СТРОИТЕЛЬНЫЙ РАСТВОР
MORTAR

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для устройства стяжек монолитных полов, каменной кладки из пустотелого кирпича и керамических камней, а также бутовой кладки.
Известны строительные растворы, включающие вяжущее, минеральный заполнитель и воду при соотношении цемент: песок, равном 1:3 [1]. Причем при использовании в качестве заполнителя песка принимается стандартный гранулометрический состав [2], что не обеспечивает максимальной эффективности структуры растворов и их свойств.
Известен строительный раствор, применимый для кладочных, штукатурных и других видов работ при строительстве зданий и сооружений, следующего состава, мас.%: цемент 24-26, песок 73-75, отработанная глина с содержанием жиров до 10% 0,25-1, вода 10,8-14,3 [3].
Данный раствор характеризуется повышенной подвижностью, однако прочность раствора недостаточна.
Известна сухая смесь для приготовления строительного раствора, включающая, мас.%: известково-цементное вяжущее 7-29, песок 71-93, органические добавки 0-0,2 [4].
Причем в песке вес зерен фракции 0,5-1,25 мм превышает суммарный вес других фракций (1,25-2,5 мм, 0-0,5 мм), но не более чем в три раза.
По количеству общих признаков и достигаемому результату данное техническое решение наиболее близко к заявляемому и выбрано в качестве прототипа.
Однако недостатком прототипа является низкая прочность и водонепроницаемость раствора.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в получении строительного раствора повышенной прочности и водонепроницаемости при меньшем расходе цемента за счет создания жесткого каркаса из заполнителя с минимальным объемом межзерновых пустот.
Поставленная задача достигается тем, что в строительном растворе, включающем цемент, фракционированный песок, воду, использовался песок при следующем соотношении фракций, мас.%: от 2,5 до 5,0 мм - 52-74, от 0,5 до 2,5 мм - 18-34, от 0,16 до 0,5 мм - 8-14, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
цемент - 22,7-24,0
песок - 67,36-68,2
вода - 8,8-9,1
Существующая на сегодняшний день нормативная схема разделения фракций заполнителя при определении гранулометрического состава показывает, что в данной схеме используется коэффициент раздвижки зерен, равный по величине 1,2 [2]. Для более плотной упаковки и использования наименьшего количества цемента при сохранении или увеличении прочности раствора необходимо подобрать фракционный состав заполнителя, обеспечивающий формирование структуры раствора с коэффициентом раздвижки зерен заполнителя около 1.
С технологической и экономической точки зрения наиболее рациональным является непрерывный фракционный состав, что позволяет полностью использовать весь добытый или произведенный песок без отбраковки части партии. Кроме этого, требует учета необходимость сокращения времени и затрат на рассев песка.
Исходя из вышесказанного, наиболее подходящим для получения прочного и плотного раствора будет разделение песка на следующие фракции: 5-2,5 мм, 2,5-0,5 мм, 0,5-0,16 мм. При подобном фракционировании коэффициент раздвижки зерен песка будет близок 1, что позволяет получить раствор с наиболее плотной упаковкой зерен заполнителя. Межзерновая пустотность для реального песка составляет 38-40%. При оптимальном гранулометрическом составе минимальная величина межзерновой пустотности составляет 5,4%.
Доказательством достижения задачи являются результаты экспериментальных исследований образцов из предлагаемого раствора, выполненные в соответствии с требованиями ГОСТ 5802-86 «Растворы строительные. Методы испытаний», приведенные в таблице.
В исследованиях использовался портландцемент ГЩ500 ДО, песок кварцево-полевошпатный по ГОСТ 8736-93, рассеянный на фракции 2,5-5 мм, 0,5-2,5 мм, 0,16-0,5 мм с использованием набора стандартных сит, вода водопроводная.
1 прототип
2
3
4
Состав раствора, мас.%:
Цемент
19,1
22,7
23,35
24,0
Добавка
од
-
-
-
Вода
(в/ц=0,4)
9,1
8,87
8,64
Песок, в том числе:
60
68,2
67,78
67,36
фракции 1,25-2,5 мм
20
-
-
-
фракции 0,5-1,25 мм
40
-
-
-
фракции 0-0,5 мм
20
-
-
-
фракции 2,5-5,0 мм
-
74
63
52
фракции 0,5-2,5 мм
-
18
26
34
фракции 0,16-0,5 мм
-
8
11
14
Свойства раствора:
Предел прочности при сжатии, МПа
12,8
23,4
25,1
27,5
Водонепроницаемость
W2
W6
W6
W6
Анализ результатов, представленных в таблице, позволяет заключить, что по сравнению с прототипом предел прочности при сжатии заявляемого строительного раствора выше на 80%, а водонепроницаемость - в 3 раза.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. А.П.Чехов и др. Справочник по бетонам и растворам. Киев. Будивельник. 1972, с.170-171.
2. ГОСТ 8736-93 «Песок для строительных работ. Технические условия». М.: Издательство Стандартов, 1993.
3. Патент Российской Федерации №2129107, С04В 28/04, 20.04.1999.
4. Патент Российской Федерации №2196752, С04В 28/04, С04В2 8/02, С04В 111:20, 20.04.1999.