СТРОИТЕЛЬНЫЙ РАСТВОР Российский патент 2011 года по МПК C04B28/04 B82B1/00 C04B111/20 

Объектом изобретения является строительный раствор для фасонного клинкерного кирпича, предназначенный для стен, оград, цоколей, фасадов, дымовых труб, выложенных из фасонных клинкерных кирпичей или облицованных клинкерной плиткой, а также для облицовки кирпичных стен природным или искусственным камнем (кроме мрамора). Основной областью использования данного изобретения является строительная промышленность.

Задачей изобретения является создание строительного раствора, устойчивого к воздействию мигрирующих солевых растворов и солевых налетов. Источником мигрирующих солей могут являться как составы строительных смесей, применяемых при возведении сооружения, так и фасонные клинкерные кирпичи, изготовленные из бракованного сырья, либо - плохая гидроизоляция основания сооружения, либо атмосферные осадки, действию которых подвергается раствор.

Известные строительные растворы, устойчивые к воздействию налетов солей, содержат пуццолановые добавки, в частности золу-унос, либо кремнеземистую пыль, либо трассовую пыль и/или твердеющую в воде (гидравлическую) добавку, в основном - размолотый гранулированный доменный шлак, связывающий гидроокись кальция, и/или гидрофобные аэрированные добавки и/или простые эфиры крахмала.

Поставленная задача достигается за счет того, что строительный раствор, в основном для фасонных клинкерных кирпичей, содержит требующую только разведения водой сухую смесь портландцемента, заполнителей: кварцевого песка с зернами от 0,1 до 0,5 мм, известковой муки с зернами от 0,1 до 0,5 мм, кварцевого порошка с зернами до 0,3 мм, и химических добавок: модифицированного простого эфира целлюлозы, гидрофобного реагента - смеси олеиновокислого натрия и стеариновокислого кальция, пигмента и слоистого силиката нанометрических размеров, при следующем соотношении компонентов, в мас.%: портландцемент 15,0-30,0, кварцевый песок с зернами от 0,1 до 0,5 мм 50,0-70,0, известковая мука с зернами 0,1-0,5 мм 3,0-10,0, кварцевый порошок с зернами до 0,3 мм 3,0-10,0, модифицированный простой эфир целлюлозы 0,05-0,5, гидрофобный реагент - смесь олеиновокислого натрия и стеариновокислого кальция 0,05-0,5, пигмент 1,0-5,0, слоистый силикат нанометрических размеров 0,05-1,0,

Предпочтительно также, чтобы строительный раствор по изобретению содержал слоистый силикат в количестве 0,5 мас.%. Предпочтительно также, чтобы строительный раствор по изобретению дополнительно содержал пуццолановую добавку - золу-унос, микрокремнезем, трассовую пыль в количестве от 1 до 10 мас.% и/или гидравлическую добавку в виде размолотого гранулированного доменного шлака в количестве от 1 до 5 мас.%, и/или простой эфир крахмала и/или улучшающую эластичность добавку в виде дисперсии смолы акрилового сополимера и/или смолы стирол-бутадиенового сополимера в количестве до 5 мас.%, и/или замедлитель и/или ускоритель схватывания и затвердевания цемента и/или пластификатор или суперпластификатор в количестве от 0,5 до 2% от массы цемента, и/или от 0,1 до 2,0 мас.% целлюлозных, или полиамидных, или пропиленовых, или стеклянных волокон, и/или простой эфир гуаровой смолы в количестве от 0,05 до 0,5 мас.%.

Строительный раствор по изобретению обладает большой стойкостью к подвижным соленым растворам, уменьшенным влагопоглощением, уменьшенной намокаемостью, повышенной плотностью затвердевшего раствора, а также - повышенной прочностью при сжатии по сравнению с известными строительными растворами, что было подтверждено испытаниями на влагопоглощение, на прочность при сжатии и на устойчивость затвердевшего строительного раствора к воздействию насыщенного раствора сернокислого натрия. Испытания, проведенные в соответствии с требованиями стандарта EN 1015-18, подтвердили, что строительный раствор по изобретению имеет более низкие показатели водопоглощения по сравнению с известными строительными растворами.

Испытания, включающие выдерживание строительного раствора по изобретению в насыщенном растворе сернокислого натрия, подтвердили, что строительный раствор, содержащий нанодобавки, обладает гораздо более высокой устойчивостью к воздействию мигрирующих солевых растворов.

ПРИМЕР 1

Для получения строительного раствора брали, мас.%: портландцемент марки «СЕМ 1» 22, кварцевый песок с зернами от 0,1 до 0,5 мм 58, известковую муку с зернами от 0,1 до 0,5 мм 7, модифицированную метилгидроксиэтилцеллюлозу "Tylose" с вязкостью 15000 мПа·с 0,2, кварцевый порошок с зернами до 0,3 мм 3,3, золу-унос 6,7, гидрофобный реагент - смесь олеиновокислого натрия и стеариновокислого кальция в соотношении 1:1 0,3, силикатную добавку «Пирофиллит» с зернами толщиной около 1 нм, шириной около 500 нм 0,5, пигмент - оксид железа 2. Затем добавляли воду в количестве 21% по отношению к сухой массе смеси. Строительную смесь приготовили для проведения испытаний в соответствии со стандартом PN EN -998-1. Были проведены следующие испытания: - на водопоглощение, в соответствии со стандартом PN EN 1015-18 «Методы испытаний строительных растворов - глава 18: Определение коэффициента водопоглощения, вызванного капиллярным подсосом строительного раствора». Испытание основано на измерении количества воды, абсорбированной в течение определенного времени на разломах затвердевших и выдержанных брусков размером 4×4×16 см; - на прочность при сжатии. В соответствии со стандартом PN EN 1015-11 «Методы испытаний строительных растворов - глава 11: Определение прочности при изгибе и при сжатии затвердевшего строительного раствора». Данный тест включает измерение силы сжатия гидравлическим прессом брусков размером 4×4×16; - на способность препятствовать миграции растворов сернокислого натрия. Проверку проводили по собственному методу. Испытание основано на выдерживании в насыщенном растворе сернокислого натрия в течение 2-х месяцев брусков размером 4х4х16 см, изготовленных из строительного раствора по изобретению. По истечении двух месяцев бруски разломили надвое и проверили поверхности разломов. Были получены следующие результаты: водопоглощение: 0,02 кг/(м²·мин^0,5); прочность при сжатии: 11 МПа; способность препятствовать миграции сернокислого натрия: отсутствие кристаллов соли как внутри брусков, так и на их поверхности; поверхность брусков чистая.

ПРИМЕР 2

Для получения строительного раствора брали, мас.%: портландцемент марки «СЕМ1» 15, кварцевый песок с зернами от 0,1 до 0,5 мм 70, известковую муку с зернами от 0,1 до 0,5 мм 3, кварцевый порошок с зернами до 0,3 мм 4,85, микрокремнезем 1, модифицированную метилгидроксиэтилцеллюлозу марки "Tylose"c вязкостью 12000 мПа·с 0,05, гидрофобный реагент смесь олеиновокислого натрия и стеариновокислого кальция в соотношении 0,75: 0,25 0,5, пигмент - оксид железа 2,5, силикатную добавку «Галлуазит» с зернами толщиной около 1 нм, шириной около 500 нм 0,1, добавку, улучшающую эластичность раствора и вносимую в виде дисперсии смолы акрилового сополимера, 3. Затем добавляли воду в количестве 18,0% по отношению к сухой массе смеси. Этот адгезивный раствор был испытан на соответствие нормам стандарта PN-EN ISO 15605:2005. Испытания были проведены в полном соответствии с испытаниями примера 1. Были получены следующие результаты: водопоглощение: 0,040 кг/(м²·мин^0,5); способность препятствовать миграции сернокислого натрия: отсутствие кристаллов соли как внутри брусков, так и на их поверхности; поверхность брусков чистая, без трещинок, без выкрошенных или засоленных участков.

ПРИМЕР 3

Для получения адгезивного строительного раствора брали, мас.%: портландцемент марки «СЕМ 1» 30, кварцевый песок с зернами от 0,1 до 0,5 мм 50, известковую муку с зернами от 0,1 до 0,5 мм 10, кварцевый порошок с зернами до 0,3 мм 3, золу-унос 1,6, модифицированную метилгидроксиэтилцеллюлозу с вязкостью 15000 мПа·с марки "Mecellose" 0,5, гидрофобный реагент - смесь олеиновокислого натрия и стеариновокислого кальция в соотношении 0,7:0,3 0,1, пигмент - оксид железа 4, силикатную добавку «Вермикулит» с зернами толщиной около 1 нм, шириной около 500 нм 0,8. Затем добавляли воду в количестве 23,0% по отношению к сухой массе смеси.

Этот адгезивный раствор был испытан на соответствие нормам стандарта PN-EN ISO 15605:2005.

Испытания были проведены в полном соответствии с испытаниями примера 1. Были получены следующие результаты: водопоглощение: 0,015 кг/(м²·мин^0,5); способность препятствовать миграции сернокислого натрия: отсутствие кристаллов соли как внутри брусков, так и на их поверхности; поверхность брусков чистая, без трещинок, без выкрошенных или засоленных участков.

ПРИМЕР 4

Для получения адгезивного строительного раствора брали, мас.%: портландцемент марки «СЕМ 1» 22, кварцевый песок с зернами от 0,1 до 0,5 мм 55,7, известковую муку с зернами от 0,1 до 0,5 мм 7, кварцевый порошок с зернами до 0,3 мм 3,5, модифицированную метилгидроксиэтилцеллюлозу с вязкостью 12000 мПа·с марки "Tyiose" 0,2, гидрофобный реагент - смесь олеиновокислого натрия и стеариновокислого кальция в соотношении 0,6:0,4 0,3, силикатную добавку «Флогопит» с зернами толщиной около 1 нм, шириной около 500 нм 1, пигмент - оксид железа 2,5, размолотый доменный гранулированный шлак 3, муравьинокислый кальций 0,13, волокна целлюлозы марки «Technocell» с длиной волокон 0,02-0,1 мм 2,37. Затем добавляли суперпластификатор Mapefluid R-104 в количестве 0,5% от массы портландцемента и воду в количестве 25,0% по отношению к сухой массе смеси.

Этот адгезивный раствор был испытан на соответствие нормам стандарта PN-EN ISO 15605:2005. Испытания были проведены в полном соответствии с испытаниями примера 1. Были получены следующие результаты: водопоглощение: 0,032 кг/(м²·мин^0,5); способность препятствовать миграции сернокислого натрия: отсутствие кристаллов соли как внутри брусков, так и на их поверхности; поверхность брусков чистая без трещинок, без выкрошенных или засоленных участков.

ПРИМЕР 5

Для получения строительного раствора брали, мас.%: портландцемент марки «СЕМ 1» 22, кварцевый песок с зернами от 0,1 до 0,5 мм 61, известковую муку с зернами от 0,1 до 0,5 мм 7, кварцевый порошок с зернами до 0,3 мм 4,5, модифицированную метилгидроксиэтилцеллюлозу с вязкостью 15000 мПа·с марки "Tylose" 0,2, гидрофобный реагент - смесь олеиновокислого натрия и стеариновокислого кальция в соотношении 0,5:0,5 0,3, силикатную добавку «Монтмориллит» с зернами толщиной около 1 нм, шириной около 500 нм 0,5, пигмент - оксид железа 0,5, размолотый доменный гранулированный шлак 1,9, простой эфир крахмала 0,05, добавку, улучшающую эластичность раствора и вносимую в виде дисперсии смолы акрилового сополимера, 2, простой эфир гуаровой смолы 0,05. Затем добавляли 20,0% воды по отношению к сухой массе смеси. Этот адгезивный раствор был испытан на соответствие нормам стандарта PN-EN ISO 15605:2005. Испытания были проведены в полном соответствии с испытаниями примера 1. Были получены следующие результаты: водопоглощение: 0,030 кг/(м²·мин^0,5); способность препятствовать миграции сернокислого натрия: отсутствие кристаллов соли как внутри брусков, так и на их поверхности; поверхность брусков чистая без трещинок, без выкрошенных или засоленных участков.

ПРИМЕР 6

Для получения адгезивного строительного раствора брали мас.%: портландцемент марки «СЕМ 1» 22, кварцевый песок с зернами от 0,1 до 0,5 мм 56,64, известковую муку с зернами от 0,1 до 0,5 мм 6, кварцевый порошок с зернами до 0,3 мм 3,31, модифицированную метилгидроксиэтилцеллюлозу марки «Mecellose» с вязкостью 15000 мПа·с 0,05, гидрофобный реагент - смесь олеиновокислого натрия и стеариновокислого кальция в соотношении 1:1 0,2, силикатную добавку «Серпентинит» с зернами толщиной около 1 нм, шириной около 500 нм 0,5, пигмент - оксид железа 0,8 размолотый гранулированный доменный шлак 4,55, добавку, улучшающую эластичность раствора и вносимую в виде дисперсии смолы акрилового сополимера, 4, полиамидные волокна «Grilion» с длиной волокон 0,02-0,1 мм 0,8, простой эфир гуаровой смолы 0,15. Затем добавляли 1% от массы портландцемента суперпластификатора «С-3» и 21,0% воды по отношению к массе сухой смеси. Этот адгезивный раствор был испытан на соответствие нормам стандарта PN-EN ISO 15605:2005. Испытания были проведены в полном соответствии с испытаниями примера 1. Были получены следующие результаты: водопоглощение: 0,040 кг/(м²·мин^0,5); способность препятствовать миграции сернокислого натрия: отсутствие кристаллов соли как внутри брусков, так и на их поверхности; поверхность брусков чистая без трещинок, без выкрошенных или засоленных участков.

Ниже приведены пояснения по отдельным веществам, использованным в примерах:

1. Модифицированный простой эфир целлюлозы - это метилцеллюлоза, метилгидроксиэтил или метилгидроксипропилцеллюлоза (целлюлоза, модифицированная в процессе изготовления таким образом, чтобы из нерастворимого состояния получить растворимое состояние), которые выпускаются промышленностью под названиями «BERMOCOLL-E», «KULMINAL», «Tylose», «Mecellose» и др. Модификация заключается в разного рода замещениях в функциональных группах и в добавках, например, производных крахмала и акриловых соединений. Действие модифицированных эфиров целлюлозы заключается в удерживании воды в цементном растворе и в изменении его вязкости. Эти эфиры целлюлозы повсеместно применяются при приготовлении строительных растворов, т.к. имеют почти одинаковые технические характеристики и для целей настоящего изобретения неважно, какой конкретно из имеющихся на рынке модифицированный простой эфир целлюлозы использовать, важна его доля в общем составе.

2. Гидрофобный реагент: олеиновокислый натрий или стеариновокислый кальций, применяются повсеместно при приготовлении строительных растворов. Выпускаемые массово промышленностью гидрофобизующие добавки; асидол, мылонафт, олеиновая кислота, олеиновокислый натрий, стеариновокислый кальций, окисленный петролатум, кубовые остатки синтетических жирных кислот и др. Образуют на поверхности частиц цемента тончайшие (мономолекулярные) гидрофобные пленки, уменьшающие гигроскопичность цемента и поэтому предохраняющие его от порчи при длительном хранении даже в условиях повышенной влажности. Бетоны и растворы на гидрофобном цементе отличаются меньшим водопоглощением, большей морозостойкостью и водонепроницаемостью, чем на обычном цементе. Наряду с портландцементом можно гидрофобизировать также шлаковые глиноземистые и др. виды цемента.

Для целей настоящего изобретения важно, чтобы добавки были именно на основе олеиновокислого натрия или стеариновокислого кальция в любых соотношениях.

3. Модифицированные простые эфиры крахмала служат в качестве загустителей и способствуют меньшему налипанию раствора на мастерки и прочие инструменты в процессе работы. Способ модификации является секретом производителя, авторы такой информацией не располагают. Эти эфиры выпускаются промышленностью под разными фирменными названиями, например «Esamid NA», «Star-Pol» и др. В примерах был использован «Esamid NA».

4. Волокна целлюлозы получают в результате химической обработки древесины бисульфатом натрия. Длина волокон колеблется между 0,02-1 мм. Такие волокна также выпускаются промышленностью под различными фирменными именами, например, «Technocel», «Mylkrete», «Полицелл ПС», «ПЦС» и др.

5. Полиамидные волокна - это класс волокон, формируемых из синтетических высокомолекулярных соединений, содержащих в основной цепи амидные группы. Из различных модификаций полиамидов получают различные волокна, идущие впоследствии на изготовление тканей. Самые известные названия: «Nylon», «Lilion», «Grilion», «Perlon», «Капрон».

6. Силикатная добавка нанометрических размеров (толщина ок. 1 нм, ширина ок. 500 нм) - силикат, взятый из группы слоистых силикатов, включающей вермикулит, галлуазит, ксантофиллит, монтмориллонит, мусковит, пирофиллит, сапонит, серпентинит, тальк, флогопит, шамозит.

7. Суперпластификаторы - химические добавки, которые увеличивают подвижность и текучесть бетонной смеси и существенно улучшают физико-технологические свойства бетона. Основу суперпластификатора «С-3, например, составляют натриевые соли продукта конденсации нафталисульфокислоты и формальдегида. Выпускаются также суперпластификаторы MAPEFLUID H-200, MAPEFLUID R 104, Sika ViscoCrete 3 и др.

Изобретение относится к строительной промышленности, а именно к строительному раствору, в основном для фасонного клинкерного кирпича, предназначенному для стен, оград, цоколей, фасадов, дымовых труб, выложенных из фасонных клинкерных кирпичей или облицованных клинкерной плиткой, а также для облицовки кирпичных стен природным или искусственным камнем, кроме мрамора. Технический результат - обеспечение устойчивости к воздействию мигрирующих солевых растворов и солевых налетов. Строительный раствор содержит требующую только разведения водой сухую смесь, включающую, мас.%: портландцемент 15,0-30,0, кварцевый песок с зернами от 0,1 до 0,5 мм 50,0-70,0, известковую муку с зернами 0,1-0,5 мм 3,0-10,0, кварцевый порошок с зернами до 0,3 мм 3,0-10,0, модифицированный простой эфир целлюлозы 0,05-0,5, гидрофобный реагент - смесь олеиновокислого натрия и стеариновокислого кальция 0,05-0,5, пигмент 1,0-5,0, слоистый силикат нанометрических размеров 0,05-1,0. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы. 2 з.п. ф-лы.

1. Строительный раствор, содержащий требующую только разведения водой сухую смесь портландцемента, заполнителей: кварцевого песка с зернами от 0,1 до 0,5 мм, известковой муки с зернами от 0,1 до 0,5 мм, кварцевого порошка с зернами до 0,3 мм, и химических добавок: модифицированного простого эфира целлюлозы, гидрофобного реагента - смеси олеиновокислого натрия и стеариновокислого кальция, пигмента и слоистого силиката нанометрических размеров при следующем соотношении компонентов, мас.%:
портландцемент 15,0-30,0 кварцевый песок с зернами от 0,1 до 0,5 мм 50,0-70,0 известковая мука с зернами 0,1-0,5 мм 3,0-10,0 кварцевый порошок с зернами до 0,3 мм 3,0-10,0 модифицированный простой эфир целлюлозы 0,05-0,5 гидрофобный реагент - смесь олеиновокислого натрия   и стеариновокислого кальция 0,05-0,5 пигмент 1,0-5,0 слоистый силикат нанометрических размеров 0,05-1,0

2. Строительный раствор по п.1, отличающийся тем, что слоистый силикат взят в количестве 0,5 мас.%.

3. Строительный раствор по п.1 или 2, отличающийся тем, что дополнительно содержит пуццолановую добавку - золу-унос, микрокремнезем, трассовую пыль в количестве от 1 до 10 мас.%, и/или гидравлическую добавку в виде размолотого гранулированного доменного шлака в количестве от 1 до 5 мас.%, и/или простой эфир крахмала, и/или улучшающую эластичность добавку в виде дисперсии смолы акрилового сополимера и/или смолы стирол-бутадиенового сополимера в количестве до 5 мас.%, и/или замедлитель и/или ускоритель схватывания и затвердевания цемента, и/или пластификатор или суперпластификатор в количестве от 0,5 до 2% от массы цемента, и/или от 0,1 до 2,0 мас.% целлюлозных, или полиамидных, или пропиленовых, или стеклянных волокон, и/или простой эфир гуаровой смолы в количестве от 0,05 до 0,5 мас.%.