СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО РАСТВОРА
METHOD FOR PRODUCTION OF CONSTRUCTION MORTAR

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для штукатурных работ, для создания элементов полов в зданиях и сооружениях, для устройства стяжек полов, покрытий тротуаров, пешеходных и садово-парковых дорожек.
Применяемые в настоящее время сухие строительные смеси имеют ограниченный срок хранения (0.5 года); во время гарантийного срока вяжущие свойства цемента заметно ухудшаются (согласно литературным данным 10-15% ежемесячно). Кроме того, в указанных смесях обязательно применение сухих компонентов, что требует очень четкого удержания влажности всех компонентов смеси. На заводе при изготовлении требуется применение сушильных барабанов для просушки минеральных наполнителей, песка или доставка со специализированных предприятий с использованием спецтранспорта, что удорожает смесь. Для сухих строительных смесей характерно также четкое разделение их по области применения.
Существуют различные способы приготовления готовых строительных растворов, однако, время применения готового строительного раствора на основе цемента очень мало. Через 45 минут начинается процесс гидратации и заканчивается через 2-3 часа после начала гидратации. Невозможно перевозить такие растворы на расстояние более 50-60 км от места изготовления.
В настоящее время возникла необходимость, используя имеющееся оборудование, производить смесь из песка, пластификатора и наполнителей, которую в дальнейшем можно использовать для приготовления строительного раствора в месте его применения.
Известен способ приготовления известково-песчаного раствора, описанный в Ас СССР №966070, кл. С04В 15/06, С04В 15/02, опубл. 1982.10.15.
Способ включает смешение сухой молотой негашеной извести с песком. Предварительно в смесителе взбивают мелкодисперсную пену и затем вводят в нее сухую смесь молотой негашеной извести с песком и перемешивают раствор.
Недостатками известного способа являются необходимость гашения извести, быстрый износ металлического оборудования, неудобство в использовании из-за присутствия щелочи, наличие отдельной линии для производства.
Известен способ получения строительного раствора, защищенный патентом РФ №2163899, МПК С04В 28/18, опубл. 2001.03.10.
Способ включает перемешивание гашеной извести, песка и воды при следующем соотношении компонентов, мас.%: известь гашеная в присутствии 1% суперпластификатора С-3 - 20,4-42,8; тонкоизмельченный песок 42,8-61,2; вода - 14,4-18,4. Недостатками известного способа являются необходимость гашения извести, быстрый износ металлического оборудования, неудобство в использовании из-за присутствия щелочи, наличие отдельной линии для производства.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату, выбранным в качестве прототипа, является способ приготовления строительного раствора, описанный в Ас СССР №1293146, кл. С04В 24/18, опубл. 1987.02.28.
Известный способ включает первую стадию, на которой вводят 2/3 воды затворения, пластифицирующую добавку НИЛ-20, перемешивают, и вторую стадию, на которой вводят минеральный микронаполнитель, портландцемент, песок, оставшуюся часть воды и перемешивают компоненты при следующем их соотношении в мас.%: портландцемент 24,4-24,6, минеральный микронаполнитель 10,4-10,6, песок 52,2-52,9, добавка НИЛ-20 0,1-0,2, вода 10,4-10,6.
Недостатками известного способа являются сложность и длительность приготовления раствора в соответствии с рецептурой.
Задача, решаемая предлагаемым изобретением, - совершенствование способа приготовления строительного раствора.
Технический результат от использования изобретения заключается в упрощении технологии и сокращении длительности приготовления раствора.
Указанный результат достигается тем, что в способе приготовления строительного раствора, включающем две стадии, с использованием минерального наполнителя, пластифицирующей добавки, песка, воды и вяжущего, на первой стадии получают смесь из минерального наполнителя, пластифицирующей добавки, песка и воды при следующем соотношении компонентов, мас.%: минеральный наполнитель 14-30; пластифицирующая добавка 0,05-1; песок 60,95-85, вода 14-25 сверх 100%, а на второй стадии к полученной смеси добавляют вяжущее и перемешивают их при следующем соотношении, мас.%: указанная смесь (без воды) 65-91, вяжущее 9-35 мас.%.
В качестве минерального наполнителя используют доломитовую муку, известняковую муку, мраморную муку, тонкомолотый песок.
При смешении смеси и вяжущего могут дополнительно вводить воду.
Пластифицирующая добавка содержит пластификатор и(или) суперпластификатор, и(или) гиперпластификатор, или их композиции с неорганическими добавками.
Суперпластификатор Перамин SMF-10 представляет собой белый порошок сульфоната меламина, выпускаемый фирмой Perstorp Construction Chemicals.
Пластификатор ЛСТП представляет собой порошок от светло-коричневого до темно-коричневого цвета, изготавливаемый в соответствии с ТУ 2455-002-00281039-2000.
Добавка С-3 является темно-коричневой жидкостью или неслеживающимся порошком, хорошо растворимым в воде, на основе натриевых солей продуктов конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида по ТУ 6-36-020429-625.
Комплексная добавка «Универса-П-2» согласно ТУ 5745-001047882740-04 является порошком от светло-желтого до темно-коричневого цвета. В ее состав входят сильнопластифицирующие компоненты на основе лигносульфонатов технических, хлорид натрия и ингибитор коррозии стали.
Для модификации технологических и строительно-технических свойств строительного раствора можно также использовать дополнительные активные ингредиенты в эффективных количествах: воздухововлекающие добавки - смеси алкиларисульфонатов, органические сульфокислоты и их соли и другие; гидрофобизирующие добавки - стеараты кальция, магния, цинка, олеат натрия и другие; биоцидные добавки - Катон; добавки, регулирующие время схватывания строительного раствора, - алюминат натрия формиат кальция и другие. Кроме вышеупомянутых дополнительных ингредиентов смесь может содержать и другие, например пеногасители, противоусадочные, противоморозные, увеличивающие прочность.
В качестве вяжущего используют цемент различных марок: шлакопортландцемент марки 32,5, ГОСТ 10178-85, например, производства ОАО "Сода" г.Стерлитамак; портландцемент марки 32,5 или 42,5, ГОСТ 311008 2003, например, производства ОАО "Мордовцемент"; пуццолановый цемент ГОСТ 22266, например, производства ОАО "Сода" г.Стерлитамак.
Строительный раствор согласно изобретению готовят следующим образом. Компоненты смеси, состоящие из минерального наполнителя, пластифицирующей добавки, песка, воды, и при необходимости дополнительные активные ингредиенты дозируют по весу в соответствии с рецептурой и загружают в смеситель. Включением электродвигателя смесителя компоненты перемешивают в течение 8-15 минут. Полученная смесь обладает достаточной текучестью, ее фасуют в подходящую тару и поставляют потребителю. Порцию добавки смешивают с вяжущим и при необходимости водой в смесителе, полученный строительный раствор готов к использованию.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример №1.
Взвешивают доломитовую муку 20 мас.%, гиперпластификатор (пирамин) 0,05 мас.%, песок 79,95 мас.%, добавляют воду 14 мас.% и загружают в смеситель. Включают электродвигатель смесителя и перемешивают компоненты в течение 8-15 минут. Полученная смесь обладает достаточной текучестью, ее фасуют в мешки. К полученной смеси добавляют цемент и перемешивают в смесителе в течение 8-15 минут при следующем соотношении мас.%: указанная смесь (без воды) 87 мас.%, вяжущее 13 мас.%. Полученный строительный раствор готов к использованию в качестве штукатурного раствора.
Примеры №2-15 проведены аналогично примеру №1, данные сведены в таблице.
В Примере №15 дополнительно добавляют воду 5 мас.% при смешивании полученной смеси с цементом.
Были проведены испытания предлагаемого раствора в качестве штукатурного раствора для наружного и внутреннего применения, стяжки для пола и в качестве штукатурного раствора для внутреннего применения.
Таблица
Составы смеси и строительных растворов, используемых для получения (мас.%)
Компоненты смеси
Штукатурного раствора для наружного и внутреннего применения
Стяжки для пола
Штукатурного раствора для внутреннего применения
Минеральные компоненты
Доломитовая мука
20
15
Известняковая мука
18,7
15
20
Мраморная мука
20,35
30
Тонкомолотый песок
20
14
Песок кварцевый
79,9
81,24
79,6
79,9
85
84
84
79,9
69,95
Водоредуцирующие (пластифицирующие) добавки:
Лигносульфонат(лстп)
1
С-3
0,06
0,7
0,5
УП-2(композиция суперпластификатора с неорганической добавкой)
0,1
0,5
0,1
Лстп+С-3
0,05+0,05
0,02+0,03
Перамин SMF 10
0,05
0,3
Вода
14
15
16
14
19
22
15
Вяжущее:
портландцемент
13
13
30
25
шлакопортландцемент
17
10,0
Пуццолановый цемент
20
35
9,0
Дополнительно вводимая вода
5
Свойства строительных растворов (28 с. нормального твердения)
Прочность при сжатии, МПа
5,0
10,0
15,0
5,0
30,0
35,0
30
2,5
2,7
Адгезия к бетонному основанию, МПа
0,3
0,4
0,5
0,3
0,9
1,0
0,8
0,18
0,2
Введение в раствор минерального наполнителя дает водоудержание и пластификацию. Меньшее количество минерального наполнителя этот эффект сильно уменьшает, а большее количество увеличивают воду затворения и количество пластификатора и уменьшает прочность.
Введение в раствор цемента в количестве 9-35 мас.% является оптимальным, т.к. в этом диапазоне обеспечиваются наилучшие показатели по механической прочности.
Введение в раствор пластифицирующей добавки менее 0,05 мас.% уменьшает пластифицирующий эффект, а увеличение количества более 1 мас.% экономически нецелесообразно.
Смешение полученной на первой стадии смеси с вяжущим на второй стадии в указанных количествах позволяет получить удобоукладываемый раствор заданной прочности.
Прочность при сжатии определялась по ГОСТ 10180, адгезия по ГОСТ 28574-90.
Как видно из таблицы, прочность на сжатие через 28 суток по предлагаемому способу составляет от 2,5 до 35 мПа, адгезия - 0,18-1 мПа.
Таким образом, использование предлагаемого способа приготовления строительного раствора позволяет упростить технологию приготовления за счет того, что в месте приготовления раствора в смесь добавляют дозированное количество одного компонента, а не нескольких компонентов раствора как в прототипе, и за счет исключения длительного перемешивания и отстаивания одного из компонентов раствора (НИЛ-20). Из-за начала схватывания растворной смеси по прототипу через 40 минут 2 часа его нельзя перевозить на далекие расстояния. Кроме того, сокращается длительность приготовления раствора до 8-15 минут вместо 14 часов по прототипу.
Транспортировать заявляемый состав возможно на далекие расстояния и производить на любом предприятии, выпускающем бетон и раствор.