Сухая цементная смесь

(51) 04 7/13 (2006.01) 04 28/02 (2006.01) 04 38/00 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ промышленных холодильных камер и теплоизоляции котельного оборудования. Сухая цементная смесь, включает в масс.(2030) портландцемента, (10-30) либо тонкомолотого кварцевого песка, либо золы - уноса ТЭС, (50-60) отходов газобетона и на 100 мас. частей смеси портладцемент,кремнеземистый,отходы газобетона, приходятся масс, частей (0,01-0,1) сульфонат меламина,(0,01-0,1) полиорганосилоксан,(0,1-0,4) эфира метиллцеллюлозы и (1-3) редисперсионного порошка сополимеров. Сухая цементная смесь является строительной смесью многофункционального применения,обеспечивающая следующие технологические показатели в растворах плотность затвердевшего раствора 400-800 г/см 3, влагопоглощение 3-6 ,трещиностойкость 8-10 см, морозостойкость 35-50 циклов, адгезия 1-2 МПа, теплопроводность 0,08-0,1 Вт/мК, насыпная плотность 400-600 г/см 3, прочность на сжатие 1,5-15 МПа.(72) Черноглазова Татьяна Викторовна Мофа Нина Николаевна Мансуров Зулхаир Аймухаметович(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Институт проблем горения Комитета науки Министерства образования и науки Республики Казахстан(57) Изобретение относится к области промышленности строительных теплоизоляционных материалов,в частности сухим смесям,используемых в кладке из стеновых камней,кирпича или бетонных блоков, а также для приготовления строительных растворов,используемых для штукатурных, облицовочных работ и при устройстве теплоизоляционных стяжек для системы подогреваемые полы, теплоизоляции Изобретение относится к области промышленности строительных теплоизоляционных материалов,в частности сухим смесям,используемых в кладке из стеновых камней, кирпича или бетонных блоков, а также для приготовления строительных растворов,используемых для штукатурных, облицовочных работ и при устройстве теплоизоляционных стяжек для системы подогреваемые полы,теплоизоляции промышленных холодильных камер и теплоизоляции котельного оборудования. Известна сухая цементная смесь, включающая совместно тонкоизмельченные портландцемент и суперпластификатор С-3 на основе натриевой соли продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом, причем в составе дополнительно используют минеральную расширяющую добавку,содержащую, масс.вулканическую породу 65-85,гипс 15-35, причем на 100 мас. ч, портландцемента приходится 1-7 мас. ч. суперпластификатора С-3 и 214 мас. ч., указанной добавки. В качестве вулканической породы добавка содержит туф, или вулканический пепел, или пемзу, или перлит. Известная сухая цементная смесь обеспечивает следующие физико-механические свойства бетонных образцов прочность при сжатии в 28 суточном возрасте - 70-75 МПа, морозостойкость - 600-800 циклов, водонепроницаемость - 0,8-1,2(РФ Патент 2148041, кл. С 04 В 7/13, С 04 В 28/02,опубл. 27.04.2000). Недостатком известного технического решения являются ограниченные возможности использования- бетонные конструкции, а также повышенная насыпная плотность смеси и теплопроводность конечного продукта при его использовании. Наиболее близким техническим решением к заявляемому, является сухая смесь для легкого строительного раствора,включающая портландцемент, кварцевый песок, вспученный легкий заполнитель и поверхностно-активное вещество, в качестве вспученного легкого заполнителя содержит вспученный перлит фракции менее 5 мм, в качестве поверхностно-активного вещества - два компонента - пластификатор лигносульфонат и воздухововлекающую добавку сульфонол и дополнительно - известь - пушонку при следующем соотношении, масс, ч портландцемент 1,0-1,2, кварцевый песок 0,5-2,0, указанный легкий заполнитель 0,1-0,05, известь - пушонка 0,1-0,25,указанная воздухововлекающая добавка 0,015-0,04. Известная сухая смесь для легкого строительного раствора обеспечивает следующие физикомеханические свойства предел прочность при сжатии 1,0 - 10,0 МПа, средняя плотность 400 - 1000 кг/м 3, теплопроводность 0,12 - 0,20 Вт/м 2 К. (РФ Патент 2251539, кл. С 04 В 38/00, опубл. 10.05.2005). Недостатком известного технического решения являются ограниченные возможности использования- легкого строительного раствора, а также пониженные физико-механические свойства конечного продукта. Задачей заявляемого технического решения является разработка сухой цементной смеси 2 многофункционального применения с использованием техногенного и природного сырья Казахстана. Техническим эффектом заявляемого состава является ускорение процесса твердения и повышенные физико-механические свойства прочность,адгезия,трещиностойкость в температурном интервале от -50 С до 500 С, а также низкие водопоглощение, теплопроводность и морозостойкость. Задача решается тем, что сухая цементная смесь,включает в масс.(20-30) портландцемента, (10-30) либо тонкомолотого кварцевого песка, либо золы уноса ТЭС, (50-60) отходов газобетона и на 100 мас. частей смеси портладцемент, кремнеземистый компонент, отходы газобетона, приходятся масс,частей (0,01-0,1) сульфонат меламина, (0,01-0,1) полиорганосилоксан,(0,1-0,4) эфира метиллцеллюлозы и (1-3) редисперсионного порошка сополимеров. Отличительным признаком заявляемого технического решения является то, что в качестве вспученного легкого заполнителя смесь содержит(50-60) масс. отходы газобетона, в качестве кремнеземистого компонента (10-30) масс. либо тонкомолотый кварцевый песок или золу - унос ТЭС,в качестве пластификатора - сульфонат меламина, а также модифицированные химические добавки на 100 мас. частей смеси портладцемент,кремнеземистый компонент, отходы газобетона,приходятся масс,частей(0,10-0,40) полиорганосилоксан,(0,1-0,4) эфир метиллцеллюлозы и (1-3) редисперсионного порошка сополимеров. В качестве вспученного легкого заполнителя используют отходы газобетона - техногенное сырье. Газобетон является хорошим теплоизолятором,благодаря наличию в его структуре большого объема микропор размером от 0,3-3 мкм,его теплопроводность составляет 0,2-0,3 Вт/мк. Таким образом, отходы газобетона, входящие в состав сухой цементной смеси до 50-60 мас. , позволяют достичь желаемого технического эффекта - повышения теплоизоляционных свойств заявляемой сухой цементной смеси. (Удодов, С.А, Черных В.Ф. / Особенности свойств сухих смесей с применением пористых заполнителей // Строительные материалы. 2006. - 3. - с.15-17). Основу фазового состава газобетона составляет тоберморит,который обеспечивает высокую прочность газобетона благодаря характерной морфологии его кристаллов от иголок до пластин. Армирующая структура тоберморита обеспечивает его высокую термостойкость как при высоких, так и низких температурах,что способствует повышению морозостойкости заявляемой смеси, содержащей газобетон. (Ружинский С, Портик А. / Все о газобетоне // ООО СТРОЙ-БЕТОН Санкт Петербург, 2006, -632 с). При использовании в заявляемой сухой цементной смеси отходов газобетона одновременно решается проблема утилизации промышленных отходов, составляющих до 15-20 от основного производства газобетона, что позволяет существенно удешевить себестоимость смеси. В качестве кремнеземистого компонента используют тонкомолотый кварцевый песок или золу- унос ТЭС, основой которых является диоксид кремния высокой дисперсности и реакционной способности с цементом, что обеспечивает прочность затвердевших растворов. (Е.Г. Казаков, Н.С. Карнеева, И.Ю. Пахаруков / О механизме повышения прочности тампонажного камня, содержащего алюмосиликатные микросферы // Территория Нефтегаз. - Камелот Паблишинг, 2008. - 2. - с.2629.) Сульфонат меламина, является эффективным пластификатором цементных растворов и сильнодействующим поверхностно-активным веществом (ПАВ), что позволяет снизить содержание воды и тем самым повысить прочность затвердевших цементных растворов. Наличие в смеси сульфоната меламина позволяет увеличить прочность затвердевших цементных растворов. (Несветаев, Г.В./ Эффективность применения суперпластификаторов в бетонах // Строительные материалы. 2006. -10. с.23-25.) Для повышения гидрофобных свойств затвердевшей смеси вводят гидрофобизатор. В качестве гидрофобизатора используют полиорганосилоксаны(кислородосодержащие высокомолекулярные кремнийорганические соединения с химической формулой 2, гдеорганическая группа (метальная, этильная или фенильная), обеспечивающие высокие гидрофобные свойста цементсодержащих материалов. Гидрофобизаторы позволяют существенно снизить водопоглощение затвердевших растворов и соответственно повысить морозостойкость.(Хигерович М. И., Байер В.Е. / Гидрофобнопластифицирующие добавки для цементов, растворов и бетонов. // М. Стройиздат, 1979.-126 с.) Для повышения реологических свойств раствора(сопротивление сползанию при толстом слое раствора), его удобоукладываемости смесь содержит эфир метиллцеллюлозы. Эфир метиллцеллюлозы по химическому составу совместим со всеми заявляемыми минеральными наполнителями и органическими вяжущими. Использование эфир метиллцеллюлозы в качестве модифицированной химической добавки позволяет наносить смесь толстым слоем без ее сползания и снижает трещинообразование затвердевшего раствора. (Корнеев В.И., Зозуля П.В., Медведева И.Н., Богоявленская Г.А., Нуждина Н.И. / Рецептурный справочник по сухим строительным смесям // СПб. РИА Квинтет, 2000 г) Заявляемая сухая цементная смесь содержит редисперсионный порошок сополимеров винилацетата и этилена в качестве органического клеевого вяжущего, легко растворимого в воде. Кроме того, редисперсионный порошок сополимеров повышает гидрофобность смеси и ее сцепление(адгезию) с поверхностью. Сополимеры винилацетата и этилена обладают низкой температурой стеклования, что обеспечивает их высокую эластичность при низких температурах, что повышает показатели морозостойкости строительной смеси. (Цюрбригген Р., Дильгер П. / Дисперсионные полимерные порошки особенности поведения в сухих строительных смесях (фирма ЕОТЕХ ,Швейцария) // Строительные материалы. - 1999. -3.- с.10-12.) Количественный состав компонентов смеси в заявляемом способе подобран экспериментально для достижения технического эффекта поставленной задачи. Варьируя количественным составом смеси,обеспечивают возможность ее использования как многофункциональной сухой цементной смеси для теплоизоляционных фасадных облицовочных и штукатурных составов, для заделки пустот и швов,теплоизоляционных половых стяжек,для теплоизоляции котельного оборудования. (Баженов,Ю. М., Коровяков В. Ф., Денисов Г. А. / Технология сухих строительных смесей учеб. пособие // М. АСВ, 2003. -с.96), (Бийтц, Р., Линдернау . / Химические добавки для улучшения качества строительных растворов // Строительные материалы.-1999, 3) Сухую цементную смесь готовят следующим образом. Измельчают 10-30 кг кремнеземистого компонента до фракции менее 100 мкм и 50-60 кг отходов газобетона до фракции менее 500 мкм. Перемешивают в мельнице до однородного состояния 20-30 кг портландцемента, 10-30 кг кремнеземистого компонента, 50-60 кг отходов газобетона, и на 100 ма. частей вышеуказанной смеси 0,10-0,40 полиорганосилоксана, 0,1-0,4 эфира метиллцеллюлозы, 1-3 редисперсионного порошка сополимеров и 0,01-0,10 сульфоната меламина. Для функционального применения заявляемой смеси, ее затворяют водой для дальнейшей гидратации и твердения. Содержание воды подбирают экспериментально до получения однородного раствора. Пример 1. Получение цементной смеси штукатурки теплоизоляционной для наружного применения. Все компоненты смеси в качественном и количественном соотношении таблицы 1, пример 1,тщательно перемешивают до получения однородного состояния и добавляют воду в количестве 700 мл на 1 кг смеси. Смесь твердеет в течение 12 часов. Все технические показатели определяют после полного высыхания и завершения процессов гидратации цемента после 28 дней. Примеры приготовления смесей 2, 3, 4 таблицы 1 осуществляют аналогично примеру 1. В таблице 1 приведено содержание компонентов сухих цементных смесей различного функционального назначения штукатурка теплоизоляционная для наружного применения(состав 1), облицовочные теплоизоляционные составы для заделки пустот и швов (состав 2),стяжка напольная теплоизоляционная (состав 3),штукатурка для теплоизоляции котлов (состав 4). Компоненты сухой цементной смеси портландцемент М 400 Д 0 кремнеземистый компонент - кварцевый песок кремнеземистый компонент - зола-унос теплоизоляционный наполнитель(отходы газобетона) Пластификатор,торговые марки модифицирующих химических добавок,Гидрофобизатор (сверх 100) в масс. частях пластификатор 0 эфир целлюлозы 60 010 МКХ 4500040 редисперсионный порошок 8031 Н Гидрофобизатор 40 Технологические показатели цементной смеси в растворах Плотность затвердевшего раствора г/см 3 влагопоглощение,Трещиностойкость, см Морозостойкость, циклы Адгезия, прочность сцепления с основанием,МПа Теплопроводность Вт/мК Насыпная плотность,г/см 3 Прочность на сжатие,МПа штукатурка теплоизоляционная для наружного применения 1 Содержание компонентов в составах, кг облицовочные стяжка напольная штукатурка для теплоизоляционные теплоизоляцион- теплоизоляции составы для заделки ная 3 котлов 4 пустот и швов 2(плотность затвердевшего раствора, водопоглощение, адгезия и морозостойкость) определяют в соответствии с ГОСТ 31356 -2007 Смеси сухие строительные на цементном вяжущем. Методы испытания. Трещиностойкость определяют по методу Клина и 4 оценивают по толщине затвердевшего раствора, на которой появляются визуально различимые трещины. (Финогенов Г.Н. / Определение трещиностойкости клеев по методу Клина. // Журнал Клеи, Герметики. Технологии. 2006, 10,стр 26-28). Теплопроводность составов оценивают по ГОСТ 7076-99 Материалы и изделия строительные. Методы определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Сухая цементная смесь,включающая портландцемент,кремнеземистый компонент,вспученный легкий заполнитель и пластификатор,отличающаяся тем,что в качестве кремнеземистого компонента она содержит либо тонкомолотый кварцевый песок либо золу - унос ТЭС, в качестве вспученного легкого заполнителя отходы газобетона при соотношение компонентов,масс.портландцемент 20 - 30 кремнеземистый компонент 10 - 30 отходы газобетона 50 - 60,а в качестве пластификатора - сульфонат меламина и дополнительно модифицированные химические добавки - эфир метиллцеллюлозы,редисперсионный порошок сополимеров и гидрофобизатор - полиорганосилоксан при этом на 100 мас. частей смеси портландцемент,кремнеземистый компонент, отходы газобетона приходятся масс. частей сульфонат меламина 0,01 - 0,10 полиорганосилоксан 0,01 - 0,10 эфир метиллцеллюлозы 0,10 - 0,40 редисперсионный порошок сополимеров 1,00 - 3,00.