных изделий строительного назначения (см. например: Гипсовые вяжущие и изделия / А.В. Волженский, А.В. Ферронская. -М.: Стройиздат, 1974 г., 112 с).
Однако такие составы имеют достаточно низкую прочность, высокое водопоглощение и низкий коэффициент размягчения.
Наиболее близким техническим решением к заявленному является гипсоцементно-пуццолановая композиция, содержащая портландцемент, полуводный гипс, пуццолановую добавку - диатомит, модифицирующую добавку и воду (RU 2377203 С1, МПК С04В 11/30, С04В 28/14, С04В 111/20, опубл. 27.12.2009).
Известный состав композиции имеет достаточно высокую прочность в известных пределах, но низкую водостойкость и высокое водопоглощение. Кроме того, короткие сроки схватывания смеси в сочетании с необходимостью ее уплотнения ограничивают время перемешивания и формования, что затрудняет получение однородной структуры затвердевшей композиции, обладающей высокими эксплуатационными свойствами. Использование воды с рН 7,7-8,3 усложняет технологический процесс производства изделий.
Задачей изобретения является создание самоуплотняющейся гипсоцементно-пуццолановой смеси, увеличение времени ее жизнеспособности, обеспечивающей изделию высокие показатели прочности и водостойкости.
Техническим результатом предлагаемого решения является удлинение сроков схватывания смеси, придание ей самоуплотняющейся способности, повышение прочности на изгиб и сжатие, повышение коэффициента размягчения и снижение водопоглощения гипсоцементно-пуццолановой композиции.
Поставленная задача достигается тем, что гипсоцементно-пуццолановая композиция, включающая портландцемент, полуводный гипс, пуццолановую добавку, модифицирующую добавку и воду, согласно изобретению содержит в качестве пуццолановой добавки - метакаолин, в качестве модифицирующей добавки - композицию состава, мас.%: карбоксилатный полиэфир «Ethacryl™ HF» - 76,7-77,1, регулятор сроков схватывания и твердения «Бест-ТБ» - 17,7-18,1, полиметилгидросилоксан - 5-5,4, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Полуводный гипс | 53,5-53,8 |
| Портландцемент | 14-14,14 |
| Модифицирующая добавка | 2,6-3,0 |
| Метакаолин | 1,3-1,44 |
| Вода | остальное |
Применение в составе модифицирующей добавки карбоксилатного полиэфира снижает водопотребность смеси и повышает прочностные характеристики изделий. Применение регулятора сроков схватывания и твердения увеличивает время жизнеспособности готовой смеси, что выражается в удлинении сроков схватывания. Сочетание карбоксилатного полиэфира с регулятором сроков схватывания и твердения придает гипсоцементно-пуццолановой смеси самоуплотняющуюся способность. Применение полиметилгидросилоксана способствует формированию оптимальной поровой структуры затвердевшего камня, снижает водопоглощение и повышает водостойкость готового изделия.
Применение в составе модифицирующей добавки указных выше компонентов в указанном соотношении приводит к синергетическому эффекту и позволяет достичь требуемый технический результат.
Для изготовления гипсоцементно-пуццолановой композиции использовали следующие материалы:
полуводный гипс марки Г6БII производства ООО «Аракчинский гипс» (ГОСТ 125-79);
портландцемент ПЦ500 Д0 Н Вольского завода;
в качестве пуццолановой добавки - метакаолин (ТУ 5729-098-12615988-2013);
водопроводная питьевая вода, удовлетворяющая требованиям ГОСТ 23732.
В составе модифицирующей добавки использовали:
- карбоксилатный полиэфир «Ethacryl™ HF», производства компании Coatex, Arkema (Франция) - жидкость, 40% раствор поликарбоксилата в воде. Гидроксильное число - 5-8 мг/г КОН.
- регулятор сроков схватывания и твердения - «БЕСТ-ТБ», производства ООО «Инновационные Технологии». «БЕСТ-ТБ» относится к суперпластификаторам первой группы и представляет собой сополимер на основе эфиров карбоновых кислот с добавлением фосфатного компонента темно-коричневого цвета с плотностью (при 20°C) 1,24 г/см3, массовая доля сухого вещества 20-30%;
- полиметилгидросилоксан (ТУ 6-02-694-76), для изготовления образцов использовали ГКЖ 136-157М производства ООО «Химпродукт», г. Люберцы.
Модифицирующую добавку готовят путем перемешивания указанных компонентов в указанных соотношениях.
Предлагаемое изобретение осуществляется следующим образом.
В работающий смеситель заливают расчетное количество воды, в которую добавляют заранее приготовленную модифицирующую добавку и перемешивают. Затем производят весовую дозировку компонентов, образующих гипсоцементно-пуццолановую композицию. В работающий смеситель поочередно загружают портландцемент, полуводный гипс и пуццолановую добавку - метакаолин и перемешивают.
Водный раствор добавлялся в гипсоцементно-пуццолановую смесь до достижения нормальной густоты по ГОСТ 23789-79. Для получения образцов использовали модифицирующую добавку следующего состава, мас.%: карбоксилатный полиэфир «Ethacryl™ HF» - 76,9, регулятор сроков схватывания и твердения «Бест-ТБ» - 17,9, полиметилгидросилоксан - 5,2.
Далее осуществляют формование изделий. После схватывания готовые образцы извлекают из форм и при необходимости могут быть подвержены термообработке.
Из гипсоцементно-пуццолановых смесей изготавливались образцы - балочки с размерами 4×4×16 см.
Через 28 суток нормального твердения образцы подвергались механическим испытаниям. Прочность образцов определяли в соответствии с ГОСТ 23789-79.
Составы гипсоцементно-пуццолановой композиции приведены в таблице 1, результаты механических испытаний образцов приведены в таблице 2.
Были также проведены испытания образцов гипсоцементно-пуццолановой композиции по прототипу.
Из приведенных данных следует, что максимальные показатели прочности на сжатие и изгиб достигаются при содержании полуводного гипса в пределах 53,5-53,8%, портландцемента 14-14,14%, модифицирующей добавки 2,6-3%, метакаолина 1,3-1,44%. При введении модифицирующей добавки в количестве менее 2,6% наблюдается снижение показателей исследуемых свойств по сравнению с заявляемыми пределами. При введении модифицирующей добавки в количестве, превышающем 3%, исследуемые свойства гипсоцементно-пуццолановой композиции увеличиваются незначительно.
Изделия, полученные согласно предлагаемому изобретению, обладают высокими прочностными характеристиками и водостойкостью, низким водопоглощением. Кроме того, использование модифицирующей добавки позволяет получить самоуплотняющуюся гипсоцементно-пуццолановую смесь и увеличить время ее жизнеспособности. Использование водопроводной питьевой воды позволяет упростить технологический процесс изготовления изделий.
Гипсоцементно-пуццолановая композиция, включающая портландцемент, полуводный гипс, пуццолановую добавку, модифицирующую добавку и воду, отличающаяся тем, что в качестве пуццолановой добавки используют метакаолин, в качестве модифицирующей добавки - композицию состава, мас.%: карбоксилатный полиэфир «Ethacryl™ HF» - 76,7-77,1, регулятор сроков схватывания и твердения «Бест-ТБ» - 17,7-18,1, полиметилгидросилоксан - 5-5,4, при следующем соотношении компонентов мас.%:
| Полуводный гипс | 53,5-53,8 |
| Портландцемент | 14-14,14 |
| Модифицирующая добавка | 2,6-3,0 |
| Метакаолин | 1,3-1,44 |
| Вода | остальное |
