СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОФОБНОГО СТРОИТЕЛЬНОГО ОТДЕЛОЧНОГО МАТЕРИАЛА
WATER-REPELLENT FINISHING CONSTRUCTION MATERIAL PRODUCING METHOD

Изобретение относится к отделочным материалам и может быть использовано для изготовления тонкостенных железобетонных изделий и для отделки железобетонных конструкций зданий в процессе их изготовления.
Из технического уровня известен способ получения гидрофобного цемента, включающий смешение цемента и гидрофобной добавки - предварительно раздробленного до пылевидного состояния углеродсодержащего природного материала, отличающийся тем, что указанную добавку вводят в количестве 0,5…10 мас.% в пересчете на абсолютно сухое вещество и полученную смесь подвергают нагреву при температуре 180…350°С в течение 30-60 мин (патент №2220924, дата публикации 2004.01.10).
Недостатком указанного способа является необходимость применения высоких температур, а также темный цвет готового продукта за счет введения углеродсодержащих добавок (графита, угля, торфа или их смесей), что сужает возможности для использования в качестве отделочного материала готового продукта.
От указанных недостатков свободен способ приготовления сухой строительной смеси по патенту №2269498, дата публикации 2006.02.10, принятый за прототип.
Данный способ включает предварительное смешивание цемента в течение 2,5-3 минут с мелом, известью, пластифицирующими и другими добавками, а затем со смесью строительного песка фракции 0,5-3 мм и дробленого шамота класса А фракции до 3 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент 23,0-60,0, мел 15,0, указанная известь 3,0-8,0, указанный песок 39,75-69,0, суперпластификатор 0,15-0,36, клей винилацетатэтиленовый 2,0, антивспениватель 0,1-0,15, клей казеиновый 0,1-1,5, ПВА 0,1-2,0, КМЦ 0,1-2,0, указанный шамот 39,64 сверх 100%. Полученная по данному способу сухая строительная смесь обеспечивает ускорение набора прочности, повышение водонепроницаемости и долговечности изделий, приготовленных на ее основе.
Недостатком данного способа является необходимость добавлять в смесь значительное количество компонентов, что осложняет технологический процесс и приводит к дороговизне готового продукта, а также не обеспечивает достаточной белизны смеси, а водотвердое отношение при приготовлении раствора достаточно велико и составляет 0,5.
Задачей изобретения является создание способа с улучшенными технологическими характеристиками для получения сухого гидрофобного строительного отделочного материала с повышенной белизной и значением водотвердого отношения 0,16-0,2.
Решение указанной задачи стало возможным благодаря тому, что в предлагаемом способе компоненты в сухом состоянии перемешивают в многолопастном наклонном до 45 градусов смесителе непрерывного или циклического действия в течение 5-10 мин, а в качестве компонентов используют предварительно нагретый до 90-110°С песок с модулем крупности Мкр=3,2-3,8, а также портландцемент, мел и гидрофобный мел в виде тонкодисперсного порошка, состоящего из округлых частиц мела, покрытых слоем гидрофобизатора, при следующем соотношении компонентов (вес %):
Портландцемент
18-22
Песок Сычевский
45-55
Молотый мел
15-25
Гидрофобный мел
10-15.
Отличительными признаками являются:
- перемешивание компонентов в сухом состоянии в многолопастном, наклонном до 45 градусов смесителе непрерывного или циклического действия в течение 5-10 мин;
- наличие в составе гидрофобного мела в виде тонкодисперсного порошка, состоящего из округлых частиц мела, покрытых слоем гидрофобизатора, в качестве которого выступают синтетические жирные кислоты фракции С 17-20;
- предварительный нагрев песка до 90-110°С, что позволяет избавиться от излишней влажности песка. Кроме того, перемешивание всех компонентов с нагретым песком позволяет получить равномерную температуру в смеси;
- соотношение компонентов (в вес %):
Портландцемент
18-22
Песок Сычевский
45-55
Молотый мел
15-25
Гидрофобный мел
10-15.
В процессе приготовления сухого строительного отделочного материала по предлагаемому способу под действием лопастей смесителя происходит диспергирование агрегатов гидрофобного мела, т.е. их раскалывание. При этом поверхность расколотых частиц гидрофобного мела становится дифильной:
гидрофильная часть поверхности притягивается к цементным частичкам, гидрофобная отталкивается от нее, благодаря чему частички мела располагаются на грани раздела фаз; цемент-заполнитель и частички гидрофобного мела покрывают поверхность частичек цемента и заполнителя так называемым «бронирующим слоем».
Благодаря присутствию большого количества тонкодисперсных частиц гидрофобного мела, отделочный материал приобретает способность отталкивать от себя воду. То есть становится гидрофобным, что способствует увеличению срока хранения материала, сохранению сыпучести и активности. Введение гидрофобного мела оказывает также пластифицирующее влияние на свойства строительного раствора, что позволяет снизить водотвердое отношение. Синтетические жирные кислоты, придающие мелу гидрофобные свойства, способны адсорбироваться на поверхности металла, благодаря чему уменьшается адгезия раствора к металлу и снижаются напряжения в готовом изделии, что, в конечном счете, способствует повышению прочности, повышению морозостойкости изделия из полученного по заявленному способу отделочного материала. Кроме того, введение гидрофобного мела увеличивает белизну готовых изделий.
Пример
Предлагаемый сухой строительный отделочный материал готовили в многолопастном наклонном до 45 градусов смесителе объемом 150 литров.
Взвешивали исходные материалы: портландцемент М-400 Белгородского цементного завода 18-22%, песок Сычевского месторождения модуль крупности Мкр - 3,2 45-55%, молотый мел Белгородского комбината строительных материалов 15-22%, гидрофобный мел Шебекинского мелкомбината 10-15% (в качестве гидрофобизатора использованы 1% синтетические жирные кислоты фракции С 17-20) и перемешивали в сухом состоянии в многолопастном наклонном до 45 градусов смесителе в течении 5 мин при скорости вращения вала 120 об/мин. Причем песок в смеситель добавляли предварительно нагретым до 110°С.
Готовую смесь проверяли на гидрофобность по краевому углу смачивания, часть оставляли на хранение для определения потери сыпучести и активности во времени, а другую часть смеси загружали в стандартную растворомешалку, затворяли водой при водотвердом отношении В/Т=0,18 и перемешивали 3-5 мин. Готовый водозатворенный строительный отделочный материал испытывали на липкость (адгезию) к металлу, пластическую прочность, подвижность. Формовали стандартные балочки 40×40×160 мм, которые испытывали на прочность (28 суток), морозостойкость, водопоглощение, а белизну готовых изделий оценивали на фотоблескометре ФБ-2. Результаты испытаний приведены в таблице.
Результаты испытаний сухого строительного отделочного материала
Состав
№1
№2
№3
№4
№5
Портландцемент, %
20
22
21
20
20
Песок Сычевский, %
50
45
55
45
50
Мел молотый, %
20
22
12
20
30
Мел гидрофобный, %
10
11
12
15
0
Гидрофобность, град.
70
73
79
95
0
Свойства при в/т=0,18
Подвижность, мм
84
80
85
82
74
Пластич. проч., г/мм кв.
1,7
1,4
1,4
1,5
2,7
Адгезия к метал., кПа
0,35
0,36
0,37
0,33
0,52
Морозостойкость, цикл
80
75
75
70
50
Прочность при сж., Па
23
23,5
21
20,5
18
Водопоглощение, %
10,9
11,2
11
11.4
12,1
Белизна, %
69
70
71
74
64
Потеря активности, %
8,5
8
7
7,5
17
По результатам испытаний видно, что готовый водозатворенный строительный отделочный материал на основе предлагаемого состава сухого строительного отделочного материала, в который введен гидрофобный мел, по сравнению с прототипом обладает меньшим водопоглощением (у прототипа в пересчете на проценты - 14%). А по сравнению с таким же составом, в котором гидрофобный мел отсутствует, обладает меньшей адгезией к металлу, повышенной прочностью, морозостойкостью, меньшим водопоглощением и повышенной белизной. Кроме того, примерно в два раза уменьшается потеря активности и сыпучести при хранении.
Повышается культура производства, санитарные условия.
Таким образом, отделочный материал, полученный по предлагаемому способу, особенно эффективен при проведении наружных и внутренних ремонтных штукатурных работ в стационарных и полевых условиях для повышения архитектурной выразительности объектов благодаря тому, что обеспечивает:
- сохранение сыпучести отделочного материала и активности вяжущего при хранении и транспортировке в сухом состоянии;
- повышение прочности и морозостойкости готовых изделий;
- удобоукладываемость и снижение адгезии к металлу отделочного раствора, приготовленного на основе предлагаемого материала;
- повышение белизны отделочного материала и готовых изделий на его основе.