СУХАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ СМЕСЬ ОГНЕЗАЩИТНАЯ Российский патент 2015 года по МПК C04B28/14 

Изобретение относится к области промышленности строительных материалов, в частности к сухим строительным смесям (далее по тексту - ССС) для приготовления строительных штукатурных растворов, используемых для огнезащиты деревянных, фибробетонных и армоцементных строительных конструкций внутри помещений.

Известен штукатурный материал, включающий вспученный вермикулит, гипс, песок. (Василенко Н.В., Патент №2203236 (13) С2 от 07.02.2001). Недостатком указанной смеси является наличие в составе кварцевого песка. Кварц - основная составляющая природного песка, переходит при t=573°C из β-модификации в α с увеличением в объеме. В результате высокотемпературных воздействий штукатурный слой покрывается трещинами, и огонь проникает к защищаемой конструкции.

Известна огнезащитная сырьевая смесь (Пожнин А.П., Шиняева Т.Б., патент 2073662 (13) С1, 18.03.1992), содержащая, мас.%:

Портландцемент 35-45 Комплексная добавка ННХК 5-10 Легкоплавкая глина 15-20 Вспученный вермикулит фракции менее 1,25 мм 3-5 Стекловолокно длиной меньше 10 мм 0,3-0,6 Вермикулит необожженный Остальное

Недостатком указанной смеси является наличие портландцемента в качестве вяжущего, который содержит Са(ОН)₂, который при температуре свыше 550°C разлагается по реакции: Са(ОН)₂→СаО+H₂O. При тушении пожара водой (или в контакте с влажным воздухом) идет обратная реакция, при этом продукт гидратации увеличивается в объеме в 2 раза, из-за чего образуются трещины, которые способствуют проникновению огня внутрь конструкции.

Известна сырьевая смесь, содержащая в качестве вяжущего гипс, в качестве заполнителя - вспученный вермикулит (Лузин В.П., Лузина Л.П., патент №2230715 (11) от 1.07.2002 (Центральный научно-исследовательский институт геологии)), содержащая, мас.%:

Гипс 70-80 Вспученный вермикулит 20-30

Недостатком известной строительной смеси является отсутствие армирующих и функциональных добавок, что приводит к недостаточной прочности, удобоукладываемости, водоудерживающей способности растворной смеси, а также слишком быстрым срокам схватывания растворной смеси.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленному изобретению является сырьевая смесь для изготовления огнезащитного покрытия (Хежев Т.А., Хежев Х.А, патент №2385851 от 11.09.2008, Россия) включающая, мас.%:

Гипс 14,6-21,7 Вспученный вермикулит 33,4-50 Отходы пиления вулканического туфа 22,5-33,3 Негашеная известь 7,83-11,5 Смола древесная омыленная 0,07-0,1

Недостатком указанной смеси является крупность зерен заполнителя - максимальный размер зерен вспученного вермикулита 5 мм, вулканического туфа - 2,5 мм, что не подходит для применения в отделочных работах (ГОСТ 31377-2008 «Смеси сухие строительные штукатурные на гипсовом вяжущем. Технические условия»). Также большое содержание легкого заполнителя (33,4-50% по массе) определяет небольшую прочность на изгиб и сжатие (0,6 и 0,85 МПа соответственно).

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является увеличение огнезащитной эффективности, трещиностойкости, увеличение прочности при сжатии и изгибе, улучшение реологических свойств растворной смеси за счет введения эффективных минеральных и модифицирующих добавок, а также расширение линейки сухих строительных смесей на гипсовом вяжущем с применением местных сырьевых материалов, обуславливающих ее огнезащитные свойства.

Сущность изобретения заключается в том, что сухая строительная смесь огнезащитная, включающая гипсовое вяжущее, вспученный легкий заполнитель и поверхностно-активную добавку и отличающаяся тем, что в качестве вспученного заполнителя используется вспученный вермикулит фракции менее 1,25 мм и вспученный перлит фракции менее 1,25, в качестве активной минеральной добавки - легкоплавкая глина, в качестве волокнистого наполнителя - стекловолокно длиной менее 5 мм, в качестве поверхностно-активного вещества - воздухововлекающая добавка Silipon 1880, в качестве замедлителя схватывания - винная кислота, в качестве адгезионной добавки - редиспергируемый порошок Vinnapas 5010N, в качестве загустителя - Amitrolit 8882, в качестве водоудерживающей добавки - эфир целлюлозы Mecellose FMC 7150, что обеспечивает наибольшую прочность при наименьшей плотности, соответствие свойств смеси ГОСТ 31377-2008 «Смесь сухая штукатурная на гипсовом вяжущем. Технические условия» и огнезащитную эффективность до 180 мин при толщине защитного слоя 20 мм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гипсовое вяжущее 68-73 Вспученный вермикулит 13-15 Вспученный перлит 4-6 Стекловолокно (длиной менее 5 мм) 1,5-2,5 Легкоплавкая (кембрийская) глина 6-8 Воздухововлекающая добавка (Silipon 1880) 0,02-0,04 Замедлитель схватывания (винная кислота) 0,05-0,1 Редиспергируемый порошок (Vinnapas 5010N) 1,0-1,5 Загуститель (Amitrolit 8882) 0,1-0,2 Эфир целлюлозы (Mecellose FMC 7150) 0,1-0,2

Для проверки заявленного состава были приготовлены четыре состава смеси с различным содержанием вспученных компонентов. Составы и свойства огнезащитной ССС (по объему) приведены в табл.1. Высокотемпературные испытания образцов ССС проводились в лабораторной печи марки «Тулячка»-10П с программным управлением, где был выбран температурный режим испытаний, приближенный к стандартному температурному режиму печи ВНИИПО. В течение 180 минут температура печи достигала 1100°C, при этом резкий подъем температуры до 800°C достигался в течение первых 40 минут.

Таблица 1 Свойства растворов ССС с разным содержанием вспученных вермикулита (В) и перлита (П). № п/п Состав, по объему (гипс:вспуч. вермикулит:вспуч. перлит) Свойства раствора Свойства образцов после высокотемпературных воздействий Средняя плотность, кг/м³ Предел прочности при сжатии, МПа Средняя плотность, кг/м³ Предел прочности при сжатии, МПа Объемная усадка, % 1 Г:В:П=1:1,25:0,25 690 3,1 620 0,78 13 2 Г:В:П=1:1:0,5 670 3,8 610 0,74 16 3 Г:В:П=1:0,75:0,75 650 2,7 570 0,55 17 4 Г:В:П=1:0,5:1 630 2,0 530 0,38 20

Влияние функциональных добавок, улучшающих технические и реологические свойства растворов, представлено в табл.2.

Таблица 2 Влияние функциональных добавок на свойства огнезащитной сухой
строительной смеси (ССС) Свойство / состав ССС без функциональных добавок ССС с функциональными добавками Водопотребность (В/Г отношение) 1 0,8 Подвижность (расплыв конуса, мм) 160 163 Время начала схватывания, мин 10 45 Предел прочности при сжатии, МПа 2,8 3,1 Предел прочности при изгибе, МПа 1,6 1,7 Средняя плотность, кг/м 690 630 Водоудерживающая способность, % 93 97

Разработанная огнезащитная сухая строительная смесь обладает свойствами, указанными в табл.3.

Таблица 3 Технические свойства огнезащитной ССС на вспученном вермикулите и перлите с применением функциональных добавок Измеряемый параметр Методика испытаний согласно Результаты испытаний Цвет визуально Светло-серый Влажность ССС, % по массе ГОСТ 31376-2008 0,2 Содержание зерен размером: 1,25 мм ГОСТ 31376-2008 0,8 0,2 мм   10 0,125 мм   12 Насыпная плотность, кг/м³ ГОСТ 5802-86 550-580 Подвижность растворной смеси ГОСТ 31376-2008 167 Жизнестойкость растворной смеси (начало схватывания), мин ГОСТ 31376-2008 40-45 Водоудерживающая способность растворной смеси, % ГОСТ 31376-2008 97 Средняя плотность раствора, кг/м³ ГОСТ 5802-86 650-680 Истинная плотность, г/см³ ГОСТ 25898-83 2,51 Истинная пористость, % ГОСТ 25898-83 64 Предел прочности при сжатии, МПа ГОСТ 31376-2008 2,9 Предел прочности при изгибе ГОСТ 31376-2008 1,5 Класс горючести ГОСТ 30244-94 (НГ - негорючий) Класс пожарной опасности   КМ0 Адгезия к бетонному основанию, МПа ГОСТ 31376-2008 0,3 Теплопроводность, Вт/(м·К) ГОСТ 30256-94 0,15

Класс пожарной опасности КМ0 подтвержден испытаниями аккредитованной лаборатории «МЧС - ТЕСТ-Северо-Запад».

Разработанную огнезащитную сухую смесь рекомендуется производить на существующих технологических линиях по производству ССС. Подготовительное отделение состоит из склада инертных материалов, транспортных средств и бункеров с разгрузочными устройствами. Бункеры исходных материалов заполнятся при помощи пневмотранспорта. Заполнение бункеров добавок осуществляется вручную. Смесительный модуль включает линии дозирования и перемешивания компонентов в следующем порядке: гипсовое вяжущее, вспученные заполнители, волокнистый наполнитель, добавки (замедлитель, адгезионная добавка, водоудерживающая добавка). После перемешивания ССС с помощью винтового конвейера подается на упаковку. Приготовление растворной смеси осуществляется на месте производства работ. ССС затворяют водой из расчета 0,5-0,65 л на 1 кг сухой смеси с помощью электроинструмента - миксера со специальной насадкой, например BOSCH W11E со скоростью перемешивания 240-400 об/мин. Время перемешивания 2-3 мин.

Изобретение относится к области промышленности строительных материалов, в частности к сухим смесям для приготовления строительных штукатурных растворов, используемых для огнезащиты деревянных, фибробетонных и армоцементных строительных конструкций. Технический результат заключается в увеличении огнезащитной эффективности, трещиностойкости, увеличении прочности при сжатии и изгибе, улучшении реологических свойств растворной смеси, а также расширении линейки сухих строительных смесей на гипсовом вяжущем. Сухая строительная смесь огнезащитная, включающая гипсовое вяжущее, вспученный легкий заполнитель и поверхностно-активную добавку и отличающаяся тем, что в качестве вспученного заполнителя используется вспученный вермикулит фракции менее 1,25 мм и вспученный перлит фракции менее 1,25, в качестве активной минеральной добавки - легкоплавкая глина, в качестве волокнистого наполнителя - стекловолокно длиной менее 5 мм, в качестве поверхностно-активного вещества - воздухововлекающая добавка Silipon 1880, в качестве замедлителя схватывания - винная кислота, в качестве адгезионной добавки - редиспергируемый порошок Vinnapas 5010N, в качестве загустителя - Amitrolit 8882, в качестве водоудерживающей добавки - эфир целлюлозы Mecellose FMC 7150 при следующем соотношении компонентов, мас.%: гипсовое вяжущее 68-73, вспученный вермикулит 13-15, вспученный перлит 4-6, стекловолокно 1,5-2,5, легкоплавкая (кембрийская) глина 6-8, воздухововлекающая добавка 0,02-0,04, замедлитель схватывания 0,05-0,1, редиспергируемый порошок 1,0-1,5, загуститель 0,1-0,2, эфир целлюлозы 0,1-0,2. 3 табл.

Сухая строительная смесь огнезащитная, включающая гипсовое вяжущее, вспученный легкий заполнитель и поверхностно-активную добавку и отличающаяся тем, что в качестве вспученного заполнителя используется вспученный вермикулит фракции менее 1,25 мм и вспученный перлит фракции менее 1,25, в качестве активной минеральной добавки - легкоплавкая глина, в качестве волокнистого наполнителя - стекловолокно длиной менее 5 мм, в качестве поверхностно-активного вещества - воздухововлекающая добавка Silipon 1880, в качестве замедлителя схватывания - винная кислота, в качестве адгезионной добавки - редиспергируемый порошок Vinnapas 5010N, в качестве загустителя - Amitrolit 8882, в качестве водоудерживающей добавки - эфир целлюлозы Mecellose FMC 7150 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Гипсовое вяжущее 68-73 Вспученный вермикулит 13-15 Вспученный перлит 4-6 Стекловолокно (длиной менее 5 мм) 1,5-2,5 Легкоплавкая (кембрийская) глина 6-8 Воздухововлекающая добавка (Silipon 1880) 0,02-0,04 Замедлитель схватывания (винная кислота) 0,05-0,1 Редиспергируемый порошок (Vinnapas 5010N) 1,0-1,5 Загуститель (Amitrolit 8882) 0,1-0,2 Эфир целлюлозы (Mecellose FMC 7150) 0,1-0,2