Композитний матеріал для запобігання утворенню висолів на поверхні будівельних матеріалів

Корисна модель відноситься до будівельної галузі - виробництва будівельної цегли, яка виготовляється із цементного бетону методом вібропресування, статичного напівсухого пресування, а також лицювальної плитки, блоків та інших виробів, які експлуатуються в умовах нормальної та підвищеній вологості. Відомі керамічні будівельні вироби, які виготовляються із суміші глинистих та кремнеземних матеріалів методом пресування з наступним випалюванням готових виробів в спеціальних випалювальних печах [див. Комплекс малой производительности для производства керамического кирпича полусухого прессования. Каталог справочник. М, НП ВЭО «МАШМИР», 1992 г.] - аналог. Недоліком цих виробів є те, що цеглу та споруду із неї для зниження водопоглинання покривають водовідштовхуючою полімерною плівкою, а це підвищує витрати при експлуатації будівельних споруд. Найближчим технічним рішенням композитного матеріалу для запобігання утворення висолів на поверхні будівельних виробів із цементного бетону існує технологія виробництва бетонних стінових матеріалів [«Спосіб виробництва бетонних стінових матеріалів», Україна, деклараційний патент № 13923 кл. СО 4В 28/14, публ. 17.04.2006, Бюл. № 4]. Технологія згідно із найближчим аналогом включає підготовку швидкотвердіючого в'яжучого бетонної суміші, до складу якого входять портландцемент, напівводяний гіпс b - або a - модифікації та активний мікронізований кремнеземний компонент. Після дозування в'яжучого, заповнювача та пігменту в пропорції, згідно з патентом на корисну модель, проводиться перемішування з одночасним подрібненням цих складових у стержньовому змішувачі до одержання однорідної бетонної суміші, а при додаванні необхідної кількості води проводять перемішування в стержньовому змішувачі до одержання однорідної бетонної маси. Після напівсухого пресування на гідравлічному пресі виготовлені бетонні вироби (цегла) без подальшого обробляння в автоклавах та пропарювальних камерах, мають параметри, які відповідають показникам стандарту на будівельну цеглу ДСТУ Б В 2.7.7-94. Недоліком цієї технології та складу вихідної сировини бетонних стінових матеріалів є те, що завдяки двом факторам під час експлуатації цих виробів при нормальній та підвищеній вологості на лицьовій поверхні з'являються білого кольору (висоли). По-перше, це присутність водорозчинних солей усередині цементного матеріалу, а по-друге присутність також вологи, яка розчиняє ці солі та потім транспортує їх на поверхню. Після висихання вологи на поверхні залишаються білясті соляні плями (висоли), які необхідно видалити водою з поверхні, а після повторного висихання стіни необхідно покривати гідрофобізуючим розчином чи плівкостворюючими мінеральними матеріалами, які перешкоджають зволоженню будівельного матеріалу стіни та повторному виносу водорозчинних солей на її поверхню. Таким чином, ці заходи застосовуються тоді, коли висоли вже з'явилися на лицьових поверхнях виробів. Тому роботи по будівництву з такими виробами взимку та в холодну пору року проводити не можливо. В основу композитного матеріалу, згідно з корисною моделлю, поставлена задача по запобіганню появи розчинних сполук на поверхні будівельних матеріалів із цементного бетону під час їх експлуатації при нормальній та підвищеній вологості. До водорозчинних сполук відносяться луги цементу, заповнювачів та різних регуляторів властивостей цих будівельних матеріалів, а також гідроксид кальцію, що утворюється при гідратаційному твердненні цементу. Ця задача вирішується за рахунок виготовлення бетонної суміші, складові частини якої містять як в'яжуче портландцемент чи шлакопортландцемент, а як заповнювач - дрібний пісок, вапняк середньої щільності, гранульований шлак, продукт від розпилювання черепашника (тирсу), а також забарвлювач та воду. Після дозування та перемішування з водою із бетонної маси методом напівсухого пресування отримують бетонні вироби, наприклад будівельну цеглу. А відповідно до корисної моделі в складі в'яжучого додатково міститься один із перелічених водовідштовхуючих (гідрофобних) розчинів, а саме: ГКЖ-10, ГКЖ-11, ГКЖ-12, ГКЖ-94 кількістю 0,3.. .0,6 % від об'єму цементу, або одна із наступних порошкоподібних хімічних сполук в % від об'єму цементу, а саме: - азоліт 0,19...0,22, поліакриламід - 0,23...0,27, кальцій стеаратнокислий - 0,5...1,0, метилгідроксиетилцелюлоза марка MB 10007 PL - 0,45.. .0,55, а співвідношення сировинних складових композитного матеріалу становить, мас. %: Зазначене в'яжуче 12,0...25,0 Інертний заповнювач 75,0...88,0 Вода від об'єму бетонної суміші 6,0...12,0 Наявність у складі в'яжучого однієї із хімічних сполук, запропонованих відповідно до корисної моделі, дозволяє зменшити в будівельних матеріалах або повністю нейтралізувати капілярне переміщення вологи до поверхні виробів та в зворотному напрямку за рахунок блокування капілярного транспортування вологи, а разом з нею, водорозчиненних сполук до поверхні виробів чи стін будівлі. Таким чином, навіть при наявності деякої кількості вологи всередині матеріалу будівельних виробів на їх поверхні не з'являються. Нижні та верхні граничні величини для кожної хімічної сполуки зумовлені кількома факторами. По-перше, при значенні кількості менше ніж нижня межа або більше ніж верхня межа порушується рівновага кінетичного стану при хімічних реакціях багатокомпонентної сполуки і хімічна реакція не відбувається, а по-друге, зменшується межа міцності на стиск по перерізу будівельних виробів, тобто погіршується один із головних показників якості - марка цегли. При виробництві цегли з використанням цементного бетону кількісні показники вихідних сировинних складових обумовлені технологією приготування бетонного розчину та формування їх методом напівсухого пресування без проведення теплової та вологої обробки готової цегли. При цьому основні показники якості цих виробів (вага, геометричні розміри, показники міцності, а також фізичні властивості) повинні відповідати показникам Держстандарту України. Так при кількості заповнювача менше 75,0% готові вироби мають меншу об'ємну масу, а деякі розміри геометричні розміри лицювальної цегли не відповідають показникам ДСТУ Б В 2.7.7-94. Якщо кількість в'яжучого бетонної суміші менше 12,0%, то не виконуються показники фізичних властивостей та міцності цегли, тобто маємо браковану продукцію. Якщо ж заповнювача буде більше ніж 88,0%, то отримаємо збільшення об'ємної маси цегли та невиконання потрібної геометрії особливо лицювальної цегли з порожнинами всередині. А при збільшенні кількості в'яжучого вище верхньої межі відбуваються перевитрати його та погіршення економічних показників виробництва. Витрати води в межах 6,0...12,0% відносно об'єму бетонної суміші зумовлені фізичними властивостями заповнювачів (неоднакова щільність) та фізичними властивостями процесу формування та напівсухого пресування будівельних виробів. Для перевірки умов запобігання утворення висолів на поверхні будівельних матеріалів була виготовлена лицювальна цегла в умовах виробництва наступних фірм «АНТАРЕС» м. Вознесенськ, Херсонської обл.., «ПАМІР» м. Дніпропетровськ. В якості заповнювачів використовували тирсу - продукт від розпилювання черепашника, пісок дрібний Мк = 1,65...1,72, вапняк середньої плотності, гранітний відсів, гранульований доменний шлак. В якості в'яжучого використовували портландцемент М 400, який виготовляють цементні заводи України, а саме: Криворізький, Миколаївський, Амвросіївський та Балаклеївський, з додаванням хімічних сполук в кількості, які наведені в запропонованій корисній моделі. Бетонну суміш перемішували в стержньовому змішувачі з додаванням води до однорідної маси бетонного розчину, а формування лицювальної цегли проводили методом напівсухого пресування. Одержана у такий спосіб лицювальну цеглу, як з добавкою хімічних сполук до складу в'яжучого так і без добавки, перевіряли в умовах підвищеної вологості. Зразки цегли при перевірці розмістили у воді на глибину 1 см, а решту цеглини, тобто надводну частину обдували повітрям з допомогою вентилятора. У такий спосіб визначали кінетику водовбирання цегли та ступінь з'явлення висолів на поверхні цегли і в таблиці наведені результати цієї перевірки в залежності від хімічних сполук, які додавали до складу в'яжучого. В цьому випадку співвідношення сировинних складових композитного матеріалу має такий вигляд, мас. %: В'яжуче, цемент М 400 - 16 ,0 Заповнювач, вапняк середньої щільності - 84,0 Вода, від об'єму бетонної суміші - 8,0 Таблиця №№ з/п 1 2 3 4 5 Добавка до складу в'яжучого Еталон (без добавки) ГКЖ-12 Кальцій стеаратнокислий Поліакриламід Хімічна сполука MB 10007 PL Наявність висолів на лицьовій поверхні цегли значна кількість висоли відсутні Показник капілярного переміщення вологи, % 9,78 5,28 * Показник міцності цегли, % 100,0 269,0 висоли відсутні 1,82 113,0 незначна кількість 6,93 213,0 незначна кількість 7,51 210,0 *Відношення межі міцності на стиск по перерізу цегли без добавки хімічних сполук до межі міцності на стиск по перерізу цегли з добавкою до відповідної хімічної сполуки. Таким чином, під час приготування бетонного розчину та в процесі напівсухого пресування відбувається зменшення кількості капілярів та їх розмір в середині виробів завдяки гідрофобним властивостям матеріалу створеному з хімічних сполук відповідно до корисної моделі. Приклад. Для отримання лицьової цегли із цементного бетону спочатку готували бетонну суміш дозуючи кількість заповнювача та в'яжучого, тобто цемент з добавкою хімічної сполуки ГКЖ-12. Після дозування в'яжуче та заповнювач ретельно перемішували в стержньовому змішувачі до одержування однорідної бетонної суміші, а при замішуванні з водою в стержньовому змішувачі отримали бетонний розчин. Після формування цієї маси на гідравлічному пресі А 300-31 була отримана бетонна лицювальна цегла, основні параметри якої мають наступні показники: об'ємна маса, кг/см3 1650...2190 межа міцності на стиск по перерізу цегли, кгс/см2 75...571 морозостійкість, цикл 15...100 коефіцієнт розм'якшення 0,67...1,12 водовбирання, % 12,0...6,0 Отже, запропонований композитний матеріал для запобігання утворення висолів на поверхні будівельних матеріалів дозволяє проводити будівельні роботи при нормальній та підвищеній вологості та отримати економічну вигоду.