СПОСОБ ИНГИБИРОВАНИЯ ГИПСОВОГО И ЦЕМЕНТНОГО КЛАДОЧНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ ДЛЯ РАБОТЫ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ Российский патент 1997 года по МПК C04B40/06 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при кладке стен из газобетонных, пенобетонных и т.п. блоков, а также внутренних перегородок из гипсовых плит в зимних условиях.

Для кладки перегородок из гипсовых плит в жилых зданиях известна клеевая композиция, содержащая полуводный гипс, полимерную добавку и воду. В качестве полимерной добавки используют смесь поливинилового спирта, полиоксиэтилена и отхода производства акриловых эмульсий [1] Композиция обладает повышенной (до 7 ч) жизнеспособностью и, следовательно, технологичностью, однако непригодна при работе в условиях отрицательных температур воздуха.

Известен также клей для склеивания ячеистобетонных элементов и способ его приготовления. Для этого используют жидкое стекло, цемент, песок, тонкодисперсные ячеистобетонные отходы, костный клей и суперпластификатор на основе модифицированных лигносульфонатов. Костный клей заливают водой в соотношении 1:2, подогревают над водяной ванной до температуры +80^oC и перемешивают в течение 30 мин. Суперпластификатор на основе модифицированных лигносульфонатов приготавливают путем смешивания 10%-ного водного раствора сульфитно-спиртовой барды с портландцементом в течение 180 мин в шаровой мельнице, затем суспензию фильтруют, удаляют твердый осадок и еще дважды повторяют эту операцию. Затем в мешалку загружают жидкое стекло, молотый песок, тонкодисперсные ячеистобетонные отходы, приготовленный костный клей, суперпластификатор 10% -ной концентрации, портландцемент и перемешивают в течение 2 мин [2] При применении этого клея повышается его текучесть и прочность склеивания. Однако работать с этим клеем при отрицательных температурах, также, как в случае аналога [1] нельзя.

Для преодоления отмеченного недостатка известен способ получения клеевой композиции для гипсовых изделий, работающий при отрицательных температурах до -15^oC. В смеситель загружают воду и нагревают ее до температуры 50-60^oC, затем туда же загружают полиоксиэтилен, перемешивают до полного растворения полиоксиэтилена, потом заливают продукт гидролиза отхода производства поливинилацетатной дисперсии и нагревают до температуры +80^o +90^oC, затем загружают поливиниловый спирт. Перемешивание композиции ведут с одновременным постоянным подогревом до полного растворения поливинилового спирта, после чего добавляют полуводный гипс. Полученную смесь перемешивают до получения гомогенной пастообразной массы [3] Недостатком описанного способа является его многодельность и многокомпонентность.

Наиболее близким аналогом, принимаемым за прототип заявленным способом ингибирования гипсового и цементного кладочного строительных растворов, является способ получения сухой смеси для приготовления клея, используемого для кладки мелкоштучных гипсовых изделий. Сухую смесь готовят путем помола предварительно отдозированных компонентов в шаровой мельнице. При использовании клеевую смесь затворяют водой и выдерживают. В состав клеевой смеси входит минеральное вяжущее, триполифосфат натрия, технический казеин и лигносульфонаты твердые [4] Недостатком такой смеси является невозможность ее использования при отрицательных температурах.

Задачей предлагаемого изобретения является создание клеящей композиции и способа ее получения, пригодной для применения при температуре воздуха до минус 20^oC, приготавливаемой в построечных условиях. Эта задача решается за счет использования приема отложенного твердения минерального вяжущего клеевой композиции, которое происходит лишь после того, как создаются условия для процесса гидратации вяжущего.

Способ ингибирования гипсового кладочного строительного раствора заключается в затворении водой сухой клеевой композиции, содержащей минеральное вяжущее и лигносульфонаты твердые. В качестве минерального вяжущего используют гипсовое вяжущее. В сухую клеевую композицию перед ее затворением водой дополнительно вводят карбоксиметилцеллюлозу при соотношении компонентов, мас.

Гипсовое вяжущее 94,5 96,7
Карбоксиметилцеллюлоза 3 5
Лигносульфонаты твердые 0,3 0,5
при водогипсовом отношении 0,5 0,7. При затворении клеевой композиции водой в нее добавляют противоморозные компоненты: кремнийорганическую жидкость, предпочтительно этил- или метилсиликонат натрия, и денатурированный этиловый спирт в следующих соотношениях, мас.ч.

Вода 1,0
Кремнийорганическая жидкость 0,01 0,06
Денатурированный этиловый спирт 0,01 0,14
Способ ингибирования цементного кладочного строительного раствора заключается также в затворении водой сухой клеевой композиции, содержащей минеральное вяжущее и лигносульфонаты твердые. В качестве минерального вяжущего в этом случае используют цемент. В сухую клеевую композицию перед ее затворением водой дополнительно вводят кварцевый песок фракции до 1,2 мм, молотый песок с удельной поверхностью более 1500 см²/г и карбоксиметилцеллюлозу при соотношении компонентов, мас.

Цемент 20 30
Песок кварцевый 52,85 56,7
Песок молотый 15 20
Карбоксиметилцеллюлоза 2 3
Лигносульфонаты твердые 0,15 0,3
при водоцементном отношении 0,25 0,3. При затворении клеевой композиции водой в нее добавляют противоморозные компоненты: кремнийорганическую жидкость, предпочтительно этил- или метилсиликат натрия, и денатурированный этиловый спирт в следующих соотношениях, мас.ч.

Вода 1,0
Кремнийорганическая жидкость 0,01 0,06
Денатурированный этиловый спирт 0,01 0,14
В зависимости от температуры воздуха количество противоморозных компонентов в составе приготовляемой клеевой композиции колеблется в указанных пределах, составляя при температурах, близких к 0^oC, нижний уровень, а при температуре минус 20^oC, приближаясь к верхнему уровню их содержания.

Сравнительный анализ заявляемого способа ингибирования кладочных строительных растворов с прототипом показывает, что он отличается тем, что для приготовления гипсового кладочного раствора в качестве минерального вяжущего используют гипсовое вяжущее, причем в сухую клеевую композицию перед ее затворением водой дополнительно вводят карбоксиметилцеллюлозу при соотношении компонентов, мас.

Гипсовое вяжущее 94,5 96,7
Карбоксиметилцеллюлоза 3 5
Лигносульфонаты твердые 0,3 0,5
при водогипсовом отношении 0,5 0,7, а после затворения клеевой композиции водой в нее добавляют противоморозные компоненты: кремнийорганическую жидкость, предпочтительно этил- или метилсиликат натрия, денатурированный этиловый спирт в следующих соотношениях, мас.ч.

Вода 1,0
Кремнийорганическая жидкость 0,01 0,06
Денатурированный этиловый спирт 0,01 0,14
Для приготовления цементного кладочного раствора в качестве минерального вяжущего используют цемент, причем в сухую клеевую композицию перед ее затворением водой дополнительно вводят кварцевый песок фракции до 1,2 мм, молотый песок с удельной поверхностью более 1500 см²/г и карбоксиметилцеллюлозу при соотношении компонентов, мас.

Цемент 20 30
Песок кварцевый 52,85 56,7
Песок молотый 15 20
Карбоксиметилцеллюлоза 2 3
Лигносульфонаты твердые 0,15 0,3
при водотвердом отношении 0,25 0,3, а при затворении клеевой композиции водой в нее добавляют противоморозные компоненты: кремнийорганическую жидкость, предпочтительно этил- или метилсиликат натрия, и денатурированный этиловый спирт в следующих соотношениях, мас.ч.

Вода 1,0
Кремнийорганическая жидкость 0,01 0,06
Денатурированный этиловый спирт 0,01 0,14
Отличие заключается также в том, что предложена более конкретная дозировка противоморозных компонентов в оба клеевых состава в зависимости от колебания температуры воздуха: от 0^o до -5^oC; от -5^o до -10^oC; от -10^o до -15^oC; от -15^o до -20^oC. Этот анализ позволяет сделать вывод о наличии новизны в заявленном изобретении.

Сравнение предложенных способов ингибирования гипсового и цементного кладочных строительных растворов с известными аналогами доказывает, что эти способы, во-первых, значительно упрощают задачу приготовления кладочных растворов для работы в зимних условиях и, во-вторых, позволяют регулировать процесс приготовления растворов в зависимости от температуры воздуха, что, в свою очередь, позволяет экономить дорогостоящие материалы. Таким образом, можно утверждать, что с помощью заявленных способов можно получить новый эффект.

Изобретение поясняется примерами его выполнения.

В качестве добавок, понижающих температуру замерзания клеевых составов, использованы гидрофильные и гидрофобные поверхностно-активные вещества. Гидрофильные пластификаторы группы лигносульфонатов повышают морозостойкость клея за счет повышения пластичности раствора, уменьшения содержания воды и повышения плотности клеевого шва. Гидрофобные добавки типа кремнийорганических жидкостей повышают морозостойкость за счет придания материалу гидрофобных свойств и повышения водонепроницаемости материала. Наиболее эффективны в этом отношении силиконаты (этил- и метилсиликонаты) натрия. Процесс приготовления клея основывается на смешении двух основных составляющих: воды и сухой клеевой смеси при температуре компонентов и окружающей среды не ниже +15^oC. В зависимости от того, на основе какого минерального вяжущего, полуводного гипса или цемента готовится кладочный строительный раствор, сухая смесь составляется из следующих компонентов, мас.

Гипсовое вяжущее марки не ниже Г-5 (оптимально Г-10 Г-13) с удельной поверхностью не ниже 4000 см²/г по ГОСТ 125-79 94,5 96,7
Карбоксиметилцеллюлоза КМЦ 75/400 или низкозамещенная КМЦ 48/350 по ОСТ 6-05-386-83 3 5
Лигносульфонаты технические ЛСТ порошкообразные по ОСТ 13-183-83 0,3 - 0,5
при водогипсовом отношении 0,5 0,7:
Либо цемент марки не ниже 500 20 30
Песок кварцевый сухой фракции до 1,2 мм 52,85 56,7
Песок молотый с удельной поверхностью не менее 1500 см²/г 15 - 20
Карбоксиметилцеллюлоза КМЦ 75/400 или низкозамещенная КМЦ 48/350 по ОСТ 6-05-386-83 2 3
Лигносульфонаты технические ЛСТ порошкообразные по ОСТ 13-183-83 0,15 - 0,3
при водотвердом отношении 0,25 0,3. В указанных примерах использовали портландцемент.

В зависимости от вида и качества минерального вяжущего содержание остальных компонентов сухой клеевой смеси может меняться, поэтому рецептура сухой смеси подлежит корректировке при ее изготовлении.

Приготовление кладочного раствора осуществляется непосредственно перед его применением на строительной площадке путем перемешивания с водой в течение 5 7 мин. Готовый к употреблению кладочный раствор представляет собой пластичную сметанообразную смесь, не расслаивающуюся и обладающую хорошей удобоукладываемостью. Приготовление небольших порций такой смеси (до 15 кг) целесообразно производить вручную, не применяя специальных смесителей. Клеевая кладочная композиция сохраняет жизнеспособность при температурах ниже 0^oC около одного часа и зависит от количества противоморозных добавок, которые вводятся в состав композиции при ее затворении водой. Для гипсового и для цементного кладочного строительного раствора количество противоморозных добавок одинаково и находится в пределах, мас.ч.

Вода 1,0
Кремнийорганическая жидкость ГКЖ-10 или ГКЖ-11 по ТУ 6-02-696-76 0,01 - 0,06
Денатурированный этиловый спирт не ниже 90% по ТУ 10-0334585-4-90 0,01 0,14
В зависимости от температуры воздуха содержание компонентов противоморозных добавок может меняться в вышеуказанных пределах и составляет, мас.ч.

при температуре воздуха от 0^o до -5^oC:
Вода 1,0
Кремнийорганическая жидкость 0,01 0,03
Денатурированный этиловый спирт 0,03 0,05
при температуре воздуха от -10^o до -15^oC:
Вода 1,0
Кремнийорганическая жидкость 0,05 0,06
Денатурированный этиловый спирт 0,06 0,09
при температуре воздуха от -15^o до -20^oC:
Вода 1,0
Кремнийорганическая жидкость 0,05 0,06
Денатурированный этиловый спирт 0,10 0,14
Приготовленный кладочный строительный раствор наносят на склеиваемые поверхности стеновых и перегородочных изделий при помощи шпателя или кисти, затем обе поверхности изделий соединяют и устанавливают по месту в соответствии с рабочими чертежами.

Описанные кладочные строительные растворы целесообразно применять в тех случаях, когда точно выдержаны геометрические размеры изделий, т.к. толщина клеевого шва, как правило, не превышает 1,5 2,0 мм.

Твердение кладочного строительного раствора и основной набор прочности клеевого шва происходит в период оттепелей при температуре воздуха выше 0^oC.

В таблице приведены примеры кладочных строительных растворов и их физико-технические характеристики, полученные при вышеуказанных температурах воздуха.

Назначение: для кладки стен и перегородок из мелкоштучных изделий при отрицательных температурах воздуха. Сущность изобретения: способ ингибирования кладочного строительного раствора заключается в затворении водой сухой клеевой композиции, содержащей минеральное вяжущее и лигносульфонаты технические твердые. В качестве минерального вяжущего используют полуводный гипс или цемент, причем в сухую клеевую композицию перед ее затворением водой дополнительно вводят при гипсовом вяжущем карбоксиметилцеллюлозу при соотношении компонентов, в мас.%: гипсовое вяжущее 94,5-96,7; карбоксиметилцеллюлоза 3-5; лигносульфонаты твердые 0,3-0,5; при водогипсовом отношении 0,5-0,7; а при цементном вяжущем - кварцевый песок фракции до 1,2 мм; молотый песок с удельной поверхностью более 1500 см²/г и карбоксиметилцеллюлозу при соотношении компонентов, в мас.%: цемент 20-30; песок кварцевый 52,85-56,7; песок молотый 15-20; карбоксиметилцеллюлоза 2-3; лигносульфонаты твердые 0,15-0,3 при водотвердом отношении 0,25-0,3, а после затворения клеевой композиции водой в нее добавляют противоморозные компоненты: кремнийорганическую жидкость, предпочтительно этил- или метилсиликонат натрия, и денатурированный этиловый спирт в следующих соотношениях, мас.ч.: вода 1,0, кремнийорганическая жидкость 0,01-0,06, денатурированный этиловый спирт 0,01-0,14. 2 с. и 8 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ ингибирования гипсового кладочного строительного раствора для работы при отрицательных температурах, заключающийся в затворении водной сухой клеевой композиции, содержащей минеральное вяжущее и лигносульфонаты технические твердые, отличающийся тем, что в качестве минерального вяжущего используют гипсовое вяжущее, причем в сухую клеевую композицию перед ее затворением водой дополнительно вводят карбоксиметилцеллюлозу при соотношении компонентов, мас.

Гипсовое вяжущее 94,5 96,7
Карбоксиметилцеллюлоза 3 5
Лигносульфонаты твердые 0,3 0,5
при водогипсовом отношении 0,5 0,7, а при затворении клеевой композиции водой в нее добавляют противоморозные компоненты: кремнийорганическую жидкость, предпочтительно этил- или метилсиликонат натрия, и денатурированный этиловый спирт в следующих соотношениях, мас.ч.

Вода 1
Кремнийорганическая жидкость 0,01 0,06
Денатурированный этиловый спирт 0,01 0,14
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при температуре воздуха 0 - 5^oС противоморозные компоненты в раствор клея вводят при следующих соотношениях, мас.ч.

Вода 1
Кремнийорганическая жидкость 0,01 0,03
Денатурированный этиловый спирт 0,01 0,03
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при температуре воздуха (-5) - (-10)^oС противоморозные компоненты в раствор клея вводят в следующих соотношениях, мас.ч.

Вода 1
Кремнийорганическая жидкость 0,03 0,05
Денатурированный этиловый спирт 0,03 0,05
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при температуре воздуха (-10) - (-15)^oС противоморозные компоненты в раствор клея вводят в следующих соотношениях, мас.ч.

Вода 1
Кремнийорганическая жидкость 0,05 0,06
Денатурированный этиловый спирт 0,06 0,09
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что при температуре воздуха (-15) - (-20)^oС противоморозные компоненты в раствор клея вводят в следующих соотношениях, мас.ч.

Вода 1
Кремнийорганическая жидкость 0,05 0,06
Денатурированный этиловый спирт 0,10 0,14
6. Способ ингибирования цементного кладочного строительного раствора для работы при отрицательных температурах, заключающийся в затворении водой сухой клеевой композиции, содержащей минеральное вяжущее и лигносульфонаты технические твердые, отличающийся тем, что в качестве минерального вяжущего используют цемент, причем в сухую клеевую композицию перед ее затворением водой дополнительно вводят кварцевый песок фракции до 1,2 мм, молотый песок с удельной поверхностью более 1500 см²/г и карбоксиметилцеллюлозу при соотношении компонентов, мас.

Цемент 20 30
Песок кварцевый 52,85 56,7
Песок молотый 15 20
Карбоксиметилцеллюлоза 2 3
Лигносульфонаты твердые 0,15 0,3
при водотвердом отношении 0,25 0,3, а при затворении клеевой композиции водой в нее добавляют противоморозные компоненты: кремнийорганическую жидкость, предпочтительно этил- или метилсиликонат натрия, и денатурированный этиловый спирт в следующих соотношениях, мас.ч.

Вода 1
Кремнийорганическая жидкость 0,01 0,06
Денатурированный этиловый спирт 0,01 0,14
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что при температуре воздуха 0 - (-5)^oС противоморозные компоненты вводят в раствор клея в следующих соотношениях, мас.ч.

Вода 1
Кремнийорганическая жидкость 0,01 0,03
Денатурированный этиловый спирт 0,01 0,03
8. Способ по п.6, отличающийся тем, что при температуре воздуха (-5) - (-10)^oС противоморозные компоненты вводят в раствор клея в следующих соотношениях, мас.ч.

Вода 1
Кремнийорганическая жидкость 0,03 0,05
Денатурированный этиловый спирт 0,03 0,05
9. Способ по п.6, отличающийся тем, что при температуре воздуха (-10) - (-15)^oС противоморозные компоненты вводят в раствор клея в слудующих соотношениях, мас.ч.

Вода 1
Кремнийорганическая жидкость 0,05 0,06
Денатурированный этиловый спирт 0,06 0,09
10. Способ по п.6, отличающийся тем, что при температуре воздуха (-15) - (-20)^oС противоморозные компоненты вводят в раствор клея в следующих соотношениях, мас.ч.

Вода 1
Кремнийорганическая жидкость 0,05 0,06
Денатурированный этиловый спирт 0,10 0,14