Сухая строительная ремонтная смесь Российский патент 2021 года по МПК C04B28/04 

Изобретение относится к области композиционных строительных материалов, а именно к многокомпонентным сухим строительным ремонтным смесям с максимальным использованием местной сырьевой базы и отходов шлакопереработки ООО «Южно-уральская Горно-перерабатывающая Компания» для внутренний и наружных работ. Областью применения являются ремонтно-восстановительные работы бетонных конструкций и покрытий из бетона с выраженным поверхностными разрушениями в зданиях и сооружениях различного функционального назначения.

Анализ существующего уровня науки и техники в указанной области показал, что наиболее близким аналогом является известная сухая строительная смесь, включающая портландцемент, песок и комплексную добавку, портландцемент ПЦ-500 и дополнительно минеральный модификатор - шлам водоумягчения Сакмарской ТЭЦ, содержащий, %: SiO₂ 4,28, Al₂O₃ 0,63, CaO 46,13, Fe₂O₃ 1,23, FeO 0,23, TiO₂ 0,04, потери при прокаливании 0,50, причем комплексная добавка состоит из пластификатора в виде порошка - хидетал П-6, редиспергируемого сополимерного порошка - сополимер винилацетата и этилена DA 1200, модифицированной целлюлозы Bermocoll CCA 425 при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент ПЦ-500 - 28,60-33,80; песок - 40,30-47,50; пластификатор хидетал П-6 - 0,12-0,15; модифицированная целлюлоза Bermocoll CCA 425 – 0,01-0,02; сополимер винилацетата и этилена DA 1200 - 0,87-1,03; шлам водоумягчения Сакмарской ТЭЦ - 17,50-30,10 (патент РФ на изобретение № 2499777, МПК С04В 28/02, 41/46, 111/72, публ. 27.11.2013 Бюл. № 33).

Недостатком известной сухой строительной смеси является то что, у раствора, изготовленного из смеси аналога низкие показатели однородности структуры камня, высокая внутренняя пористость, размеренная кинетика набора прочности и склонность к ускоренному старению при воздействии влаги вследствие нестабильного гранулометрического состава инертных заполнителей.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является создание сухой строительной ремонтной смеси с оптимальным гранулометрическим составом минеральной части, что повышает ее технологические свойства в процессе приготовления, улучшает динамику набора прочности, как при сжатии, так и при изгибе повышая их проектное значение вследствие дополнительного упрочнения за счет механического сцепления зерен.

При решении указанной задачи был достигнут технический результат, обусловленный применением в составе сухой строительной ремонтной смеси рационально подобранного гранулометрического состава сродных по своему генетическому происхождению компонентов, а именно: портландцемент, отсевы переработки шлаков черной металлургии, минеральный модификатор и комплексная добавка, отсев переработки шлаков черной металлургии фракции 0-5 мм получен в результате дополнительного доизвлечения металлосодержащего концентрата в цехе разработки шлаковых отвалов на ООО «Южно-уральская Горно-перерабатывающая Компания», минеральный модификатор – продукт предварительного дробления с последующим помолом шлаков черной металлургии фракции 5-10 мм до удельной поверхности, сопоставимой с удельной поверхностью цемента (S_уд ~ 4500 ÷ 5000 см²/г), содержащий: CaO – 21,39; SiO₂ - 14,28; FeO - 52,86; MgO - 4,76; Al₂O₃ - 2,56; прочее – 4,15, причем комплексная добавка состоит из гиперпластификатора в виде порошка на основе поликарбоксилатов – ReoTeck и регулятора реологических свойств средней вязкости на основе карбоксиметилцеллюлозы при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент ЦЕМ I 42,5Н ДП - 20,45-28,41; отсевы переработки шлаков черной металлургии фракции 0-5 мм - 43,25-66,51; минеральный модификатор - 4,45-11,22; комплексная добавка : гиперпластификатор ReoTeck - 0,01-0,05; регулятор реологических свойств средней вязкости - 0,01-0,08.

Дисперсность минерального модификатора сопоставимая с удельной поверхностью цемента (S_уд ~ 4500 ÷ 5000 см²/г) примененного в составе портландцемент ЦЕМ I 42,5Н ДП обеспечила динамичную кинетику набора прочности, как при сжатии, так и при изгибе повышая их проектное значение вследствие создания дополнительных активных центров гидратации и дополнительного упрочнения за счет механического сцепления зерен. Более того полученные пропорции минимизировали деформационные усадки камня в процессе гидратации цемента, проявился эффект компенсации усадочных деформаций.

Важным преимуществом предлагаемой сухой строительной ремонтной смеси является то, что ее производство способствует снижению экологической нагрузки путем утилизации маловостребованной фракции 0-10 мм шлаковых отвалов на ООО «Южно-уральская Горно-перерабатывающая Компания» которые относятся к источнику загрязнения окружающей среды.

Введение гиперпластификатора ReoTeck обеспечило минимизацию водотвердого отношения сухой строительной ремонтной смеси в процессе затворения, что дополнительно сказалось на увеличение прочностных характеристик, как в ранние сроки твердения, так и в проектном возрасте без ухудшения реологических характеристик смеси в процессе приготовления.

Добавление регулятора реологических свойств средней вязкости обеспечило приемлемое значение липкости раствора к ремонтируемым бетонным поверхностям с последующим увеличением величины адгезии при значении величины водоудерживающей способности смеси более 99,0 %.

Для приготовления сухой строительной ремонтной смеси используют неорганические компоненты: портландцемент ЦЕМ I 42,5Н ДП, отсевы переработки шлаков черной металлургии фракции 0-5 мм, минеральный модификатор и комплексная добавка, содержащая гиперпластификатор ReoTeck и регулятор реологических свойств средней вязкости.

Приготовление сухой строительной ремонтной смеси складывается из двух этапов.

Первый этап: приготовление активированного модификатора. В смеситель в заданной пропорции подается минеральный модификатор представляющий собой продукт предварительного дробления с последующим помолом шлаков черной металлургии фракции 5-10 мм до удельной поверхности, сопоставимой с удельной поверхностью цемента (S_уд ~ 4500 ÷ 5000 см²/г), и комплексная добавка, содержащая гиперпластификатор ReoTeck и регулятор реологических свойств средней вязкости. Процесс смешивания длиться в течение 5 минут. В процессе перемешивания происходит осаждение компонентов комплексной добавки на поверхности зерен минерального модификатора и гомогенизация компонентов.

Второй этап: приготовление сухой строительной ремонтной смеси. В смеситель поступают компоненты в следующей последовательности:

1. отсевы переработки шлаков черной металлургии фракции 0-5 мм и портландцемент ЦЕМ I 42,5Н ДП перемешиваются в течение 3 мин.

2. вводится активированный модификатор и процесс перемешивания длиться 5 мин. Такая процедура перемешивания необходима для получения максимально однородной по составу смеси.

Продолжительность цикла перемешивания не превышает 13 мин.

В результате экспериментальных изысканий разработан оптимальный состав смеси сухой строительной ремонтной следующего содержания:

портландцемент ЦЕМ I 42,5Н ДП 20,45-28,41; отсевы переработки шлаков черной металлургии фракции 0-5 мм 43,25-66,51; минеральный модификатор 4,45-11,22; комплексная добавка: гиперпластификатор ReoTeck 0,01-0,05; регулятор реологических свойств средней вязкости 0,01-0,08.

Сопоставление строительно-технических характеристик предлагаемого состава сухой строительной ремонтной смеси с наиболее близким с прототипом (патент РФ на изобретение № 2499777, МПК С04В 28/02, 41/46, 111/72, публ. 27.11.2013 Бюл. № 33) представлено в таблице.

№
п/п Состав компонентов Содержание компонентов, мас % Прототип Предлагаемая смесь 1 Портландцемент Пц-500 28,60-33,80 - 2 Портландцемент ЦЕМ I 42,5Н ДП - 20,45-28,41 3 Песок 40,30-47,50 - 4 Отсевы переработки шлаков черной металлургии фракции 0-5 мм - 43,25-66,51 5 Пластификатор Хидетал П-6 0,12-0,15 - 6 Гиперпластификатор ReoTeck - 0,01-0,05 7 Редиспергируемый сополимерный порошок DA 1200 0,87-1,03 - 8 Регулятор реологических свойств средней вязкости - 0,01-0,08 9 Минеральный модификатор шлам водоумягчения Сакмарской ТЭЦ 17,50-30,10 - 10 Модификатор (продукт предварительного дробления с последующим помолом шлаков черной металлургии фракции 5-10 мм) - 4,45-11,22 Технические характеристики 9 Насыпная плотность, кг/м³ 1500 1685 10 Водоцементное отношение 0,84-1,21 не более 0,61 11 Водоудерживающая способность, % 98,2-98,7 не менее 99,0 12 Марка по морозостойкости, не менее F₁ 75 F₂ 150 13 Трещиностойкость по клин-тест - выдержано 14 Прочность при сжатии (изгибе), МПа 10,7-21,1 22,4-32,1

Гиперпластификатор REOTECK выпускается в соответствии с каталогом продукции компании ООО «Евросинтез», ссылка на каталог http://evrosintez.ru/produkciya/giperplastifikatory-na-osnove-polikarboksilatov/reoteck-dr5300/.

Таким образом, по сравнению с прототипом, предлагаемая сухая строительная ремонтная смесь обладает оптимальными эксплуатационными характеристиками, обеспечивающие качественное восстановление цементобетонных покрытий, существующих и применяемых в области строительно-ремонтных работ, улучшенными реологическими, физико-механическими и строительно-техническими характеристиками.

Изобретение относится к области композиционных строительных материалов, а именно к многокомпонентным сухим строительным смесям с максимальным использованием местной сырьевой базы и отходов шлакопереработки для внутренних и наружных работ. Технический результат – повышенные физико-механические характеристики рабочих поверхностей, высокие адгезионные показатели смеси к различным поверхностям, защита ремонтируемых поверхностей от динамического перепада температурных воздействий, высокая степень защиты от динамических воздействий в проектном возрасте. Сухая строительная ремонтная смесь включает портландцемент ЦЕМ I 42,5Н ДП, отсевы переработки шлаков черной металлургии фракции 0-5 мм, комплексную добавку, состоящую из гиперпластификатора в виде порошка на основе поликарбоксилатов – ReoTeck и регулятора реологических свойств средней вязкости, минерального модификатора - продукт предварительного дробления с последующим помолом шлаков черной металлургии фракции 5-10 мм до удельной поверхности, сопоставимой с удельной поверхностью цемента (S_уд ~ 4500 ÷ 5000 см²/г), содержащий: CaO – 21,39; SiO₂ - 14,28; FeO - 52,86; MgO - 4,76; Al₂O₃ - 2,56; прочее – 4,15, при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент ЦЕМ I 42,5Н ДП 20,45-28,41, отсевы переработки шлаков черной металлургии фракции 0-5 мм 43,25-66,51; минеральный модификатор 4,45-11,22; гиперпластификатор ReoTeck 0,01-0,05; регулятор реологических свойств средней вязкости 0,01-0,08. 1 табл.

Сухая строительная ремонтная смесь, включающая портландцемент, отсевы переработки шлаков черной металлургии, минеральный модификатор и комплексную добавку, отличающаяся тем, что отсев переработки шлаков черной металлургии фракции 0-5 мм получен в результате дополнительного доизвлечения металлосодержащего концентрата в цехе разработки шлаковых отвалов на ООО «Южно-Уральская Горно-перерабатывающая Компания», минеральный модификатор – продукт предварительного дробления с последующим помолом шлаков черной металлургии фракции 5-10 мм до удельной поверхности, сопоставимой с удельной поверхностью цемента S_уд ~ 4500 ÷ 5000 см²/г, содержащий: CaO – 21,39; SiO₂ - 14,28; FeO - 52,86; MgO - 4,76; Al₂O₃ - 2,56; прочее – 4,15, причем комплексная добавка состоит из гиперпластификатора в виде порошка на основе поликарбоксилатов – ReoTeck и регулятора реологических свойств средней вязкости на основе карбоксиметилцеллюлозы при следующем соотношении компонентов, мас.%:

портландцемент ЦЕМ I 42,5Н ДП 20,45-28,41 отсевы переработки шлаков черной металлургии фракции 0-5 мм 43,25-66,51 минеральный модификатор 4,45-11,22 комплексная добавка: гиперпластификатор ReoTeck 0,01-0,05 регулятор реологических свойств средней вязкости 0,01-0,08