СУХАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ СМЕСЬ Российский патент 2009 года по МПК C04B28/02 C04B14/04 C04B111/20 

Изобретение относится к области строительных материалов, а точнее к сухим строительным смесям, и может быть использовано при производстве штукатурных и кладочных работ.

Мировой и отечественный опыт использования сухих смесей показал их высокую эффективность и преимущества по сравнению с традиционными методами проведения работ. Сухие строительные смеси - это мелкозернистые, тщательно перемешанные композиции сухих компонентов рационального состава, в которые входят вяжущие вещества, фракционированные заполнители строго опредленного качества, тонкодисперсные минеральные компоненты, химические и полимерные добавки. (Баженов Ю.М. Технология бетона: учебник. / Ю.М.Баженов. - М.: изд-во АСВ, 2002. - С.406)

Известна сухая смесь для приготовления строительного раствора, включающая известково-цементное вяжущее 7-29%, песок 71-93%, органические добавки 0-0,2%. (RU, 2196752 С2, дата приоритета 08.12.2000, дата публикации 20.01.2003, Меркурьев М.В.).

Недостатком известной сухой смеси является то, что для приготовления необходимы следующие операции: фракционирование заполнителя, введение добавки, что приведет к увеличению длительности процесса приготовления сухой смеси.

В качестве прототипа принята сухая строительная смесь для кладочных и штукатурных работ, включающая цемент, песок и комплексную добавку, содержащую порошок пластификатора С-3, стеарат кальция или цинка при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент 14,2-49,9, песок 49,6-85,6, С-3 0,04-0,50, стеарат кальция или цинка 0,10-0,3 (RU, 2214376 С1, дата приоритета 10.06.2002, дата публикации 20.10.2003, автор Розенталь Н.К. и др., прототип).

Недостатком прототипа является то, что растворы имеют низкую прочность, что скажется на долговечности и снижении эксплуатационных свойств, а также повышенную себестоимость из-за использования комплексной добавки в смеси.

Задачей изобретения является повышение прочности, расширение сырьевой базы, снижение себестоимости.

Для решения поставленной задачи в сухой строительной смеси, содержащей цемент, минеральный заполнитель, включающий песок, согласно изобретению, минеральный заполнитель дополнительно содержит цеолитсодержащую породу при соотношении песка и цеолитсодержащей породы 1:1 с размером частиц не более 5 мм при следующем соотношении компонентов, в мас.%:

Цемент18,75-25Песок37,5-40,625Цеолитсодержащая порода37,5-40,625

Предлагаемая сухая строительная смесь отличается от прототипа тем, что цеолитсодержащая порода является структурообразующим компонентом за счет связывания минералов портландцемента аморфным кремнеземом и глиноземом, что приводит к увеличению прочности растворных образцов, а также увеличивает водопотребность, так как цеолитсодержащая порода обладает более высокими адсорбционными свойствами. При этом сроки схватывания смешанной композиции на основе цеолитсодержащей породы сокращаются. Это связано с тем, что, во-первых, в цеолитсодержащей породе повышено содержание щелочных оксидов, которые ускоряют процессы гидратации комплексного вяжущего, с другой стороны, активный глинозем цеолита связывает сульфат-ионы и выделяющуюся при гидратации клинкерных минералов известь в гидросульфоалюминаты кальция. Причем формирование их происходит не на зернах цементного клинкера, а на частицах цеолита или в поровом пространстве. Высвобождение кремнезема из разлагающейся решетки цеолита облегчается как за счет связывания глинозема из чередующегося алюмокремнекислородного каркаса, так и за счет атаки связей Si-O-Si ионами Са²⁺ не только с поверхности образовавшейся "кремнекислородной губки", но и через пористую систему цеолитовых каналов.

Введение цеолитсодержащей породы в строительный раствор приводит к увеличению прочности сцепления с оштукатуриваемой поверхностью, как кирпичной, так и бетонной. При этом прочность сцепления с поверхностью кирпича земетно выше в сравнении с поверхностью бетона. Это объясняется тем, что кирпич имеет более высокую пористость, и непрогидратированная вода из раствора уходит в поры кирпича, в результате раствор имеет низкую пористость, за счет чего он становится более плотным и прочным. При сцеплении с поверхностью бетона практически вся вода остается в растворе, так как бетон имеет пористость значительно ниже, чем у кирпича, в растворе образуются поры, в результате - прочность сцепления снижается. Полученные результаты представлены в таблице.

Кроме того, использование цеолитсодержащей породы в составе сухой строительной смеси снижает высолообразование на 29% Это связано с тем, что цеолитсодержащая порода является структурообразующим вяжущим за счет активизации процессов гидратации, так как цеолит выполняет роль растущих центров кристаллизации в условиях, когда эти кристаллы омываются щелочным алюмосиликатным раствором.

Применение композиционного вяжущего на доступном местном сырье является одним из направлений ресурсо- и энергосбережений в технологии строительного производства, что обуславливает экономическую эффективность и технологическую целесообразность приготовления заявляемой сухой строительной смеси с улучшенными эксплуатационными свойствами.

Для приготовления сухой строительной смеси применяют портландцемент М400 Д 20 по ГОСТ 10178-85; минеральный заполнитель - песок кварцевый Терентьевского месторождения с Мкр=0,68 по ГОСТ 873693, цеолитсодержащую породу Сахаптинского месторождения. Минеральный состав цеолитсодержащей породы Сахаптинского месторождения, по данным рентгенофазового анализа, представлен цеолитом (гейландитом и клиноптилолитом), кварцем, плагиоклазами, глинистыми минералами. Химический состав цеолитсодержащей породы, мас.%: SiO₂ 66,01, TiO₂ 0,34, Al₂O₃ 12,51, Fe₂O₃ 2,36, CaO 2,27, MgO 1,66, Na₂O 1,04, K₂O 3,24.

Предложенная смесь может быть использована для приготовления штукатурных и кладочных растворных смесей.

ПоказательПрототип Цемент 49,6;
С-3 - 0,2; Стеарат кальция 0,3;
В/Ц 0,6Предлагаемые составыЦемент 18,75;
Песок 40,625; Цеолитсодержащая порода 40,625;
В/Ц 1,64Цемент 22,65; Песок 38,7;
Цеолитсодержащая порода 38,7;
В/Ц 1,35Цемент 25; Песок 37,5
Цеолитсодержащая порода) 37,5;
В/Ц 1,22Насыпная плотность кг/м³1500119012151250Водоудерживающая способность, %98,098,098,098.0Прочность при сжатии, МПа1017,216,015,4Морозостойкость, маркане ниже F 50более F 50более F 50более F 50Наличие высоловотсутствуетотсутствуетотсутствуетотсутствуетПрочность сцепления, МПакирпичная поверхность-4,74,64,5Бетонная поверхность-3,73,63,5

Изобретение относится к области строительных материалов для кладочных растворов и штукатурных работ. Сухая строительная смесь содержит цемент, минеральный заполнитель с размерами частиц не более 5 мм, включающий песок и цеолитсодержащую породу при их соотношении 1:1, при следующем соотношении компонентов, в мас.%: цемент 18,75-25, песок 37,5-40,625, цеолитсодержащая порода 37,5-40,625. Технический результат - повышение прочности, расширение сырьевой базы, снижение себестоимости. 1 табл.

Сухая строительная смесь, содержащая цемент, минеральный заполнитель, включающий песок, отличающаяся тем, что минеральный заполнитель дополнительно содержит цеолитсодержащую породу при соотношении песка и цеолитсодержащей породы 1:1 с размерами частиц не более 5 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цемент18,75-25Песок37,5-40,625Цеолитсодержащая порода37,5-40,625