Сухая строительная смесь

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к производству сухих строительных смесей, и может быть использовано для приготовления строительных растворов для производства наружной отделки зданий различного назначения. Техническим результатом является получение высококачественного отделочного материала с улучшенными физико-механическими показателями, высокой водоудерживающей способностью, с необходимым промежутком времени сохранения первоначальной подвижности получаемой растворной смеси. Раствор, полученный из такой сухой смеси, будет обладать высокой прочностью, высокой адгезией к минеральным основаниям, стойким к трещинообразованию. Сухая строительная смесь, включающая портландцемент со шлаком ЦЕМ II/А-Ш 32,5Б, песок с модулем крупности 1,87 и комплексную добавку, содержит дополнительно минеральный наполнитель и минеральные волокна, причем комплексная добавка состоит из гидратной извести, метилцеллюлозы марки МЦ-С, редиспергируемого порошока REPOL S-51, базальтовых волокон. В качестве минерального наполнителя используется дисперсный известняк, который имеет насыпную плотность 1400 кг/м³, истинную плотность 2800 кг/м³, дисперсность 200 мкм. Химический состав дисперсного известняка (мас. %): 54,16 СаО; 0,45 MgO; 0,55 Fe₂O₃; 0,22 Al₂O₃; 0,95 SiO₂; 0,27 SO₃; потери при прокаливании 43,08, в качестве минеральных волокон - базальтовые волокна из базальта Аргаяшского месторождения химический состав которых следующий (% по массе): SiO₂ (47,5-55,0); TiO₂ (1,36-2,0); Al₂O₃ (14,0-20,0); Fe₂O₃+FeO (5,38-13,5); МnО (0,25-0,5); MgO (3,0-8,5); СаО (7-11,0); Na₂O (2,7-7,5); K₂O (2,5-7,5); P₂O₅ (не более 0,5); SO₃ (не более 0,5); прочие породы (не более 5). Соотношение компонентов, мас. %: портландцемент со шлаком ЦЕМ II/А-Ш 32,5Б -16,80-19,00, песок – 75,20-76,50, гидратная известь – 4,30-5,20, метилцеллюлоза марки МЦ-С – 0,30-0,40, редиспергируемый порошок REPOL S-51 – 0,30-0,50, минеральный наполнитель – 1,20-1,50, минеральные волокна – 0,50-0,80. 3 табл.

 

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к производству сухих строительных смесей, и может быть использовано для приготовления строительных растворов для производства наружной и внутренней отделки зданий различного назначения.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является сухая строительная смесь (см. патент RU 2499777 С2) портландцемент ПЦ-500, песок, комплексную добавку и минеральный модификатор - шлам водоумягчения Сакмарской ТЭЦ, содержащий, мас. %: SiO₂ 4,28, Al₂O₃ 0,63, СаО 46,13, Fe₂O₃ 1,23, FeO 0,23, TiO₂ 0,04, потери при прокаливании 0,50, причем комплексная добавка состоит из пластификатора в виде порошка - хидетал П-6, редиспергируемого сополимерного порошка - сополимер винилацетата и этилена DA 1200, модифицированной целлюлозы - Bermocoll ССА 425 при следующем соотношении компонентов, в мас. %: портландцемент ПЦ-500 28,60-33,80, песок 40,30-47,50, пластификатор хидетал П-6 0,12-0,15, модифицированная целлюлоза Bermocoll ССА 425 0,01-0,02, сополимер винилацетата и этилена DA 1200 0,87-1,03, шлам водоумягчения Самарской ТЭЦ 17,50-30,10.

Недостатком известной сухой строительной смеси является низкая прочность при сжатии и малая водоудерживающая способность, так как не содержит компоненты, обеспечивающие высокие прочностные характеристики и высокую водоудерживающую способность.

Задачей изобретения является улучшение технологических свойств растворной смеси (снижение расслаиваемости, повышение водоудерживающей способности, сохраняемость первоначальной подвижности) и эксплуатационных свойств раствора (повышение прочности при сжатии, изгибе, отрыве от основания, водостойкости, способности противостоять образованию трещин и морозостойкости). Техническим результатом является получение высококачественного отделочного материала с улучшенными физико-механическими показателями, высокой водоудерживающей способностью, с необходимым промежутком времени сохранения первоначальной подвижности получаемой растворной смеси. Раствор полученный из такой сухой смеси будет обладать высокой прочностью, высокой адгезией к минеральным основаниям, стойким к трещинообразованию.

Поставленная задача решается тем, что сухая строительная смесь, включающая портландцемент со шлаком ЦЕМ II/А-Ш 32,5Б, песок с модулем крупности 1,87 и комплексную добавку, содержит дополнительно минеральный наполнитель и минеральные волокна, причем комплексная добавка состоит из гидратной извести, метилцеллюлозы марки МЦ-С, редиспергируемого порошка REPOL S-51, базальтовые волокна при следующем соотношении компонентов, масс.%:

Задача также решается тем, что в качестве минерального наполнителя используется дисперсный известняк, который имеет насыпную плотность 1400 кг/м³, истинную плотность 2800 кг/м³, дисперсность 200 мкм. Химический состав дисперсного известняка (мас. %): 54,16 СаО; 0,45 MgO; 0,55 Fe₂O₃; 0,22 Al₂O₃; 0,95 SiO₂; 0,27 SO₃; потери при прокаливании 43,08, в качестве минеральных волокон - базальтовые волокна (ТУ 5752-002-91341008-2012) из базальта Аргаяшского месторождения химический состав которых следующий (% по массе): SiO₂ (47,5-55,0); TiO₂ (1,36-2,0); Al₂O₃ (14,0-20,0); Fe₂O₃+FeO (5,38-13,5); MnO (0,25-0,5); MgO (3,0-8,5); СаО (7-11,0); Na₂O (2,7-7,5); K₂O (2,5-7,5); P₂O₅ (не более 0,5); SO₃ (не более 0,5); прочие породы (не более 5).

Достижение улучшенных технологических свойств растворной смеси и эксплуатационных показателей раствора объясняется введением минерального наполнителя, минеральных волокон и комплексной добавки, состоящей из гидратной извести (ГОСТ 9179-77*), метилцеллюлозы марки МЦ-С (ТУ 2231-107-05742755-96) и редиспергируемого порошка REPOL S-51, изготовленного на основе сополимера винилацетата и винилового эфира версатиковой кислоты, имеющего в качестве защитного коллоида поливиниловый спирт.

Каждый компонент сухой строительной смеси и их взаимное влияние между собой обусловливают получение существенных результатов.

Портландцемент со шлаком ЦЕМ II/А-Ш 32,5Б гарантирует необходимые прочностные и эксплуатационные характеристики покрытий. Менее 16,80% портландцемента в составе сухой строительной смеси приводит к снижению прочностных характеристик, а более 19,00% - не дают существенного повышения прочности, следовательно, экономически не целесообразно.

При введении гидратной извести в композицию улучшаются такие технологические свойства растворной смеси, как расслаиваемость, пластичность смеси, водоудерживающая способность, и эксплуатационные свойства раствора (прочность сцепления при отрыве от основания).

Добавление минерального наполнителя в виде дисперсного известняка приводит к существенному повышению прочностных показателей (прочности при сжатии, изгибе).

Добавка метилцеллюлозы придает высокую водоудерживающую способность растворной смеси при небольших дозировках, что определяет ее основное загущающее и антитиксотропное влияние на технологические свойства смеси. Благодаря своей структурной вязкости метилцеллюлоза улучшает некоторые характеристики растворной смеси, такие как, пластичность, регулирует начало схватывания смеси. При содержании МЦ 0,3-0,4% мас. начало ее схватывания наступает позже на 2 часа до 2 часов 50 мин, а конец - на 3 часа 15 мин до 4 часов 35 мин, что продлевает период сохранения растворной смесью первоначальной подвижности.

Введение в состав смеси порошка REPOL S-51 увеличивает прочность раствора при изгибе и при отрыве от основания, а также стойкость к образованию трещин. Максимальное увеличение прочности при изгибе достигается при введении 0,4% РПП. Прочность при этом увеличивается на 35,7%. При введении 0,4% РПП также достигается наибольшее увеличение прочности при отрыве от всех исследуемых типов оснований. Прочность при отрыве от бетонного основания при этом увеличивается в 2 раза, от кирпичного основания - в 2,2 раза, от поверхности газобетона - в 2,3 раза %. Наибольшей стойкостью к образованию трещин обладает смесь, содержащая 0,4-0,5% порошка REPOL S-51. Трещины в слое раствора, изготовленного из такой смеси не обнаружены через 3 суток твердения.

Введение базальтовых волокон приводит к увеличению стойкости к образованию трещин. Наибольшая трещиностойкость получена при введении базальтовых волокон, добавление которых 0,6% обеспечивает трещиностойкость в слое раствора 20 мм.

Немаловажным преимуществом заявляемой сухой строительной смеси является применение отечественных компонентов.

Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков изобретения, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «новизна».

Заявляемые существенные признаки изобретения, предопределяющие получение указанного технического результата, явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Приготовление сухой строительной смеси. Сухую строительную смесь готовят в лопастном смесителе, куда загружают в соответствии с рецептурой все отдозированные компоненты. Компоненты смеси вводятся в следующем порядке: портландцемент ЦЕМ II/А-Ш 32,5Б, песок, гидратная известь, дисперсный известняк, метилцеллюлоза, порошок REPOL S-51, базальтовые волокна. Перемешивание всех компонентов происходит 5-7 мин. Получаемую сухую строительную смесь фасуют в мешки и отправляют потребителю.

В таблице 1 представлен пример состава сухой строительной смеси.

В таблице 2 представлены технические характеристики заявляемой сухой строительной смеси и прототипа.

Таким образом, по сравнению с прототипом, заявляемая сухая строительная смесь обладает более высокой водоудерживающей способностью, прочностью при сжатии и позволяет получить растворную смесь, обладающую низкой расслаиваемостью и длительным промежутком времени сохранения первоначальной подвижности и раствор с высокой прочностью при изгибе, отрыве от основания и стойкостью к образованию трещин.

Сухая строительная смесь, включающая портландцемент со шлаком ЦЕМ II/А-Ш 32,5Б, песок с модулем крупности 1,87 и комплексную добавку, состоящую из гидратной извести, метилцеллюлозы марки МЦ-С, редиспергируемого порошка REPOL S-51, содержащая дополнительно минеральный наполнитель - дисперсный известняк, имеющий насыпную плотность 1400 кг/м³, истинную плотность 2800 кг/м³, дисперсность 200 мкм, химический состав (мас. %): 54,16 СаО; 0,45 MgO; 0,55 Fe₂O₃; 0,22 Al₂O₃; 0,95 SiO₂; 0,27 SO₃; потери при прокаливании 43,08 и минеральные (базальтовые) волокна из базальта Аргаяшского месторождения, химический состав которых следующий (мас. %): SiO₂ (47,5-55,0); TiO₂ (1,36-2,0); Al₂O₃ (14,0-20,0); Fe₂O₃+FeO (5,38-13,5); MnO (0,25-0,5); MgO (3,0-8,5); СаО (7-11,0); Na₂O (2,7-7,5); K₂O (2,5-7,5); P₂O₅ (не более 0,5); SO₃ (не более 0,5); прочие породы (не более 5) при следующем соотношении компонентов, масс. %:

Портландцемент со шлаком ЦЕМ II/А-Ш 32,5Б	16,80-19,00
Песок	75,20-76,50
Гидратная известь	4,30-5,20
Метилцеллюлоза марки МЦ-С	0,30-0,40
Редиспергируемый порошок REPOL S-51	0,30-0,50
Минеральный наполнитель	1,20-1,50
Минеральные волокна	0,50-0,80