Будівельна суміш дрібнозернистого великопористого бетону для тротуарної плитки і подібних виробів

Будівельна суміш дрібнозернистого великопористого бетону для тротуарної плитки і подібних виробів, що містить цементне в’яжуче, дрібнозернистий заповнювач, будівельний гіпс і воду, яка відрізняється тим, що як цементне в’яжуче вона містить безгіпсовий портландцемент (БГЦ), як дрібнозернистий заповнювач - гранітний відсів та додатково містить нітрат кальцію при такому співвідношенні компонентів, мас. %: гранітний відсів 70,55-84,55 безгіпсовий портландцемент (БГЦ) 9,5-23,5 будівельний гіпс 0,04-0,06 нітрат кальцію 0,095-0,242 вода решта. Винахід належить до промисловості будівельних матеріалів і може бути використаний при виробництві дрібноштучних виробів прискореного твердіння: тротуарної плитки, бортового каміння, виробів малих архітектурних форм та т.п. Основною перевагою одержання таких дрібноштучних виробів з пропонованої суміші є забезпечення їх високої довговічності і збереження матеріальних та енергоресурсів. Відомо, що для підвищення якості будівельних матеріалів додають різні види заповнювачів, полімерні добавки у вигляді водорозчинних епоксидних смол, пластифікаторів, технічний лігносульфонат, тощо [1], які значно удорощують склади і ускладнюють технологію їх виробництва. Крім того, застосовують щільні склади на полімерних в'яжучих та безгіпсовому цементі (БГЦ) [2]. Але ці склади вміщують кварцовий пісок як заповнювач і мають високу щільність структури. Найбільш близьким прототипом [3], за досягаємим результатом, технологією виготовлення і використанням є цементно-піщана сировинна суміш напівсухого формування, яка складається з кварцового піску (76-83%), портландцементу (14-19%), гіпсу будівельного (3-5%), сірчанокислого алюмінію (1-2% від цементу), лугу (0,5-1% від цементу), води (25-35% від цементу). Недоліком цієї суміші є значна кількість добавок, як мінеральних, так і хімічних до 5-8%, що підвищує її вартість та ускладнює технологію для одержання однорідності сухої суміші при її виробництві. Крім того ця суміш рекомендується для виробництва стінових виробів і також має високу щільність структури. Вироби типу тротуарної плитки застосовуються в складних умовах експлуатації: поперемінне зволоження та висихання, поперемінне заморожування та відтавання і потребують значного опору стиранню. В основі вимог експлуатації цих виробів лежить не стільки їх міцність, скільки довговічність. А довговічність забезпечується такими показниками, як значний опір стиранню та висока морозостійкість. Завданням даного винаходу є поліпшення властивостей тротуарної плитки таких як високий опір стиранню, підвищена морозостійкість, а також UA (11) 75799 (13) (21) 20040806696 (22) 10.08.2004 (24) 15.05.2006 (46) 15.05.2006, Бюл. № 5, 2006 р. (72) Бабушкін Володимир Іванович, Рудяченко Ігор Федосійович, Кондращенко Олена Володимирівна, Костюк Тетяна Олександрівна (73) Бабушкін Володимир Іванович (56) UA 25231, A, 30.10.1998 UA 10072, A, 30.09.1996 UA 21304, A, 02.12.1997 SU 1458344, A1, 15.02.1989 SU 1726460, A1, 15.04.1992 RU 2002129256, A, 27.04.2004 WO 2003040054, A, 15.05.2003 JP 6211556, A, 02.08.1994 GB 1527829, 11.10.1978 UA 29203, C2, 15.03.2002 SU 1073353, A, 15.02.1984 C2 2 (19) 1 3 75799 4 одержання значної структурної та відпускної системи цемент-вода. Тому для уповільнення цьоміцності, без застосування тепло-вологої обробки го процесу до строків, обумовлених технологією за рахунок пропонованого складу будівельної пресованих виробів, у будівельну суміш було ввесуміші. дено будівельний гіпс, в 10 разів менш ніж у звиДля досягнення поставленого завдання зачайному портландцементі, у вигляді його насичепропонована будівельна суміш, яка складається з ного розчину. Крім того, введення БЩ до цементного в'яжучого, дрібного заповнювача, будівельної суміші, в сукупності з вказаними комбудівельного гіпсу і води, згідно з винаходом допонентами, вирішує проблему одержання пресодатково містить нітрат кальцію, при такому ваних виробів з прискореним набором міцності і відношенні компонентів, мас.%: відпускної міцності без тепло-вологої обробки. цемент безгіпсовий (БГЦ) 9,5-23,5 Введення нітрату кальцію сприяло гранітний відсів 84,55-70,55 підвищенню щільності і водонепроникності будівельний гіпс 0,04-0,06 цементної матриці дрібнозернистого нітрат кальцію 0,095-0,242 дрібнопористого бетону [4]. вода 5,815-5,648 Фізико-механічні характеристики Оптимізація вказаних компонентів у їхньому запропонованої будівельної суміші визначали на кількісному співвідношенні дозволила вирішити зразках 5 5 5(см), стосовно ДСТУ Б В.2.7-43-96. поставлене завдання по створенню Приклад приготування будівельної суміші, надрібнозернистого великопористого бетону для ведений у рахунку на 100%. Вихідні компоненти тротуарної плитки. зважували до 0,1г: Заміна кварцового піску гранітним відсівом у БГЦ (М400) 19,23 пропонованому складі дозволяє одержати достатгранітний відсів (Дmax=10мм) 74,85 ню міцність на стиск, високій опір стиранню та гіпс будівельний (Г-3) 0,05 великі відкриті пори у структурі бетону, у яких вода нітрат кальцію (х.ч.) 0,23 не затримується за рахунок поверхневого натягу у вода питна 5,64 капілярах, а фільтрується крізь дренуючий У воді замішування розчиняли будівельний (підстилаючий) шар тротуарного покриття, що гіпс та нітрат кальцію. Гранітний відсів змочували сприяє підвищенню морозостійкості тротуарної приготовленим розчином, а потім змішували з плитки і її довговічності. безгіпсовим цементом протягом 1хвил. З Використання як в'яжучого БГЦ вирішило заотриманої будівельної суміші пресували зразки на дачу отримання виробів з ранньою структурною пресі ПСУ-10 з питомим тиском 280кг/см2. Готові міцністю (до 0,6-0,8МПа) одразу після пресування. зразки витримували у камері з температурою При цьому не потрібні спеціальні піддони для вит18±2°С і 100% вологістю повітря. римування сформованих виробів, що дозволяє Зразки складів будівельної суміші в процентзнижувати металоємність виробництва і скоротити ному відношенні приведені в табл. 1, а їх фізикотехнологічний процес. механічні властивості приведені в табл. 2. Відсутність в БГЦ двоводного гіпсу зазвичай призводить до практично миттєвого тужавлення Таблиця 1 Найменування компонентів Прототип Портландцемент Безгіпсовий цемент (БГЦ) Пісок Гранітний відсів Будівельний гіпс Сірчанокислий алюміній (% від цементу) Гідроксид натрію (% від цементу) Нітрат натрію Вода (від сухих компонентів) 19 76 5 0,19 0,095 5,70 І 9,5 84,55 0,04 0,095 5,815 Номера складів ІІ 19,23 74,85 0,05 0,23 5,64 ІІІ 23,5 70,55 0,06 0,242 5,648 Таблиця 2 Найменування властивостей Структурна міцність, МПа Межа міцності при стиску у віці, МПа: 3 доби 28 діб Міцність при стиранні, г/см2 Водопоглинення по масі, % Морозостійкість, цикл 0,8 І 0,75 Номера складів ІІ 0,84 ІІІ 0,9 9,6 13,6 0,81 5,2 100 8,1 12,0 0,43 2,5 200 12,0 16,5 0,45 2,5 200 11,8 16,8 0,48 2,5 200 Прототип 5 75799 Аналіз табл. 1 та табл. 2 показав, що розроблені склади дозволяють економити цемент (9% - склад І) відносно прототипу (19%) зі збереженням величини структурної міцності, а підвищення вмісту цементу до 19,23% на запропонованих компонентах дозволяє підвищити як структурну, так і відпускну міцність. З даних табл. 2 видно, що склади І-ІІІ набувають відпускної міцності при природному твердінні, яка зазвичай повинна складати не менш 70% від міцності у віці 28 діб, за 3 доби. Підвищення структурної і відпускної міцності та міцності при стиранні пропонованих складів обумовлено наявністю в них гранітного відсіву, який сам має достатньо високу міцність (міцність граніту дорівнює 120МПа) і тому дає можливість економити цемент, який відіграє роль тільки клеєвої речовини між частками заповнювача. Введення до складу суміші додатково будівельного гіпсу, у вигляді насиченого розчину, який має позитивний знак заряду поверхні, забезпечило виникнення міцних гетерогенних контактів між частками цементу (БГЦ) та гранітного відсіву (які заряджені негативно) в стислих умовах напівсухого пресування. Це і пояснює ранню Комп’ютерна верстка М. Клюкін 6 структурну міцність виробів (Rстр.=0,75-0,9МПа). Крім цього наявність великих відкритих пор і відсутність у складах кварцового піску, робить такі будівельні суміші морозостійкими (не менш 200 циклів), бо нітрат кальцію підвищує щільність і водонепроникність цементної матриці, а структура граніту, з якого складається відсів, сама по собі щільна (водопоглинання граніту складає