КЛАДОЧНАЯ СМЕСЬ
MASONRY MIXTURE

Изобретение относится к области производства строительных материалов. Смесь предназначена для приготовления растворов для соединения элементов различных кладок (кирпича, природного камня, бетонных блоков).
Для каменной кладки чаще всего применяют цементные, цементно-известковые и цементно-глиняные растворы [1]. В цементно-известковые растворы обычно входят портландцемент, известь и кварцевый песок в различных пропорциях в зависимости от назначения в сочетании с небольшим количеством органических добавок [2]. Такой состав и был выбран в качестве прототипа. Слабыми местами кладочных растворов являются низкая прочность, недопустимая деформация при твердении, слабая водоудерживающая способность, невысокая прочность сцепления с кладкой и др.
Задачей изобретения является создание сухой цементно-известковой кладочной смеси с применением в качестве добавки отхода производства глинозема - красного шлама - при сохранении или улучшении всех показателей готового кладочного раствора.
2
Поставленная задача решается тем, что в состав кладочной смеси, включающей портландцемент, гашеную известь, кварцевый песок и органические добавки, согласно заявленному решению, в качестве органических добавок взяты стеарат кальция и олеат натрия, и также добавлен измельченный красный шлам с удельной поверхностью не менее 12000 см/г, остаточной влажностью не более 2% и содержанием водорастворимых щелочей не более 0,6% при следующем содержании всех компонентов, % мас.:
портландцемент - 14-17,
гашеная известь - 3-5,
кварцевый песок - 75,24-81,28,
стеарат кальция - 0,11-0,13,
олеат натрия - 0,11-0,13,
красный шлам - 1,5-4,5.
Широкие экспериментальные исследования позволили определить как возможность достижения этой задачи, так и допустимые пределы содержания красного шлама в составе кладочных смесей. Опытным путем установлено, что красный шлам лучше всего вводить в состав в количестве 1,5-4,5%.
2
3
2
3
2
2
2
Красный шлам обладает сложным составом с содержанием AlO - не менее 10%, FeO - не менее 50%, NaO - не более 5%, TiO - до 7%, СаО - до 8%, SiO - до 6% и не может считаться эквивалентной заменой ни одного из других компонентов кладочной смеси.
2
В ходе опытов также выяснилось, что для приготовления растворов приемлемого качества пригоден лишь тонкоизмельченный красный шлам с удельной поверхностью не менее 12000 см/г, остаточной влажностью не более 2% и содержанием водорастворимых щелочей не более 0,6%.
Красный шлам вводили в следующих количествах:
- контроль - 0%,
- вариант 1 - 1,5%,
- вариант 2 - 4,5%,
- вариант 3 - 2,5%.
В таблице приведены результаты тестовых испытаний растворов, приготовленных из кладочных смесей. Определение относительных линейных деформаций производилось на образцах размером 40×40×160 мм при температуре 20±2°С. Из таблицы видно, что добавление красного шлама изменяет кинетику развития деформаций при твердении, однако, в целом через 28 суток деформации оказываются близкими во всех вариантах и не выходят за рекомендуемый предел для кладочных растворов: 1,20 мм/м. Хорошо видно, что включение красного шлама в состав смесей существенно увеличивает прочностные характеристики: если прочность при изгибе возрастает незначительно, то при сжатии растет в 1,5-2 раза, а прочность сцепления с основанием увеличивается практически втрое. Также заметно подрастает и водоудерживающая способность.
Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод, что вариант 1 и вариант 2,3 существенно улучшают качество кладочной смеси. Более высокие содержания красного шлама показали результаты хуже. Поэтому логично обозначить оптимальный диапазон содержания красного шлама как 1,5-4,5%.
Техническим результатом изобретения является вовлечение отхода производства глинозема - красного шлама - в изготовление сухих строительных смесей, что позволяет освободить занятые шламовыми полями территории и снижает стоимость готового продукта.
Источники информации
1. В.Г. Микульский и др. Строительные материалы. Учеб. изд. // М., Издательство ассоциации строительных вузов, 2004, с.308.
2. Э.Г. Мурадов. Материалы для приготовления бетонной смеси и строительного раствора // М. «Высшая школа», 1987, с.100.
Таблица 1
Кладочная смесь
№ примеров
Исходные компоненты, % мас.
Портландцемент
Гашеная известь
Стеарат кальция
Стеарат натрия
Красный шлам
Кварцевый песок
1
14,0
3,0
0,11
0,11
1,5
81,28
2
15,0
4,0
0,13
0,11
4,5
76,26
3
17,0
5,0
0,13
0,13
2,5
75,24
4
13,0
3,0
0,10
0,10
1,0
82,80
5
18,0
6,0
0,20
0,20
5,0
70,60
Прототип
17,0
5,0
0,11
0,11
0
77,78
№ примеров
Свойства
Водоудерживающая способность, %
Прочность при изгибе через 28 сут, МПа
Прочность при сжатии, МПа, через сут
Прочность сцепления с основанием через 28 сут, МПа
Линейная деформация, мм/м, через сут
3
7
28
1
7
14
20
23
28
1
80,3
2,9
4,7
9,4
13,8
0,30
0,06
0,18
-0,23
-0,84
-0,91
-0,94
2
82,2
2,6
4,5
9,3
12,9
0,29
0,08
0,20
-0,18
-0,80
-0,89
-0,91
3
82,4
2,4
4,4
9,3
11,2
0,28
0,18
0,28
-0,16
-0,78
-0,86
-0,90
4
79,0
2,2
3,8
6,6
9,9
0,25
0,01
0,00
-0,25
-0,88
-0,94
-0,94
5
78,1
2,3
4,0
7,1
10,2
0,27
0,04
-0,07
-0,28
-0,92
-0,99
-1,03
Прототип
77,5
2,1
1,2
3,0
7,2
0,11
-0,01
-0,06
-0,51
-0,87
-0,99
-1,00