Сухая строительная ремонтная смесь
DRY CONSTRUCTION REPAIR MIX

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.
2
2
3
2
3
2
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, %: SiO 4,28, AlO 0,63, CaO 46,13, FeO 1,23, FeO 0,23, TiO 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.
уд
2
2
3
2
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 ~ 4500 ÷ 5000 см/г), содержащий: CaO – 21,39; SiO- 14,28; FeO - 52,86; MgO - 4,76; AlO - 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.
уд
2
Дисперсность минерального модификатора сопоставимая с удельной поверхностью цемента (S ~ 4500 ÷ 5000 см/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.
уд
2
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 ~ 4500 ÷ 5000 см/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/м<sup>3</sup>
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
F<sub>1</sub> 75
F<sub>2</sub> 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.