Огнезащитная штукатурная сырьевая смесь Российский патент 2023 года по МПК C04B41/50 C04B28/04 C04B38/08 C04B111/28 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано строительными организациями для огнезащиты бетонных, железобетонных и металлических конструкций.

Известны огнезащитные составы на портландцементе, гипсе, жидком стекле, глиноземистом цементе с различными добавками [1, 2, 3]. В качестве пористых заполнителей используются вспученный вермикулит и перлит, керамзит.

Известна огнезащитная фибровермикулитобетонная сырьевая смесь [4], содержащая мас.%: портландцемент 8,4 – 13,2; вспученный вермикулит 16,47 – 21,32; вулканический пепел 9,2 – 15,2; смола древесная омыленная 0,08 – 0,13; негашеная известь 8,1 – 13,3; строительный гипс 0,4 – 0,6; базальтовое волокно 1,0 – 1,5; вода – остальное. Эти состава сложны в приготовлении, трудно или невозможно их наносить на строительные конструкции в условиях строительной площадки и имеют высокую стоимость.

Наиболее близким являются огнезащитные штукатурные смеси с использованием портландцемента, вспученного вермикулита, керамзита [5].

Недостатками этих составов являются повышенный расход портландцемента, высокая стоимость и относительно низкая прочность штукатурного огнезащитного раствора.

Целью изобретения является уменьшение удельного расхода портландцемента, расширение сырьевой базы, повышение прочности и снижение стоимости штукатурного огнезащитного раствора.

Задача решается за счет использования в огнезащитной штукатурной сырьевой смеси портландцемента, вспученного вермикулита, вулканического пепла и комплексной модифицирующей добавки Д-5.

В экспериментах использован портландцемент ПЦ500-ДО производства АО «Белгородский цемент». В качестве активной минеральной добавки применялся вулканический пепел Заюковского месторождения фракции 0-0,63 мм.

Химический состав вулканического пепла представлен в таблице 1.

Таблица 1

Содержание основных компонентов в % от массы SiO₂ Al₂O₃ Fe₂O₃ CaO MgO TiO Na₂O+K₂O SO₃ п.п.п. 73,1 13,75 1,75 1,65 1,12 0,23 3,87 0,12 2,0

Заполнитель – вспученный вермикулит Санкт-Петербургской слюдяной фабрики с насыпной плотностью 150 кг/м³ с максимальной крупностью зерен 2,5 мм.

Гранулометрический состав вспученного вермикулита приведен в табл. 2.

Таблица 2

Гранулометрический состав вермикулита

Наименование материала Частные остатки на ситах, % Прошло сквозь сито 0,14 1,25 0,63 0,315 0,14 Вермикулит 67,4 13,5 8,7 6,1 4,3

Для регулирования технологических свойств растворной смеси применялась добавка Д-5, производства ООО НПП «Ирстройпрогресс» (г. Владикавказ), обладающая многофункциональными свойствами.

Для приготовления смеси отвешивали расчетное количество компонентов. Приготовление смеси осуществляли в смесителе принудительного действия, в который последовательно загружали портландцемент, вулканический пепел, вспученный вермикулит и перемешивали до получения однородной сухой смеси, затем добавляли воду с Д-5 и продолжали перемешивание до получения однородной растворной смеси.

Подвижность растворной смеси определяли по погружению конуса СтройЦНИЛ и составляла 7,5-11 см. Изучение свойств растворных смесей выполнялось по ГОСТ 5802-86 и их соответствие требованиям определялось по ГОСТ 28013-98.

Образцы размером 4х4х16 см формовали литьевым и вибрационным способами и осуществляли естественную сушку в воздушно-сухих условиях.

Прочность при изгибе огнезащитных растворов определяли на приборе МИИ-100 на 28 сутки.

Составы огнезащитной штукатурной сырьевой смеси согласно изобретению и физико-механические свойства огнезащитных растворов приведены в таблице 3.

Таблица 3

Составы Содержание в сухой смеси, % от ее массы Физико-механические характеристики
огнезащитных растворов портланд-
цемент верми-
кулит керамзит пепел добавка Д-5 средняя плотность, кг/м³ предел прочности при изгибе (МПа) предел прочности при сжатии (МПа) 0,00-0,315 мм 0,00-0,63 мм Прототипы 1 45 40 15 – – – 600 0,8 1,0 2 55 28 17 – – – 700 1,0 1,5 3 60 20 20 – – – 900 2 3 Разработанные огнезащитные штукатурные смеси 4 34 28 – 37 – 1 596 1,8 3,4 5 34 19 – – 46 1 638 2,0 3,7 6 42 24 – 32,9 – 1,1 698 2,5 4,2 7 42 16,5 – – 40,4 1,1 720 2,7 4,5 8 52 20,1 – 26,7 - 1,2 895 3,0 4,8 9 52 13,6 – - 33,2 1,2 920 3,3 5,1

Из таблицы 3 видно, что при существенно меньшем расходе портландцемента и при примерно одинаковой плотности разработанные огнезащитные штукатурные растворы имеют более высокие прочности на изгиб и сжатие. Это объясняется тем, что мелкодисперсные фракции пепла являются химически активной составляющей в отличие от керамзита, используемого в прототипе.

Гранулометрический состав вулканического пепла не оказывает заметного влияния на физико-механические характеристики огнезащитных штукатурных растворов, при использовании фракции 0,00-0,63 мм вместо 0,00-0,315 мм позволяет дополнительно сократить расход дорогостоящего вспученного вермикулита.

Добавка Д-5 положительно влияет на реологические свойства смеси, повышает прочность и снижает плотность огнезащитного штукатурного раствора.

Разработанные огнезащитные штукатурные составы обеспечивают существенное снижение их стоимости за счет уменьшения расхода портландцемента и дорогостоящего вспученного вермикулита по сравнению с прототипами.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР № 893944. МПК С04В 15/02. Сырьевая смесь для изготовления огнезащитного покрытия / Комар А.Г., Топчий В.Д. и др. // Б.И. № 48, 30.12.81.

2. Руководство по составам и применению теплоизоляционных и огнестойких перлитовых штукатурок. М.: Стройиздат,1975. – 15 с.

3. Страхов В.Л., Гаращенко А.Н. Огнезащита строительных конструкций: современные средства и методы оптимального проектирования // Строительные материалы. 2002. № 6. С. 2-5.

4. Хежев Т.А., Хежев Х.А. Патент РФ № 2595016. Огнезащитная фибровермикулитобетонная сырьевая смесь // Бюлл. № 23. 2016.

5. Руководство по выполнению огнезащитных и теплоизоляционных штукатурок механизированным способом. М.: Стройиздат,1977. – 46 с.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для огнезащиты бетонных, железобетонных и металлических конструкций. Огнезащитная сухая сырьевая смесь для изготовления штукатурного раствора включает, мас.%: портландцемент 34,0-52,0, вспученный вермикулит с насыпной плотностью 150 кг/м³ и с максимальной крупностью зерен 2,5 мм 13,6-28,0, вулканический пепел фракции до 0,63 мм 26,7-46,0, комплексную модифицирующую добавку Д-5 1,0-1,2. Технический результат – повышение прочности на изгиб и сжатие. 3 табл.

Огнезащитная сырьевая смесь для изготовления штукатурного раствора, включающая портландцемент, вспученный вермикулит с насыпной плотностью 150 кг/м³ и с максимальной крупностью зерен 2,5 мм и добавку, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит вулканический пепел фракции до 0,63 мм, а в качестве добавки - комплексную модифицирующую добавку Д-5 при следующем соотношении компонентов в сухой смеси, мас.%:

портландцемент 34,0-52,0 указанный вспученный вермикулит 13,6-28,0 указанный вулканический пепел 26,7-46,0 указанная добавка Д-5 1,0-1,2