Классификация растворных смесей и строительных растворов, показатели качества. Смеси и растворы

Предисловие

Строительные растворы и мастики – необходимые материалы для облицовочных и других строительных работ.

Cодержание

Строительные растворы и мастики – необходимые материалы для облицовочных и других строительных работ. К основным видам строительных растворов относятся растворы для стяжки пола, заполнения швов, прослойки мозаичных перекрытий. Также существуют специальные растворы для гидроизоляции. Ниже предоставлена информация о составе каждого из них и об основных характеристиках растворов и мастик.

Группы строительных растворов и мастик

Строительный раствор - это подобранная определенным образом смесь неорганического вяжущего, мелкого заполнителя и воды. В определенных случаях добавляются неорганические или органические добавки.

Строительные растворы подразделяются на следующие группы:

• тяжелые, средняя плотность которых в сухом состоянии более 1500 кг/м3 (при изготовлении применяется кварцевый песок);
• легкие, средняя плотность которых в сухом состоянии менее 1500 кг/м3 (при изготовлении применяется легкий пористый песок).

По виду вяжущих, входящих в состав раствора, выделяются следующие группы: цементные, известковые, гипсовые и сложные (цементно-известковые, цементноглиняные, известково-гипсовые и др.).

По названиям выделяются три группы: кладочные, отделочные и специальные.

Мастики состоят из клеящего состава и растворителя с добавлением тонкомолотых природных или полимерных материалов.

Мастики бывают горячими и холодными. Горячие мастики применяются в разогретом расплавленном состоянии, холодные не требуют предварительного подогрева.

Толщина прослойки из мастики составляет 0,5-5 мм, а растворной смеси - 15-20 мм.

Вода, использующаяся для приготовления растворов и водных мастик, не должна содержать механических, химических и других примесей, которые препятствуют или замедляют твердение вяжущего вещества. Как правило, применяется обычная питьевая вода, а также природная вода с водородным показателем pH (реакция воды) не менее 4 и не более 12,5 (при pH 7 реакция воды нейтральная, pH <7 - кислая, pH >7 - щелочная).

Основные свойства строительных растворов

Удобоукладываемостъ - способность растворной смеси укладываться на поверхность тонким слоем. Это одно из основных свойств строительных растворов зависит от подвижности и водоудерживаемой способности.

Подвижность растворной смеси (консистенция) - способность растекаться под действием собственной массы или внешних сил, приложенных к ней. Она определяется с помощью погружения в раствор эталонного конуса, масса которого равна 300 г. На наружной поверхности конуса через каждые 10 мм должны быть нанесены риски. Конус опускается в свежеприготовленный раствор, куда он погружается под действием собственного веса. Глубина погружения конуса, выраженная в сантиметрах, характеризует степень подвижности раствора.

Водоудерживающая способность - это свойство всех видов строительных растворов удерживать воду при укладке ее на пористое основание и не расслаиваться при процессе транспортировки.

Для повышения в строительных растворах таких свойств, как подвижность и водоудерживающая способность, в состав вводятся органические пластифицирующие и неорганические дисперсные добавки. К органическим добавкам относятся мылонафт и древесный пек, к неорганическим - известь глина, зола и т. д.

Расслаиваемость растворной смеси – ее неоднородность по толщине, что происходит при хранении, перевозке или вибрировании смеси.

Прочность . В зависимости от предела прочности по пределу прочности при сжатии подготовленных образцов в виде куба определяется марка раствора. Среднее значение предела прочности вычисляется как среднее арифметическое из результатов испытания 5 образцов. Потеря прочности при испытании образцов на морозостойкость не должна превышать более чем 25% при снижении массы не более 5%.

В зависимости от числа выдерживаемых циклов попеременного замораживания и оттаивания определяется марка раствора по морозостойкости (мрз).

Цементные растворы для стяжек полов и заполнения швов между плитками

Стяжками полов называются слои, образующие жесткую или плотную корку по нежестким или пористым элементам пола или перекрытия. Стяжки устраиваются либо для выравнивая поверхности пола или перекрытия, либо для придания покрытию требуемого уклона.

Стяжки могут быть бетонными или растворными. Марка по прочности цементных растворов для стяжек пола устанавливается проектом, но должна быть не менее 150. Подвижность растворов для стяжки пола составляет 4-5 см.

Марка цементных растворов для заполнения швов между плитками должна быть не ниже 150. Подвижность раствора - 5-6 см.

Песок не должен содержать более 3% по массе пылевидных и глинистых частиц. Допускается применение портландцемента и глиноземистого цемента. Также рекомендуется вводить в состав цементных растворов для заполнения швов поверхностно-активные вещества. Водоцементное отношение раствора не должно выходить за пределы 0,45-0,5.

Составы цементных растворов и сухих цементных смесей

Таблица «Состав цементного раствора и его применение»:

Для облицовочных работ, при которых используются цементные растворы, целесообразно применять сухие цементные смеси. Растворы приготовляют на месте в нужном количестве и с учетом точной дозировки, что значительно экономит материалы и предотвращает потери.

Таблица «Состав сухих цементных смесей для облицовочных работ»:

Сухая смесь для приготовления коллоидного цементного клея КЦК состоит из портландцемента (марки 400) и кварцевого песка, с соотношением этих веществ 7: 3 по массе. В качестве пластифицирующей добавки нужно использовать ССБ.

Клей КЦК применяется для отделки готовых железобетонных изделий фактурным слоем на основе белого и цветных металлов с мраморной крошкой и крошкой из других природных каменных материалов. Во избежание микротрещин в фактурном слое во время приготовления раствора на 1 часть сухого КЦК вводят 1,5 части песка по массе.

Сухую смесь непосредственно перед употреблением затворяют водой.

Прочность сцепления клея КЦК с основанием достигает 3 МПА, а при сжатии в 7-суточном возрасте - 55 МПа.

Состав растворов для прослойки стяжек полов и мозаичных покрытий

Растворы для прослойки стяжек и мозаичных мозаичных (терраццевых) покрытий изготавливаются из белых или разбеленных обыкновенных цементов, а при производстве цветных покрытий добавляются пигменты в количестве не более 15% по массе.

Для обыкновенного цемента в качестве разбелителя можно использовать каменный порошок, изготовленный из белых или светлых каменных материалов. Крупность частиц в мозаичном растворе не должна превышать 0,15 мм, а предел прочности при сжатии - 20 МПа. Количество разбелителя не должно быть более 20-40% от массы цемента.

Таблица «Состав мозаичного раствора для напольных покрытий»:

Гипс и известь в качестве разбелителя цемента не применяются. Марка разбеленного цемента не должна быть ниже 300.

Песок и крошка (мелкий щебень), используемые в растворах для мозаичных полов, изготовляются из полирующихся твердых горных пород (мрамора, гранита, базальта). Предел прочности этих веществ при сжатии должен быть не менее 60 МПа. Крупность крошки не должна превышать 15 мм и 0,6 толщины мозаичного покрытия.

Подвижность мозаичного раствора при укладке 2-4 см. Марка принимается по проекту, но не должна быть ниже 20 МПа.

Цвет, тон и прочность выбираемых составов проверяются на опытных образцах.

Таблица «Технические характеристики цветных мозаичных составов»:

Кислотостойкие растворы на основе жидкого стекла и их состав

Растворы на основе жидкого стекла применяются в случае воздействия масел и агрессивных кислот на поверхность облицовок. Такие растворы неводостойки, поэтому твердение должно происходить не менее 10 суток в сухих условиях без попадания на поверхность воды и кислот.

Кислотостойкие растворы состоят из кремнефтористого натрия, заполнителей и жидкого стекла. В качестве заполнителей используются тонкомолотые или пылевидные кислотостойкие материалы (например, диабаз, андезит, бештаунит, гранит, клинкерный и т. д.). Предел прочности заполнителей при сжатии не должен быть ниже 80 МПа, кислотостойкость - не ниже 94%, влажность - не более 2%. В растворах с жидким стеклом допускается применение молотого кварцевого песка, природного пылевидного кварца и кислотостойкого цемента.

Кремнефтористый натрий должен быть тонко измельчен. Влажность должна быть менее 1%, а содержание Na2SiF6 - более 93%.

Кислотостойкий раствор затворяется жидким стеклом, плотность которого 1,36-1,45 г/см3, и модулем - 2,31-3 . Допускается применение жидкого стекла из силикат-глыбы. Подвижность раствора - 2-4 см.

Таблица «Состав кислотостойких растворов для прослоек и заполнения швов в покрытиях из штучных материалов (% по массе)»:

Добавки в цементный раствор для гидроизоляции поверхности

Для устройства цементной гидроизоляции используются цементный раствор с добавлением химических уплотнителей или гидрофобных добавок (таких как битумные эмульсии, церезит, алюминат натрия, кремний-органические соединения).

Марка растворов гидроизоляции для цементной поверхности по прочности должна быть не ниже 75 и выдерживать следующее гидростатическое давление: через 1 ч после укладки - 0,1 МПа, через сутки - 0,5 МПА. Подвижность раствора - 4-5 см.

Таблица «Добавки в цементный раствор для гидроизоляции (мас. ч.)»:

Битумные горячие и холодные мастики для пола

Битумные мастики для пола применяются для устройства полов из штучных материалов (например, из керамической плитки). Мастики используются для крепления плиток и заполнения швов между ними.

Таблица «Состав мастик для заполнения швов между керамическими плитками (мас. ч.):

Таблица «Состав горячих битумных мастик на черных вяжущих материалах (% по массе)»:

Холодные битумные мастики представляют собой коллоидный раствор нефтяного битума в органическом растворителе (лигроине, керосине, зеленом нефтяном масле и др.).

Таблица «Состав холодных битумных мастик (% по массе)»:

Мастики на основе синтетических смол и олифы применяются для крепления керамических и стеклянных плиток. Они же служат заполнителями швов между плитками.

Подвижность растворной смеси - это её способность растекаться под действием собственной массы или приложенных к ней внешних сил (ГОСТ 5802- 86). Она характеризуется глубиной погружения стандартного конуса за определенный период.

Схема прибора для определения подвижности приведена на рис. 13; используется стальной стержень диаметром 12 мм, длиной 300 мм.

Эталонный конус прибора изготавливают из листовой стали или из пластмассы со стальным наконечником. Параметры эталонного конуса; масса со штангой - 300 ±2 г; высота - 145 мм; диаметр основания - 75 мм; угол при вершине - 30° ±30".

Для растворной смеси используется сосуд емкостью 3 л, диаметр его нижнего основания - 150 мм, диаметр верхнего основания - 250 мм, высота - 180 мм.

Прибор размещают на горизонтальной поверхности и проверяют скольжение штанги 6 в направляющих 5.

Растворной смесью заполняют сосуд 2, установленный на штативе. При этом уровень смеси должен быть на 10 мм ниже краев сосуда. Затем производят уплотнение растворной смеси штыкованием стальным стержнем 25 раз с последующим кратным легким постукиванием сосуда о стол. Подготовленная указанным способом растворная смесь готова к проведению испытаний.

Острие стандартного конуса 3 приводят в соприкосновение с поверхностно растворной смеси, находящейся в сосуде, закрепляют штангу стандартного конуса стопорным винтом 4 и производят первый отсчет по шкале. Затем отпускают стопорный винт. Через 1 мин после свободною погружения стаи дартного конуса делают второй отсчет по шкале с погрешностью до 1 мм.

Подвижность растворной смеси оценивается в сантиметрах как разноси, между первым и вторым отсчетом.

За результат принимают среднее арифметическое результатов двух йены таний на разных пробах растворной смеси одного замеса.

Расслаиваемость растворной смеси определяют (ГОСТ 5802-86), сопоставляя содержания массы заполнителя в нижней и верхней частях свежеотформованного уплотненного образца. Последовательность определения такова. В металлические формы с размерами 150х150x150 мм укладывают растворную смесь, затем заполненные формы устанавливают на лабораторную виброплощадку типа 435А и смесь подвергают вибрации в течение 1 мин. После завершения вибрирования из формы отбирают верхний слой растворной смеси высотой 7,5 ±0,5 мм и помещают его в противень, а нижний слой путем опрокидывания формы выгружают во второй противень. Верхний и нижний слои взвешивают с погрешностью до 2 г и осуществляют мокрый рассев на сите с диаметром отверстия 0,14 мм. Промывают струей чистой воды до полного удаления вяжущего (из сита вытекает чистая вода). Отмытый заполнитель верхней и нижней частей помещают на чистый противень, сушат при температуре 105-110 °С до постоянной массы и взвешивают с погрешностью до 2 г.

За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов двух определений, отличающихся между собой не более чем на 20 % от меньшего значения.

Водоудерживающая способность оценивается по потере массы слоя растворной смеси толщиной 12 мм, уложенного на 10 листов промокательной бумаги (ГОСТ 5802-86). Схема прибора представлена на рис. 14.

Порядок испытания следующий . Взвешивают 10 листов промокательной бумаги размером 150х150 мм с погрешностью до 0,1 г, затем их укладывают на стекляную пластинку размером 150x150 мм, помещают сверху прокладку из марлевой ткани и сверху устанавливают металлическое кольцо с внутреиним диаметром 100 мм, высотой 12 мм и толщиной стенки 5 мм и снова взвешивают.

Растворную смесь, предварительно тщательно перемешанную, укладывают в металлическое кольцо вровень с краями и взвешивают. Через 10 мин кольцо с раствором и марлей осторожно снимают. Промокательную бумагу взвешивают с погрешностью до 0,1 г.

За результат испытаний принимают среднее арифметическое результатов двух определений, отличающихся между собой не более чем на 20 % от меньшего значения.

Плотность растворной смеси характеризуется отношением массы уплотненной растворной смеси к её объему. Определение плотности (ГОСТ 5802-86) проводят в такой последовательности. Предварительно взвешивают металлический сосуд объемом 1000 мл и заполняют его с избытком растворной смесью. Затем смесь уплотняют штыкованием стальным стержнем 25 раз и 5-6-кратным легким постукиванием о стол.

Избыток растворной смеси после уплотнения удаляют и поверхность с помощью металлической линейки выравнивают по уровню краев сосуда. Наружные стенки сосуда очищают от попавшего на них раствора. После этого сосуд с растворной смесью взвешивают с погрешностью до 2 г. Плотность уплотненной растворной смеси, кг/м3, вычисляют по формуле

За результат испытаний принимают среднее арифметическое результатов двух испытаний, отличающихся не более чем на 5 % от меньшего значения.

Сроки схватывания (ГОСТ 310.3-76) определяют с помощью прибора Вика. После затворения водой растворная смесь, утрачивая пластичность и подвижность, постепенно густеет, что соответствует началу схватывания, а иием превращается в камневидное тело - наступает конец схватывания.

Начало и конец схватывания растворной смеси определяют в следующем порядке. Свежеприготовленную растворную смесь укладывают в кольцо прибора Вика с размерами: нижний диаметр - 75 мм, верхний диаметр - 65 мм, высота - 40 мм. В стержень прибора устанавливают иглу диаметром 1,1 мм и иннной 50 мм.

Иглу прибора доводят до соприкосновения с поверхностью растворной смеси, и в этом положении закрепляют стержень зажимным винтом. Затем освобождают стержень, после чего игла свободно погружается в тесто. Иглу погружают в растворную смесь каждые 10 мин. После каждого погружения шла не должна попадать в прежнее место.

Начало схватывания характеризуется временем, прошедшим от начала затворения до того момента, когда игла не доходит до пластинки на 1-2 мм.

Конец схватывания оценивается временем от начала затворения до момента, когда игла опускается в растворную смесь не более чем на 1-2 мм.

Пригодность смеси следует проверить перед применением. Чашу вместимостью 200 см3, заполненную свежеприготовленной тщательно перемешанной растворной смесью, помещают в плотно закрывающуюся емкость и издерживают при температуре 20 ± 2 °С в течение времени, указанного в нормативном документе. После этого чашу с растворной смесью извлекают из емкости. Пригодная растворная смесь должна легко наноситься шпателем, не сворачиваясь под ним.

Стекание шпаклевки с вертикальной поверхности. Растворную смесь слоем 2-3 мм наносят на бетонную пластинку, устанавливают ее в вертикальное положение и выдерживают при температуре 20 ± 2 °С в течение 30 мин. Растворная смесь не должна стекать с вертикальной поверхности.

Условная вязкость растворных смесей (ГОСТ 8420-74) определяется на пискозиметре ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм вместимостью 100 ± 1 см3. Оптимальный диапазон времени истечения составляет от 20 до 200 с. Испытание проводят при температуре 20 ± 2 °С в такой последовательности. Вискозиметр с помощью уровня устанавливают в вертикальное положение, под сопло помещают сосуд емкостью 150 см3. Отверстие сопла вискозиметра закрывают пальцем, исследуемый материал медленно, для предотвращения образования пузырей, с избытком наливают в вискозиметр. Избыток материала удаляют при помощи стеклянной пластинки. Затем открывают отверстие сопла и одновременно с появлением материала из сопла включают секундомер, останавливая его в момент первого прерывания струи испытуемого материала. Отсчитывают время истечения.

За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов не менее трех измерений. Допускаемые отклонения отдельных определений времени истечения от среднеарифметического значения не должны превышать ±5 %.

Жизнеспособность растворной смеси (ГОСТ 19270-73) характеризуется изменением подвижности смеси в течение заданного времени. Для ее определения каплю смеси переносят стеклянной палочкой на горизонтальную поверхность стеклянной пластины с размерами 300*250 мм. Пластину устанавливают в вертикальное положение и закрепляют. Затем замеряют металлической линейкой длину потека в сантиметрах. Пластинку со смесью помещают в эксикатор и хранят в течение времени, указанного в нормативном документе. После чего пластинку извлекают из эксикатора и производят измерение длины потека.

Укрывистость характеризует способность материала при нанесении на черно-белую подложку уменьшать контрастность до исчезновения различия между черной и белой поверхностями (ГОСТ 8784-75). Черно-белая подложка представляет собой квадраты, нанесенные черной тушью на чертежную белую бумагу в шахматном порядке. На листе бумаги 90x120 мм получают 12 черных и белых квадратов размером 30x30 мм. На указанную подложку кладут стеклянную пластину 90х 120 мм, предварительно взвешенную, а затем на пластину наносят краску слоями до тех пор, пока различие между черными и белыми квадратами полностью исчезнет. После полного укрытия окрашенную стеклянную пластинку взвешивают с погрешностью до 0,02 г.

Укрывистость, г/м2, вычисляют по формуле

За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов двух определений.

Время высыхания краски до степени 3 (ГОСТ 19007-73). Степень высыхания характеризует состояние поверхности материала, нанесенного на пластину, при определенных времени и температуре сушки. Время высыхания - промежуток времени, в течение которого достигается заданная степень высыхания материала при определенной его толщине и условиях сушки. Для определения времени высыхания до степени 3 растворную смесь наносят на пластинки из бетона с размерами 50x50x25 мм. Поверхность пластинки обильно увлажняют водой. После исчезновения «водяного зеркала» растворную смесь наносят на поверхность пластинок кистью или валиком. Толщина слоя составляет 140-150 мкм. Температура испытания 20 ±2 °С, относительная влажность воздуха 65 + 5 %. Время высыхания указывается в нормативной документации. При испытании на окрашенную пластинку помещают пинцетом листок бумаги. На него накладывают резиновую пластинку, на середину которой устанавливают гирю массой 200 г. Оценку степени нмсыхания проводят через 30 с после снятия нагрузки.

Если бумага не прилипает к поверхности высохшего материала, фиксируется степень высыхания 3.

Открытое время выдержки клея определяют по времени, в течение которого можно приклеить плитку на уже нанесенный слой клея.

Поверхность бетонной плиты обильно смачивают водой. После исчезновения «водяного зеркала» на поверхность плиты наносят клей и разравнивания его шпателем, толщина слоя должна быть не менее 0,5 мм. На слой клея укладывают керамические плитки с интервалом 5 мин. Сразу же после укладки каждую плитку нагружают грузом массой 3 кг на 30 с. Через 40 мин все плитки снимают с бетонной плиты и переворачивают приклеиваемой стропой вверх. Степень заполнения клеем приклеиваемой поверхности плитки определяется в процентах. Открытым временем выдержки клея считается время в минутах, при котором 50 % клея или более остается на плитке.

Устойчивость плитки к смещению определяют по смещению плитки через 30 мин после снятия с нее нагрузки. Растворную смесь с помощью шпателя наносят на горизонтально расположенную бетонную плитку (основу) диаметром 200*350*5 мм слоем, указанным в нормативной документации. Через 10 мин на бетонную плитку с растворной смесью наклеивают две керамические плитки с размерами 150*150*5 мм, на середину которых помещают на 30 с гири массой 5 кг и четко отмечают положение керамических плиток относительно основы. Через 30 с гири убирают и бетонную плитку с поразцами устанавливают в вертикальное положение. По истечении 30 мин измеряют расстояние, на которое смещаются плитки.

За результат испытания принимают среднее арифметическое результатов двух испытаний с погрешностью до ±0,25 мм.

Растекаемость определяют по диаметру расплыва растворной смеси. Металлический цилиндр диаметром 50,8 мм, высотой 45 мм и толщиной стенки мм, помещённый в центр стеклянной пластинки с размерами 250*350*5 мм, выполняют растворной смесью, излишки которой срезают линейкой. Цилиндр и стекло предварительно протирают тканью. Через 45 с цилиндр очень быстро поднимают вертикально на 15-20 см и отводят в сторону.

Диаметр расплыва измеряют через 2 мин после поднятия цилиндра липецкой в двух перпендикулярных направлениях с погрешностью не более 5 мм н иычисляют среднее арифметическое результатов двух измерений.

Допустимое время коррекции положения плитки - это время, в течение мморого возможно изменение положения плитки, наклеенной на бетонное оиюнание. Для его определения на бетонную плиту наносят слой клея толщиной не менее 0,5 мм. На этот слой укладывают пять плиток. Гири массой 1 кг устанавливают на уложенные плитки и выдерживают их в течение 30 с. После 10 мин, а потом с интервалом 5 мин проводят коррекцию очередной плитки путем поворота её на 90° и обратно в исходное положение. Подготовленные образцы оставляют затвердевать в течение 28 сут при температуре 20 ± 2 °С. Через 28 сут определяют усилие отрыва плитки от бетонного основания.

Прочность сцепления плитки с бетонным основанием, составляющая не менее 0,5 МПа, соответствует допустимому времени коррекции, которое указывается в нормативной документации.

Свойства коллоидных систем Коллоидные частицы настолько малы, что система кажется однородной. Но они достаточно велики, чтобы хорошо рассеивать свет. 1: Коллоидные системы обычно выглядят мутными, непрозрачными. 2: Эффект Тиндаля – рассеяние света, благодаря которому направленный световой луч виден сбоку при прохождении через коллоидную систему.

Перегонка нефти о С 12 –С 16 (реакт.самолеты) о о С 5 –С 11 Автомобильный о Авиационный о о С 8 –С о С 12 –С 20 (диз.топливо) Вазелин Парафин Смазочные масла Асфальт (>500 о) 500 о)"> 500 о)"> 500 о)" title="Перегонка нефти 180-270 о С 12 –С 16 (реакт.самолеты) 320-350 о 40-180 о С 5 –С 11 Автомобильный 100-120 о Авиационный 70-100 о 150-250 о С 8 –С 14 270-360 о С 12 –С 20 (диз.топливо) Вазелин Парафин Смазочные масла Асфальт (>500 о)"> title="Перегонка нефти 180-270 о С 12 –С 16 (реакт.самолеты) 320-350 о 40-180 о С 5 –С 11 Автомобильный 100-120 о Авиационный 70-100 о 150-250 о С 8 –С 14 270-360 о С 12 –С 20 (диз.топливо) Вазелин Парафин Смазочные масла Асфальт (>500 о)">

Перекристаллизация Способы: - с упариванием растворителя и без - с кристаллизацией при низкой Т или при высокой Пути загрязнения осадка - адсорбция маточного раствора на мелких кристаллах - окклюзия (захват крупными кристаллами маточного раствора в полости) - соосаждение изоморфных примесей

Изоморфизм Изоморфизм – свойство веществ, аналогичных по химическому составу, кристаллизоваться в одинаковых формах. Смешанный кристалл KCr(SO 4) 2 12H 2 O KAl(SO 4) 2 12H 2 O

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к шпатлевочным смесям, используемым для финишного выравнивания внутренних поверхностей зданий и сооружений из ячеистого бетона, в том числе газозолобетона автоклавного твердения, а также керамического и силикатного кирпича, керамзитобетона и бетона. Технический результат - расширение области применения сухой растворной смеси для шпатлевки внутренних поверхностей зданий и сооружений из ячеистого бетона, в том числе газозолобетона автоклавного твердения, снижение ее стоимости и улучшение экологии за счет использования отходов ГРЭС. Сухая растворная смесь, включающая вяжущее, заполнитель, кальцийсодержащий компонент, водорастворимый целлюлозный загуститель, редисперсионный порошок, гидрофобизирующую добавку, содержит в качестве вяжущего известково-зольное вяжущее состава: известь и зола-унос Рефтинской ГРЭС в соотношении 1:1, в качестве заполнителя - золу-унос Рефтинской ГРЭС, в качестве кальцийсодержащего компонента - мрамор молотый, в качестве водорастворимого целлюлозного загустителя - сложный эфир целлюлозы Walocel MKX 25000 PF50L, редисперсионный порошок в виде мономеров винилацетата, этилена, поливинилового спирта - РПП Mowilith Pulver DM1142P, гидрофобизирующую добавку в виде олеата натрия и стеарата кальция и дополнительно - антивспениватель в виде полигликолей жидких углеводородов - Agitan P801 - и суперпластификатор в виде сульфомеламинформальдегида - Melment F10 - при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанное известково-зольное вяжущее 4,00-5,00, зола-унос Рефтинской ГРЭС 87,45-89,60, мрамор молотый 4,50-5,00, указанный сложный эфир целлюлозы 0,15-0,25, РПП Mowilith Pulver DM1142P 1,50-1,85, олеат натрия 0,05-0,10, стеарат кальция 0,05-0,10, антивспениватель - Agitan P801 0,10-0,15, суперпластификатор Melment F10 0,05-0,10. 2 табл.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к шпатлевочным смесям, используемым для финишного выравнивания внутренних поверхностей зданий и сооружений из ячеистого бетона, в том числе газозолобетона автоклавного твердения, а также керамического и силикатного кирпича, керамзитобетона и бетона.

Известна сухая растворная смесь (см. патент РФ №2204540, 7МПК С04В 26/00, С04В26/06, С04В 28/00, С04В 28/10, опубликованный 20.05.2003 г.), содержащая вяжущее в виде портландцемента, заполнитель и модифицирующую добавку, включающую микрокремнезем, пластификатор, доломитовую или известняковую муку, водорастворимый эфир целлюлозы, редисперсионный порошок в виде сополимеров поливинилацетата или акрилата при следующем соотношении компонентов модифицирующей добавки, мас.%:

при этом заполнитель включает, мас.%: песок кварцевый 99,9-85,0 с модулем крупности Мкр. не более 1,5 и пылевидный кварц 0,10-15 при следующем соотношении компонентов смеси, мас.%:

Недостатком известной сухой растворной смеси является высокая ее стоимость, так как в качестве заполнителя используются обогащенный песок кварцевый, полученный разделением природного песка на фракции, а затем смешением определенных фракций в заданной пропорции, что повышает трудоемкость изготовления смеси. Кроме того, кварцевый песок необходимо предварительно сушить, что является достаточно энергоемкой и затратной операцией. Рыночная стоимость кварцевого песка в 2-3 раза выше стоимости техногенных заполнителей, например золы. При этом использование в составе известной смеси значительного количества портландцемента (до 35%) также удорожает ее стоимость.

Наиболее близкой по качественному составу является сухая растворная смесь (см. патент РФ на изобретение №2111931, 6МПК С04В 28/04 «Порошкообразный состав для шпатлевочных покрытий», опубликованный 27.05.1998 г.), включающая цемент (вяжущее), песок (заполнитель), кальцийсодержащий компонент в виде мела, водорастворимый целлюлозный загуститель, гидрофобизирующую добавку в виде полиакриламида и поливинилацетат (редисперсионный порошок), а также известняковую и/или доломитовую муку при соотношении компонентов, мас.%:

Недостатком известной сухой растворной смеси, как и вышеуказанного аналога, является высокая ее стоимость в результате использования в качестве заполнителя дорогостоящего песка фракцией 0,4-1,5 мм, полученного в процессе обогащения карьерного песка.

Кроме того, известная сухая растворная смесь не может быть использована для финишного выравнивания пористых поверхностей из ячеистого бетона, в частности газозолобетона автоклавного твердения, так как незначительное содержание (0,025-0,15) важнейшего компонента - поливинилацетата - не позволяет известной сухой растворной смеси обеспечить требуемые адгезионные свойства, сцепление раствора с основным материалом пористых поверхностей, а также необходимую прочность и деформируемость затвердевших растворов.

Из уровня техники известно применение в незначительных количествах золы-унос в производстве строительных материалов (см. авторское свидетельство СССР №1724623, 5МПК С04В 26/04 «Полимербетонная смесь», опубликованное 07.04.1992 г.). Известная смесь содержит 7-10% золы-унос и применяется для изготовления химически стойких изделий.

Известна также сырьевая смесь для производства легкого заполнителя в виде гранул с последующей термообработкой 300-400°С (см. патент РФ №2214977 7МПК С04В 18/04. «Сырьевая смесь и способ производства легкого заполнителя», опубликованный 23.10.2003 г.), где золы-унос содержится 5,3-6,3%.

Известные смеси не могут быть использованы для финишного выравнивания внутренних поверхностей зданий и сооружений из ячеистого бетона, в частности газозолобетона автоклавного твердения, так как они не обеспечивают достаточную адгезионную способность, сцепление раствора с основным материалом пористых поверхностей, а также необходимую прочность и деформируемость затвердевших растворов.

Ограниченное использование золы-унос в производстве строительных материалов связано с тем, что в ней могут присутствовать радиоактивные элементы (уран, торий), извлечение которых, например, путем выщелачивания серной кислотой является трудоемким и дорогостоящим способом.

Кроме того, известные золы, например Воронежской ТЭЦ или золы от сгорания углей Канско-Ачинского бассейна, содержат повышенное количество несгоревших частиц и небольшое количество алюмосиликатов, что ухудшает их свойства.

Технический результат заявляемого изобретения предусматривает расширение области применения сухой растворной смеси для шпатлевки внутренних поверхностей зданий и сооружений из ячеистого бетона, в том числе газозолобетона автоклавного твердения, снижение ее стоимости и улучшение экологии за счет использования отходов ГРЭС.

Указанный технический результат достигается тем, что сухая растворная смесь, включающая вяжущее, заполнитель, кальцийсодержащий компонент, водорастворимый целлюлозный загуститель, редисперсионный порошок, гидрофобизирующую добавку, согласно изобретению содержит в качестве вяжущего известково-зольное вяжущее состава: известь и зола-унос Рефтинской ГРЭС в соотношении 1:1, в качестве заполнителя золу-унос Рефтинской ГРЭС, в качестве кальцийсодержащего компонента - мрамор молотый, в качестве водорастворимого целлюлозного загустителя - сложный эфир целлюлозы Walocel MKX 25000 РF50L, редисперсионный порошок в виде мономеров винилацетата, этилена, поливинилового спирта - РПП Mowilith Pulver DM1142P, гидрофобизирующую добавку в виде олеата натрия и стеарата кальция и дополнительно -антивспениватель в виде полигликолей жидких углеводородов - Agitan P801 - и суперпластификатор в виде сульфомеламинформальдегида - Melment F10 - при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Зола-унос Рефтинской ГРЭС, полученная при сжигании Экибастузского каменного угля, имеет следующий состав, мас.%:

Зола-унос Рефтинской ГРЭС в отличие от известных характеризуется однородностью свойств. Она на 90% состоит из алюмосиликатов, причем около 30% приходится на оксид кремния (SiO 2), благодаря чему зола обладает некоторыми вяжущими свойствами.

Зола-унос Рефтинской ГРЭС на 70% состоит из аморфной фазы в виде стекла и практически не содержит несгоревших частиц, являющихся вредными примесями. Это повышает активность золы-унос и позволяет использовать ее в заявляемой сухой растворной смеси в больших количествах (до 89,60%).

Применение золы-унос Рефтинской ГРЭС, обладающей некоторыми вяжущими свойствами, в совокупности с известково-зольным вяжущим позволяет отказаться от использования в сухой растворной смеси портландцемента, что снижает стоимость последней.

Кроме того, зола-унос Рефтинской ГРЭС по сравнению с кварцевым песком является готовым к применению мелкодисперсным компонентом с удельной поверхностью 3000-3500 см 2 /г, не требующим дополнительной сушки, измельчения и просеивания, что также снижает стоимость сухой растворной смеси.

Зола-унос Рефтинской ГРЭС по санитарно-эпидемиологическому заключению №66.01.08.000.П.001474, выданному ЦГСЭН Свердловской области, не содержит радиоактивных элементов и соответствует всем нормам, предъявляемым к строительным материалам, в том числе сухим смесям.

Немаловажным преимуществом заявляемой сухой растворной смеси является то, что ее производство способствует решению экологической проблемы путем уменьшения зольных отвалов, которые загрязняют окружающую среду.

Введение 4,0-5,0% известково-зольного вяжущего с соотношением извести и золы 1:1 в совокупности с 4,5-5,0% мрамора и 87,45-89,60% золы-унос Рефтинской ГРЭС позволяет сухой растворной смеси обеспечить необходимые технологические и прочностные характеристики для финишного выравнивания внутренних поверхностей из керамического и силикатного кирпича, керамзитобетона, ячеистого бетона, в частности газозолобетона автоклавного твердения. Содержание в сухой растворной смеси золы-унос более 89,60% приводит к снижению прочности и повышению коэффициента водопоглощения.

Введение в состав сухой растворной смеси современных и высокоактивных полимерных добавок, обеспечивающих необходимые реологические и физико-механические свойства раствора, позволяет в совокупности с известково-зольным вяжущим, мрамором и золой-унос Рефтинской ГРЭС, обладающей некоторыми вяжущими свойствами, значительно увеличить содержание заполнителя и снизить стоимость сухой растворной смеси.

Введение редисперсионного порошка (марка РПП Mowilit Pulver DM 1142P) в виде мономеров винилацетата, этилена, поливинилового спирта в количестве 1,50-1,85% позволяет во время твердения и в результате постепенного обезвоживания раствора из водной дисперсии мономеров формировать пленки, которые на границе раздела «раствор-поверхность» служат клеем, обеспечивающим хорошее сцепление материалов. Указанное количество мономеров винилацетата, этилена, поливинилового спирта в совокупности с компонентами заявляемой сухой растворной смеси является оптимальным. Содержание этого компонента более 1,85% экономически нецелесообразно.

Регулирование реологических свойств заявляемой сухой растворной смеси и снижение водопотребности достигается с помощью суперпластификатора (марка Melment F10) в виде сульфометиламинформальдегида - продукта поликонденсацни на основе меламинформальдегида, поликарбоксилата и полиэтиленгликоля, введенного в количестве 0,05-0,10%.

Для обеспечения реологических свойств раствора при содержании указанного компонента менее 0,05% требуется увеличение в нем воды, что отрицательно влияет на свойства раствора. Более 0,10% технологически нецелесообразно.

Для предотвращения расслоения подвижного раствора и отсасывания из него воды, особенно при нанесении на пористые поверхности, вводится водоудерживающий компонент - сложный эфир целлюлозы (марка Walocel MKX 25000 PF50L) в виде гидроксиэтила и гидроксипропилметилцеллюлозы в количестве 0,15-0,25%. Менее 0,15% сложного эфира целлюлозы не оказывает существенного влияния на качество раствора. При содержании этого компонента более 0,25% не происходит дальнейшего улучшения качества раствора.

Введение гидрофобизирующей добавки в сухую растворную смесь в виде олеата натрия (C 16 H 33 COONa) и стеарата кальция (C 17 H 35 COO) 2 Ca в количестве по 0,05-0,10% каждого приводит к улучшению показателей водопоглощения и паропроницаемости при нанесении раствора на пористые поверхности и позволяет обеспечить высокую технологичность и долговечность раствора, а также защиту от влаги самих блоков, имеющих пористую структуру, что улучшает условия их эксплуатации в помещениях с повышенной влажностью.

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».

Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примерах конкретного исполнения изобретения.

Приготовление сухой растворной смеси осуществляют следующим образом. В смесителе принудительного действия готовят отдельно известково-зольное вяжущее при соотношении извести и золы-унос Рефтинской ГРЭС 1:1. Затем в соответствии с указанным процентным составом дозируют компоненты и соединяют их с известково-зольным вяжущим. Производят перемешивание компонентов. Получаемую сухую растворную смесь фасуют в стандартные мешки и отправляют потребителю.

Для приготовления сухой растворной смеси используют следующие компоненты: зола-унос Рефтинской ГРЭС по ГОСТ 25818, известь комовая по ГОСТ 9179-77, мрамор молотый ММ-80 по ТУ 5716-009-00281950-2003.

Растворную смесь готовят следующим образом. В емкость высыпают сухую растворную смесь и добавляют воду. Водотвердое отношение, обеспечивающее получение растворной смеси, составляет 0,50-0,60. Смешивают в течение 4-5 минут. Оставляют в покое 4-5 минут, после чего интенсивно перемешивают в течение 30 секунд. Затем растворную смесь наносят на поверхность ручным или машинным способом. При необходимости нанесения нескольких слоев необходимо убедиться, что предыдущий слой высох. Прочность сцепления раствора с основанием в возрасте 28 суток не менее 0,1 МПа.

В табл.1 представлены примеры составов сухой растворной смеси для финишной отделки поверхностей: в примере 1 - для ячеистого бетона, в примере 2 - для керамического кирпича, в примере 3 - для силикатного кирпича.

Технические характеристики и результаты испытаний приведены в табл.2.

Сухая растворная смесь, включающая вяжущее, заполнитель, кальцийсодержащий компонент, водорастворимый целлюлозный загуститель, редисперсионный порошок, гидрофобизирующую добавку, отличающаяся тем, что она содержит в качестве вяжущего известково-зольное вяжущее состава: известь и зола-унос Рефтинской ГРЭС в соотношении 1:1, в качестве заполнителя - золу-унос Рефтинской ГРЭС, в качестве кальцийсодержащего компонента - мрамор молотый, в качестве водорастворимого целлюлозного загустителя - сложный эфир целлюлозы Walocel MKX 25000 PF50L, редисперсионный порошок в виде мономеров винилацетата, этилена, поливинилового спирта - РПП Mowilith Pulver DM1142P, гидрофобизирующую добавку в виде олеата натрия и стеарата кальция и дополнительно - антивспениватель в виде полигликолей жидких углеводородов - Agitan P801 и суперпластификатор в виде сульфомеламинформальдегида - Melment F10 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Похожие патенты:

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к изготовлению силикатных изделий: кирпича, камней, плиток, с использованием отходов алмазодобывающей промышленности.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для выравнивания бетонных, оштукатуренных поверхностей, предназначенных под окраску клеевыми, силикатными, вододисперсионными красками.

Естественно, что свойства свежеприготовленной растворной смеси и затвердевшего раствора совершенно различны. Основными свойствами растворной смеси являются удобоукладываемость, пластичность (подвижность), водоудерживающая способность и расслаиваемость, а затвердевших растворов — плотность, прочность и долговечность. Правильный выбор области применения растворов всецело зависит от их свойств.

Свойства растворных смесей.

Удобоукладываемость - свойство растворной смеси легко укладываться плотным и тонким слоем на пористое основание и не расслаиваться при хранении, транспортировании и перекачивании насосами. Она зависит от пластичности (подвижности), водоудерживающей способности смеси и способности расслаиваться.

Пластичность смеси характеризуют ее подвижностью, т. е. способностью растекаться под действием собственного веса или приложенных к ней внешних сил. Подвижность почти всех растворных смесей определяют глубиной погружения (в см) стандартного конуса массой (300 ± 2) г. Высота конуса - 180 мм, диаметр основания - 150 мм, угол при вершине - 30° (рис. 1).

Рис. 1. Приборы для определения подвижности растворной смеси в лаборатории (а) и на рабочем месте (б): 1 - штатив; 2 - сосуд для раствора; 3 - конус; 4 - трубка; 5 - стрелка; 6 - шкала

Подвижностьрастворной смеси зависит, прежде всего, от количества воды и вяжущего, вида вяжущего и заполнителя, соотношения между вяжущим и заполнителем.

Водоудерживающая способность - свойство растворной смеси удерживать воду при укладке ее на пористое основание (кирпич, шлакоблоки, бетон и т. п.), а также при ее транспортировании. Водоудерживающую способность увеличивают путем введения в растворную смесь неорганических дисперсных добавок и органических пластификаторов. Смесь с такими добавками отдает воду пористому основанию постепенно, при этом раствор становится плотнее, хорошо сцепляется с основанием, повышается его прочность.

Расслаиваемость - способность растворной смеси разделяться на твердую и жидкую фракции при транспортировании и перекачивании ее по трубам и шлангам. Растворную смесь часто перевозят автосамосвалами и перемещают по трубопроводам с помощью растворонасосов. При этом не редки случаи, когда смесь разделяется на воду (жидкая фаза), песок и вяжущее (твердая фаза), в результате чего в трубах и шлангах могут образоваться пробки, устранение которых связано с большими потерями труда и времени.

Если состав растворной смеси подобран правильно и водовяжущее отношение назначено, верно, то растворная смесь будет подвижной, удобоукладываемой, она будет обладать хорошей водоудерживающей способностью, и не будет расслаиваться. Пластифицирующие добавки как неорганические, так и органические повышают водоудерживающую способность растворных смесей и уменьшают их расслаиваемость.

Жизнеспособностью называют свойство растворной смеси сохранять необходимую удобоукладываемость от начала ее приготовления до укладки в конструкцию. Она зависит от состава смеси и температуры наружного воздуха. Жизнеспособность цементных растворов составляет обычно 2-4 ч и зависит от сроков схватывания цемента. Известковые растворы на гидратной извести имеют жизнеспособность 6-10 ч, смешанные цементно-известковые - 4-6 ч.

При повышенной температуре растворные смеси, содержащие портландцемент, следует расходовать в течение 2 ч. Продлить их жизнеспособность до 12-20 ч можно введением до 2-3% добавки УПБ, комплексной добавки ЛСТ - 0,4% + УПБ - 1%.

Свойства растворов .

Затвердевшие растворы должны обладать определенной плотностью, заданной прочностью, водонепроницаемостью, морозостойкостью и постоянством объема (и в отдельных случаях - химической стойкостью).

Плотность раствора зависит от вида и химического состава заполнителя. Истинная плотность обычных цементно-песчаных растворов составляет 2600-2700 кг/м 3 . По средней плотности, как известно, строительные растворы подразделяют на тяжелые и легкие. Растворы плотностью 1500 кг/м 3 и более относят к тяжелым; для их приготовления используют плотные заполнители с насыпной плотностью не менее 1500 кг/м 3 ; легкие приготовляют на пористых заполнителях с насыпной плотностью менее 1200 кг/м 3 .

Прочность строительного раствора характеризуют маркой, которую определяют по пределу прочности при сжатии стандартных образцов-кубов размером 70,7x70,7x70,7 мм, изготовленных из рабочей растворной смеси и испытанных после 28-суточного твердения. По пределу прочности при сжатии (кгс/см 2) для растворов установлены марки: 4,10, 25, 50, 75, 100, 150, 200 и 300. Малопрочные растворы марок 4 и 10 получают из местных вяжущих и извести. Прочность растворов при изгибе примерно в 5 раз, а при растяжении в 10 раз меньше прочности при сжатии. Прочность раствора, прежде всего, зависит от активности и количества , от количества воды, качества заполнителей, тщательности приготовления раствора, условий и продолжительности твердения.

При укладке на плотное основание прочность раствора R 28 зависит от активности цемента - R Ц, МПа, и цементно-водного отношения Ц/В и определяется по формуле:

R 28 = 0,4 R Ц (Ц/В - 0,3).

При укладке на пористое основание вода отсасывается, и в растворе остается примерно одинаковое количество воды, независимо от ее первоначального содержания. В этом случае прочность раствора R 28 зависит от активности вяжущего R Ц, его расхода Ц, т/м 3 , и определяется по формуле:

R 28 = К R Ц (Ц - 0,05) + 4,

где К - коэффициент, принимаемый для мелкого песка равным 0,5-0,7, для среднего - 0,8 и для крупного - 1,0.

Интенсивность твердения растворов зависит от температуры. Примерное значение предела прочности раствора на портландцементе от прочности раствора, затвердевшего при 20 °С в возрасте 28 суток, приведено в табл. 1.

Таблица. 1. Влияние температуры на интенсивность твердения раствора, в %