СУХАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ СМЕСЬ Российский патент 2007 года по МПК C04B28/02 C04B14/28 C04B24/02 C04B111/20 

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к производству сухих строительных смесей, и может найти применение при приготовлении строительных растворов и мелкозернистых бетонов.

Известен состав сухой строительной смеси, содержащий цемент, песок и комплексную добавку, включающую порошок пластификатора, причем указанная добавка дополнительно содержит стеарат кальция или цинка при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цемент14,2-49,9Песок49,6-85,6Пластификатор С-30,04-0,5Стеарат кальция или цинка0,1-0,3

(патент № 2214376, опуб. 20.10.2003).

Известен состав сухой строительной смеси, содержащий цемент, песок, добавку пластификатора, последний представляет собой механоактивированный измельчением при ускорении от 10 до 20 g суперпластификатор С-3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цемент19,99-39,80Песок59,50-82,92Указанный суперпластификатор0,79-0,09

(патент № 2182137, опуб. 10.05.2002).

Недостатком вышеперечисленных технических решений являются невысокие физико-механические показатели смесей, наличие дорогостоящего компонента - стеарата кальция или цинка, а также трудность получения и контроля указанных величин ускорений.

Наиболее близким составом сухой строительной смеси является состав, включающий в себя цемент, песок и метилцеллюлозу, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цемент29,90-39,76Песок59,64-69,80Метилцеллюлоза0,3-0,6

(патент № 2184098, опуб. 27.06.2002).

Недостатком наиболее близкого состава сухой строительной смеси являются низкие физико-механические показатели строительной смеси (прочность при сжатии строительного раствора - 13 МПа, морозостойкость - 75 циклов).

Задачей изобретения является повышение физико-механических показателей сухой строительной смеси за счет пластифицирующего эффекта поливинилового спирта, а также за счет создания микробетонной структуры материала микрокаркасом высокодисперсного известняка, который выступает в роли микронаполнителя в цементной системе.

Поставленная задача достигается тем, что известная сухая строительная смесь, включающая цемент и песок, дополнительно содержит тонкомолотую добавку с удельной поверхностью не менее 300 м²/кг, включающую известняк и поливиниловый спирт, при следующем соотношении компонентов, мас.%

Цемент15,99-23,72Песок71,16-79,95Известняк4-4,98Спирт поливиниловый0,06-0,14

Введение в состав сухой строительной смеси цемента менее 15,99 мас.% и песка более 79,95 мас.% не позволяет получить материал с необходимыми физико-химическими свойствами, содержание цемента более 23,72 мас.% и песка менее 71,16 мас.% приводит к удорожанию сухой строительной смеси, обусловленное перерасходом дорогостоящего компонента - цемента.

Введение указанной добавки с удельной поверхностью не менее 300 м²/кг необходимо для повышения растворимости поливинилового спирта, равномерного его распределения в объеме добавки. При удельной поверхности добавки менее 300 м²/кг известняк не проявит свойства микронаполнителя цементных систем и не модифицирует структуру цементного камня.

Введение поливинилового спирта в состав сухой строительной смеси в указанном количестве позволяет получить наибольший пластифицирующий эффект растворной смеси, максимальную прочность и морозостойкость раствора. При содержании поливинилового спирта менее 0,06 мас.% пластификация растворной смеси недостаточна, а прирост указанных физико-механических свойств раствора крайне мал. При концентрации поливинилового спирта более 0,14 мас.% в составе сухой строительной смеси пластифицирующий эффект продолжает увеличиваться, однако прочность раствора и морозостойкость раствора, а также плотность растворной смеси начинают снижаться, что объясняется некоторым воздухововлечением растворной смеси.

Введение известняка в состав сухой строительной смеси в количестве 4-4,98 мас.% позволяет максимально проявить физическую и физико-химическую составляющие структурообразующей роли карбоната кальция. Тонкодисперсный известняк будет выступать в роли микронаполнителя в цементном вяжущем. Частицы известняка, выступая как микронаполнитель, образуют микрокаркас и создают микробетонную структуру материала.

Кроме того, частицы тонкомолотого известняка могут служить центрами кристаллизации, создавая условия для «зонирования» новообразований при их кристаллизации. В результате этого достигается соответствующая модификация структуры. Существенным в физико-химической составляющей структурообразующей роли является и действие частиц известняка как «подложки» для ориентированной кристаллизации гидросиликатов кальция на их поверхности с образованием контактов по механизму эпитаксии.

При этом известняк является важным структурообразующим компонентом для обеспечения процессов конденсации и полимеризации макромолекул поливинилового спирта на поверхности частиц с соответствующим переходом в псевдотвердое или твердофазное состояние в контактной зоне. Существенное влияние поливинилового спирта на свойства цементно-песчаного раствора объясняется характером расположения полимера в матрице цемента. Поливиниловый спирт образует упругие прослойки между кристаллическими новообразованиями минерального вяжущего, адсорбируется на поверхности частиц песка и благодаря высоким адгезионным свойствам повышает прочность и деформативность материала. Часть поливинилового спирта закрывает поры, снижая водопоглощение раствора, повышая его морозостойкость и водонепроницаемость. Известно, что прочность на разрыв полимерных пленок и их сцепление с различными основаниями значительно превышает эти показатели для отвердевшего цемента. Таким образом, жесткий пространственный каркас из гидратированного цемента укрепляется в наиболее ослабленных местах (поры, микротрещины) поливиниловым спиртом.

Пример 1. Сухую строительную смесь приготавливают следующим образом. В смеситель последовательно вводят песок, цемент и перемешивают 4-5 минуты. Затем вводят тонкомолотую добавку, содержащую известняк и поливиниловый спирт и перемешивают еще 3-4 минуты. Расход составляющих следующий, мас.%:

Цемент15,99Песок79,95Известняк4Спирт поливиниловый0,06

Пример 2. Изготовление сухой строительной смеси производится по методике, изложенной в примере 1. Расход составляющих следующий, мас.%:

Цемент19,855Песок75,555Известняк4,49Спирт поливиниловый0,1

Пример 3. Изготовление сухой строительной смеси производится по методике, изложенной в примере 1. Расход составляющих следующий, мас.%:

Цемент23,72Песок71,16Известняк4,98Спирт поливиниловый0,14

Результаты испытания образцов-кубов, изготовленных по стандартной методике ГОСТ 5802-86, при равной подвижности растворной смеси (глубина погружения конуса 4 см) в возрасте 28 суток, приведены в таблице.

№ п/пСостав, мас.%Предел прочности при сжатии, МПаМорозостойкость, циклов Цемент 15,99   Песок 79,9520,21801Известняк 4 Спирт поливиниловый 0,06   Цемент 19,855  2Песок 75,55524,6190 Известняк 4,49 Спирт поливиниловый 0,1   Цемент 23,72   Песок 71,1628,41753Известняк 4,98 Спирт поливиниловый 0,14  

Лабораторные испытания проведены в лаборатории кафедры производства строительных изделий и конструкций Тверского государственного технического университета.

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к производству сухих строительных смесей, и может найти применение при приготовлении строительных растворов и мелкозернистых бетонов. Технический результат - пластификация растворной смеси, образование упругих прослоек между кристаллическими новообразованиями цемента, закрытие пор цементного камня, снижение водопоглощения раствора, что обеспечивает повышение прочности и морозостойкости материалов. Сухая строительная смесь, включающая цемент и песок, дополнительно содержит тонкомолотую добавку с удельной поверхностью не менее 300 м²/кг, содержащую известняк и поливиниловый спирт при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент - 15,99-23,72, песок - 71,16-79,95, известняк - 4-4,98, поливиниловый спирт - 0,06-0,14. 1 табл.

Сухая строительная смесь, содержащая цемент и песок, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит тонкомолотую добавку с удельной поверхностью не менее 300 м²/кг, включающую известняк и поливиниловый спирт, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цемент15,99-23,72Песок71,16-79,95Известняк4-4,98Поливиниловый спирт0,06-0,14