Сухая строительная смесь



Владельцы патента RU 2786931:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" (RU)

Изобретение относится к производству строительных материалов и, в частности, к сухим строительным смесям, применяемым для изготовления штукатурных строительных растворов, и может быть использовано для создания отделочных покрытий. Технический результат: обеспечение необходимой адгезии с повышением физико-механических свойств и эксплуатационных характеристик покрытий на основе сухой строительной смеси, а также снижение стоимости конечной продукции с одновременным улучшением экологической обстановки за счет использования в составе смеси техногенных отходов. Сухая строительная смесь содержит портландцемент, структурообразующе-армирующую добавку, суперпластификатор и мелкий заполнитель. Применяют портландцемент ЦЕМ II/А-Ш 32,5Б и суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира, в качестве структурообразующе-армирующей добавки используют отходы производства базальтового волокна длиной 7-15 мм, шириной 3-5 мм, толщиной 0,13±0,03 мм, а в качестве мелкого заполнителя – песчаную фракцию отсева бетонного лома крупностью 0,16-0,325 мм, при следующем содержании компонентов в мас.%: портландцемент ЦЕМ II/А-Ш 32,5Б 13,8-18,5; суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира 0,7-1,1; отходы производства базальтового волокна 4,4-5,8; песчаная фракция отсева бетонного лома 76,4-79,3. 3 табл.

 

Изобретение относится к производству строительных материалов и, в частности, к сухим строительным смесям, применяемым для изготовления штукатурных строительных растворов, и может быть использовано для создания отделочных покрытий.

Известна сухая строительная смесь со сверхпроникающей в бетон способностью и высокой адгезией, на основе наноцемента общестроительного, включающая песок для строительных работ фракции 0,63 мм, хлорид кальция, натрий азотнокислый и натрий углекислый, дополнительно содержит сульфат калия и наноцемент общестроительный в качестве вяжущего, при следующем соотношении компонентов, мас. %: указанный песок 50,3-53,9, наноцемент общестроительный 40-42, сульфат калия 2,5-3,0, натрий углекислый 2,0-2,5, натрий азотнокислый 1,5-2,0, хлорид кальция 0,1-0,2 (патент РФ № 2576760, МПК C04B 28/00, C82B 3/00, C04B 41/65, 2015 г.).

Недостатком прототипа является низкая ударная вязкость бетона, полученного в результате твердения смеси, что затрудняет его применение в качестве ремонтного состава для ограждающих конструкций.

Известна сухая строительная смесь, включающая портландцемент, заполнитель и пластифицирующую добавку, отличающаяся тем, что в качестве заполнителя в ней использован кварцевый песок с модулем крупности, равным 0,95-1,05, а в качестве пластифицирующей добавки использован железистый гидратный кек - отход цветной металлургии, измельченный до прохождения через сито с отверстиями 0,2 мм, при следующем соотношении компонентов, мас. ч.: портландцемент - 0,75-1; указанный кварцевый песок - 2,9-3,0; указанный железистый гидратный кек -0,3-0,55 ( патент РФ № 2520652, МПК C04B 28/04, 2014 г.).

Недостатком такой смеси является низкая подвижность, пластичность и водоудерживающая способность смеси, а также высокая стоимость готовой строительной смеси.

В качестве ближайшего аналога (прототипа) выбрана сухая строительная смесь, которая включает минеральное вяжущее, природный кварцевый песок и отсев известнякового щебня, комплексную добавку УП-4 и отходы производства полипропиленовых волокон, при следующем соотношении компонентов, мас. %: портландцемент - 19,65-18,7, природный кварцевый песок с модулем крупности, равным 1,82 - 43,0-37,0, отсев известнякового щебня фракции 0-5 мм - 37,0-44,0, комплексная добавка УП-4 - 0,15-0,1, отходы производства полипропиленовых волокон - 0,2 ( патент РФ № 2528774, МПК C04B 28/04, 2014 г.).

Недостатком такой смеси является недостаточная прочность отделочного покрытия, изготовленного из указанной смеси, на растяжение и сжатие.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение физико-механических свойств и эксплуатационных характеристик покрытий на основе сухой строительной смеси.

Технический результат, проявляющийся при решении поставленной задачи, выражается в обеспечении необходимой адгезии с повышением физико-механических свойств и эксплуатационных характеристик покрытий на основе сухой строительной смеси, а также в снижении стоимости конечной продукции с одновременным улучшением экологической обстановки, за счет использования в составе смеси техногенных отходов.

Поставленная задача решается тем, что сухая строительная смесь, содержащая портландцемент, структурообразующе-армирующую добавку, суперпластификатор и мелкий заполнитель, отличается тем, что применяют портландцемент ЦЕМ II/А-Ш 32,5Б, в качестве структурообразующе-армирующей добавки используют отходы производства базальтового волокна длиной 7-15 мм, шириной 3-5 мм, толщиной 0,13±0,03 мм, суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира, а в качестве мелкого заполнителя – песчаную фракцию отсева бетонного лома крупностью 0,16-0,325 мм, при следующем содержании компонентов в мас. %:

портландцемент ЦЕМ II/А-Ш 32,5Б – 13,8-18,5;

суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира – 0,7-1,1;

отходы производства базальтового волокна – 4,4-5,8;

песчаная фракция отсева бетонного лома – 76,4-79,3.

Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.

Признак «применяют портландцемент ЦЕМ II/А-Ш 32,5Б» обеспечивает повышенную прочность сухой строительной смеси через трое суток твердения.

Признак «применяют суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира» описывает тип используемого суперпластификатора, который позволяет повысить удобоукладываемость сухой строительной смеси при снижении водоцементного отношения, что положительно сказывается на структурообразовании бетона при исключении процесса микротрещинообразования.

Признак «в качестве структурообразующе-армирующей добавки используют отходы производства базальтового волокна длиной 7-15 мм, шириной 3-5 мм, толщиной 0,13±0,03 мм» позволяет создать более прочный композит на микро- и макроуровнях, что положительно сказывается на целом комплексе физико-механических свойств, включая прочность при сжатии, растяжении и изгибе.

Признак «в качестве мелкого заполнителя используют песчаную фракцию отсева бетонного лома крупностью 0,16-0,325 мм» способствует повышению экологичности за счет утилизации отходов сноса зданий с одновременным задействованием ранее непрореагировавших бетонных цементных частиц.

Признаки «при следующем содержании компонентов в мас. %:

портландцемент ЦЕМ II/А-Ш 32,5Б – 13,8-18,5;

суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира – 0,7-1,1;

отходы производства базальтового волокна – 4,4-5,8;

песчаная фракция отсева бетонного лома – 76,4-79,3» описывают оптимальное соотношение компонентов.

Сведения об используемых компонентах приведены в таблице 1.

Таблица 1

Компоненты бетонной смеси

Компонент Нормативный документ Пример источника Характеристики Назначение в составе бетонной смеси
Портландцемент II/А-Ш 32,5Б ГОСТ 31108-2003 ГОСТ 31108-2003 Класс прочности 32,5 Вяжущее
Суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира ГОСТ 24211-2008 ГОСТ 24211-2008 Водоредуцирующая способность 75-80% Пластифицирующий химический модификатор
Отходы производства базальтового волокна ГОСТ 30459-2008 Предоставлен БГТУ им. В.Г. Шухова Длина 7-15 мм,
ширина 3-5 мм
толщина 0,13±0,03 мм
Структурообразующе-армирующая добавка
Песчаная фракция отсева бетонного лома ГОСТ 8736-2014 Бетонный лом Крупность 0,16-0,325 мм Мелкий заполнитель

Заявляемую сухую смесь готовят на стандартном оборудовании по стандартной технологии в несколько этапов.

1. Предварительно перерабатывают отходы производства базальтового волокна с помощью фрезерно-валкового агрегата комбинированного действия до получения частиц длиной 7-15 мм, шириной 3-5 мм, толщиной 0,13±0,03 мм.

2. Смешивают все остальные компоненты в лопастном роторном смесителе в течение 5-7 минут до однородности.

3. Подготовленные по п. 1 отходы производства базальтового волокна вводятся в смеситель небольшими порциями для равномерного распределения по всему объему смеси.

4. После интенсивного и тщательного перемешанная готовая смесь из смесителя подается в бункер готовой продукции, откуда материал упаковывается в мешки с помощью фасовочной машины.

Для обеспечения устойчивого состава смеси следует осуществлять постоянный контроль влажности сырья и выполнять корректировку состава перед дозированием.

Примеры составов бетонной смеси приведены в таблице 2.

Таблица 2

Составы бетонной смеси

Компонент Содержание, мас. %
Состав 0 Состав 1 Состав 2 Состав 3 Состав 4 Состав 5
Портландцемент II/А-Ш 32,5Б 18,5 18,5 18,3 16,1 13,8 13,8
Суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира 0,7 0,7 0,8 0,9 1,1 1,1
Отходы производства базальтового волокна 0 4,4 4,4 4,5 5,8 10
Песчаная фракция отсева бетонного лома крупностью, мм:
0,16
- - - - 79,3 83,5
0,20 80,8 76,4 - - -
0,30 - 76,5 - -
0,325 - - 78,5 -
Всего: 100 100 100 100 100 100

Эксплуатационные характеристики разработанных сухих строительных смесей приведены в таблице 3.

Таблица 3

Свойства бетонной смеси

Характеристика Прототип Состав 0 Состав 1 Состав 2 Состав 3 Состав 4 Состав 5
Водоудерживающая способность, %, 95 94,2 96,2 95,9 95,6 95,3 94,3
Прочность сцепления с основанием, МПа 0,4 0,5 1,4 1,1 0,8 0,5 0,5
Водопоглощение при капиллярном подсосе, кг/м2 0,40 0,42 0,22 0,26 0,30 0,33 0,43
Коэффициент паропроницаемости, мг/м∙ч∙Па 0,020 0,018 0,035 0,031 0,028 0,024 0,020
Наличие трещин вследствие усадки есть есть нет нет нет нет есть
Водопоглощение затвердевших растворов, % по массе 15 15,3 9,8 10,6 11,5 12,5 15,2
Предел прочности при сжатии, МПа 10,00 12,36 36,21 33,24 29,55 24,82 14,32
Предел прочности при изгибе, МПа 1,26 2,32 11,23 9,21 7,32 5,27 3,65
Морозостойкость, циклов 50 50 60 60 60 60 50
Морозостойкость контактной зоны, циклов 50 50 55 55 55 55 50
Атмосферостойкость покрытия, циклы 100 100 150 150 150 150 100

На основе данных таблицы 3 можно сделать вывод, что заявляемый состав сухой строительной смеси имеет следующие преимущества по сравнению с известными:

- повышены физико-механические свойства и эксплуатационные характеристики в несколько раз;

- снижен расход портландцемента за счет его отходами производства базальтового волокна и отсевом бетонного лома;

- повышена экологичность благодаря сниженному потреблению портландцемента с одновременной утилизацией техногенных отходов.

Граничные условия по повышенному и пониженному содержанию компонентов (составы 0 и 5) показывают оптимальные составы (составы 1-4), которые обеспечивают необходимый комплекс максимальных значений физико-механических свойств и эксплуатационных характеристик сухих строительных смесей.

Пример (табл. 2, состав 1)

Смешиваем 18,5 кг портландцемента II/А-Ш 32,5Б), 0,7 кг суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира и 76,4 кг песчаной фракции отсева бетонного лома крупностью 0,20 мм в лопастном роторном смесителе в течение 5-7 минут до однородности.

Предварительно перерабатываем отходы производства базальтового волокна с помощью фрезерно-валкового агрегата комбинированного действия до получения частиц длиной 7-15 мм, шириной 3-5 мм, толщиной 0,13±0,03 мм и вводим в смеситель небольшими порциями для равномерного распределения по всему объему смеси в количестве 4,4 кг.

После интенсивного и тщательного перемешанная готовую смесь из смесителя подаем в бункер готовой продукции, откуда материал упаковывается в мешки с помощью фасовочной машины.

Для обеспечения устойчивого состава смеси следует осуществлять постоянный контроль влажности сырья и выполнять корректировку состава перед дозированием.

Сухая строительная смесь, содержащая портландцемент, структурообразующе-армирующую добавку, суперпластификатор и мелкий заполнитель, отличающаяся тем, что применяют портландцемент ЦЕМ II/А-Ш 32,5Б и суперпластификатор на основе поликарбоксилатного эфира, в качестве структурообразующе-армирующей добавки используют отходы производства базальтового волокна длиной 7-15 мм, шириной 3-5 мм, толщиной 0,13±0,03 мм, а в качестве мелкого заполнителя – песчаную фракцию отсева бетонного лома крупностью 0,16-0,325 мм при следующем содержании компонентов в мас.%:

портландцемент ЦЕМ II/А-Ш 32,5Б 13,8-18,5
суперпластификатор на основе
поликарбоксилатного эфира 0,7-1,1
отходы производства базальтового волокна 4,4-5,8
песчаная фракция отсева бетонного лома 76,4-79,3



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления строительных изделий и конструкций в технологии аддитивного производства методом послойного экструдирования (3D-печати) сырьевой смеси. Сырьевая смесь для экструзии на 3D-принтере включает, мас.%: портландцемент, содержащий, мас.%: трехкальциевый силикат 68,1, трехкальциевый алюминат 7,2, 20,0-23,0, кварцевый песок с модулем крупности 2,2-2,4 и влажностью 1-2% 62,44-65,84, суперпластификатор «MasterGlenium 430» на основе поликарбоксилатных эфиров 0,20-0,23, тонкомолотый пуццолановый компонент - биокремнезем с гидравлической активностью не менее 1400 мг/г, степенью помола не менее 1100 м2/кг 2,0-2,3, метилсилантриол калиевую соль «ГКЖ-11К» 0,010-0,012, воду 11,950-12,018.
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для аддитивного производства методом послойной экструзии (3D-печати) строительных изделий, конструкций, зданий и сооружений. Способ строительной 3D-печати включает приготовление бетонной смеси, включающей портландцемент, кварцевый песок с модулем крупности 1,2-3 и воду, выдавливание ее в виде пластичного филамента через раздаточную головку принтера и укладку в проектное положение, приготовление модифицированной бетонной смеси для переходного слоя и ее укладку на филамент из указанной бетонной смеси, осуществление технологического перерыва в течение 10, 360 или 720 минут с последующим возобновлением укладки после технологического перерыва указанного филамента, при этом модифицированная бетонная смесь для переходного слоя включает, мас.%: портландцемент 20,0-30,0, кварцевый песок с модулем крупности 1,2-3 44,4-69,8, суперпластификатор «MasterRheobuild 183» на основе нафталинсульфонатов 0,1-0,6, тонкомолотый пуццолановый компонент – метакаолин с гидравлической активностью не менее 1200 мг/г, степенью помола не менее 2000 м2/кг 1-9, метилсиликонат калия 0,1-0,5, воду 9-15,5.
Изобретение относится к строительству, в частности к составам бетонных смесей, и может быть использовано для монолитного бетонирования тонкостенных конструкций подземных сооружений. Бетонная смесь содержит, мас.%: портландцемент ЦЕМ II/А-Ш 32,5Б 15,2-18,5, суперпластификатор Master Glenium 0,698-1,1, нанокремнезем в аморфном состоянии с размером частиц 5-100 нм 0,002-2,0, песчаную фракцию отсева бетонного лома крупностью 0,16-0,325 мм 65,0-69,3, алюмосиликатную добавку с общим содержанием оксидов кремния и алюминия 70 мас.%, для изготовления которой золошлаковую смесь подвергают дезинтеграции с получением фракции размером до 10 мм, которую очищают от недожога и железосодержащих компонентов, 5,0-5,4, воду - остальное.

Изобретение относится к области дорожного строительства и может быть использовано для укрепления грунтов при устройстве слоев оснований и покрытий дорожных одежд. Фиброцементогрунтовая смесь содержит, мас.%: природный грунт 63,0-80,0, портландцемент 4,0-10,0, базальтовое волокно, являющееся отходом производства базальтовых теплоизоляционных плит, длиной от 0,01 до 3,00 мм, или стеклянное волокно длиной от 10,00 до 30,00 мм, или полипропиленовое волокно длиной от 10,00 до 30,00 мм, или углеродное волокно длиной от 10,00 до 30,00 мм, 0,5-3,5, вода - остальное.
Изобретение относится к области промышленности строительных материалов. Технический результат: снижение расхода портландцемента и суперпластификатора, повышение формоустойчивости и обеспечение отсутствия дефектов в виде разрывов напечатанных слоев из модифицированной сырьевой смеси с возможностью ее экструдирования на строительных 3D-принтерах, снижение усадочных деформаций, водопоглощения, повышение предела прочности при изгибе затвердевших композитов, напечатанных на 3D-принтере.
Изобретение относится к быстросхватывающимся модифицированным тампонажным смесям на цементном вяжущем для оперативного закрепления неустойчивых массивов горных пород, тампонажа скважин и остановки водопритоков в горных массивах и строительных конструкциях общестроительного, гидротехнического назначения, ограждающих конструкций различных типов с применением буроинъекционных технологий.
Изобретение относится к области строительства, а именно к технологии приготовления фибробетонных смесей и изделий из них, и может быть использовано в технологии производства изделий и конструкций в монолитном строительстве, в сборном строительстве. Способ приготовления фибробетонной смеси включает перемешивание портландцемента, мелкого заполнителя, металлической фибры в течение 5 мин, введение воды затворения, суперпластификатора и дополнительное перемешивание в течение 5 мин.
Изобретение относится к области промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления строительных изделий и конструкций в технологии аддитивного производства методом послойного экструдирования (3D-печати) бетонной смеси на основе портландцемента, песка, тонкомолотого пуццоланового компонента, суперпластификатора и полифенилэтоксисилоксана.
Изобретение относится к области промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления строительных изделий и конструкций в технологии аддитивного производства методом послойного экструдирования (3D-печати) бетонной смеси. Бетонная смесь для аддитивного строительного производства включает, мас.%: портландцемент, содержащий, мас.%: трехкальциевый силикат 68,1, трехкальциевый алюминат 7,2, 21,0-24,0, кварцевый песок с модулем крупности 2,2-2,4 и влажностью 1-2% 63,1-66,5, суперпластификатор «Реламикс ПК» в виде сополимера на основе полиоксиэтиленовых производных ненасыщенных карбоновых кислот 0,21-0,24, тонкомолотый пуццолановый компонент – метакаолин с гидравлической активностью не менее 1200 мг/г, степенью помола не менее 2000 м2/кг 2,1-2,4, воду 10,19-10,26.

Изобретение относится к производству строительных материалов, используемых для утепления ненесущих наружных стеновых ограждающих конструкций энергосберегающих зданий. Сырьевая композиция для получения негорючего полистиролбетона марок по средней плотности D250-D350 и классом прочности В0,75-В1,5 содержит, мас.%: портландцемент с активностью не менее 50 МПа 75,3-80,3, полистирол вспененный гранулированный - ПВГ с гранулами средней плотности не более 15 кг/м3, полученными вспениванием полистирола самозатухающего с антипиреновыми добавками, имеющего группу воспламеняемости не более В2, 1,6-1,7, микрокремнезем марки МК-85 7,6-12,5, комплексную химическую добавку 3,0-4,2, воду - остальное.
Изобретение относится к строительным материалам, в частности к легким бетонам конструкционно-теплоизоляционного и конструкционного назначения, и может быть использовано при изготовлении бетонных и железобетонных изделий и конструкций (монолитных, сборно-монолитных и сборных), применяемых в гражданском, промышленном и транспортном строительстве.
Наркология
Наверх