Строительный раствор
Владельцы патента RU 2355659:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" (RU)
Изобретение относится к составу строительного раствора и может найти применение при устройстве стяжек монолитных полов, каменной кладке из пустотелого кирпича и керамических камней, а также бутовой кладке. Строительный раствор содержит цемент, песок фракционного состава, мас.%: 2,5-5,0 мм - 52-74, 0,5-2,5 мм - 18-34, 0,16-0,5 мм - 8-14 и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: цемент - 22,7-24,0, указанный песок - 67,36-68,2, вода - 8,8-9,1. Технический результат - повышение прочности и водонепроницаемости. 1 табл.
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для устройства стяжек монолитных полов, каменной кладки из пустотелого кирпича и керамических камней, а также бутовой кладки.
Известны строительные растворы, включающие вяжущее, минеральный заполнитель и воду при соотношении цемент: песок, равном 1:3 [1]. Причем при использовании в качестве заполнителя песка принимается стандартный гранулометрический состав [2], что не обеспечивает максимальной эффективности структуры растворов и их свойств.
Известен строительный раствор, применимый для кладочных, штукатурных и других видов работ при строительстве зданий и сооружений, следующего состава, мас.%: цемент 24-26, песок 73-75, отработанная глина с содержанием жиров до 10% 0,25-1, вода 10,8-14,3 [3].
Данный раствор характеризуется повышенной подвижностью, однако прочность раствора недостаточна.
Известна сухая смесь для приготовления строительного раствора, включающая, мас.%: известково-цементное вяжущее 7-29, песок 71-93, органические добавки 0-0,2 [4].
Причем в песке вес зерен фракции 0,5-1,25 мм превышает суммарный вес других фракций (1,25-2,5 мм, 0-0,5 мм), но не более чем в три раза.
По количеству общих признаков и достигаемому результату данное техническое решение наиболее близко к заявляемому и выбрано в качестве прототипа.
Однако недостатком прототипа является низкая прочность и водонепроницаемость раствора.
Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в получении строительного раствора повышенной прочности и водонепроницаемости при меньшем расходе цемента за счет создания жесткого каркаса из заполнителя с минимальным объемом межзерновых пустот.
Поставленная задача достигается тем, что в строительном растворе, включающем цемент, фракционированный песок, воду, использовался песок при следующем соотношении фракций, мас.%: от 2,5 до 5,0 мм - 52-74, от 0,5 до 2,5 мм - 18-34, от 0,16 до 0,5 мм - 8-14, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
цемент - 22,7-24,0
песок - 67,36-68,2
вода - 8,8-9,1
Существующая на сегодняшний день нормативная схема разделения фракций заполнителя при определении гранулометрического состава показывает, что в данной схеме используется коэффициент раздвижки зерен, равный по величине 1,2 [2]. Для более плотной упаковки и использования наименьшего количества цемента при сохранении или увеличении прочности раствора необходимо подобрать фракционный состав заполнителя, обеспечивающий формирование структуры раствора с коэффициентом раздвижки зерен заполнителя около 1.
С технологической и экономической точки зрения наиболее рациональным является непрерывный фракционный состав, что позволяет полностью использовать весь добытый или произведенный песок без отбраковки части партии. Кроме этого, требует учета необходимость сокращения времени и затрат на рассев песка.
Исходя из вышесказанного, наиболее подходящим для получения прочного и плотного раствора будет разделение песка на следующие фракции: 5-2,5 мм, 2,5-0,5 мм, 0,5-0,16 мм. При подобном фракционировании коэффициент раздвижки зерен песка будет близок 1, что позволяет получить раствор с наиболее плотной упаковкой зерен заполнителя. Межзерновая пустотность для реального песка составляет 38-40%. При оптимальном гранулометрическом составе минимальная величина межзерновой пустотности составляет 5,4%.
Доказательством достижения задачи являются результаты экспериментальных исследований образцов из предлагаемого раствора, выполненные в соответствии с требованиями ГОСТ 5802-86 «Растворы строительные. Методы испытаний», приведенные в таблице.
В исследованиях использовался портландцемент ГЩ500 ДО, песок кварцево-полевошпатный по ГОСТ 8736-93, рассеянный на фракции 2,5-5 мм, 0,5-2,5 мм, 0,16-0,5 мм с использованием набора стандартных сит, вода водопроводная.
| 1 прототип | 2 | 3 | 4 | |
| Состав раствора, мас.%: | ||||
| Цемент | 19,1 | 22,7 | 23,35 | 24,0 |
| Добавка | од | - | - | - |
| Вода | (в/ц=0,4) | 9,1 | 8,87 | 8,64 |
| Песок, в том числе: | 60 | 68,2 | 67,78 | 67,36 |
| фракции 1,25-2,5 мм | 20 | - | - | - |
| фракции 0,5-1,25 мм | 40 | - | - | - |
| фракции 0-0,5 мм | 20 | - | - | - |
| фракции 2,5-5,0 мм | - | 74 | 63 | 52 |
| фракции 0,5-2,5 мм | - | 18 | 26 | 34 |
| фракции 0,16-0,5 мм | - | 8 | 11 | 14 |
| Свойства раствора: | ||||
| Предел прочности при сжатии, МПа | 12,8 | 23,4 | 25,1 | 27,5 |
| Водонепроницаемость | W2 | W6 | W6 | W6 |
Анализ результатов, представленных в таблице, позволяет заключить, что по сравнению с прототипом предел прочности при сжатии заявляемого строительного раствора выше на 80%, а водонепроницаемость - в 3 раза.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. А.П.Чехов и др. Справочник по бетонам и растворам. Киев. Будивельник. 1972, с.170-171.
2. ГОСТ 8736-93 «Песок для строительных работ. Технические условия». М.: Издательство Стандартов, 1993.
3. Патент Российской Федерации №2129107, С04В 28/04, 20.04.1999.
4. Патент Российской Федерации №2196752, С04В 28/04, С04В2 8/02, С04В 111:20, 20.04.1999.
Строительный раствор, включающий цемент, фракционированный песок, воду, отличающийся тем, что использован песок при следующем соотношении фракций, мас.%: от 2,5 до 5,0 мм - 52-74, от 0,5 до 2,5 мм - 18-34, от 0,16 до 0,5 мм - 8-14 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| цемент | 22,7-24,0 |
| песок | 67,36-68,2 |
| вода | 8,8-9,1 |
