Суха будівельна суміш для ремонту та відновлення споруд

Реферат: Суха будівельна суміш для ремонту та відновлення споруд, що включає портландцемент, комплексну полімерну добавку, кварцовий пісок та золу-винесення, крім того з метою покращення фізико-механічних характеристик та технологічних властивостей матеріалу як полімерну модифікуючу добавку вона містить редиспергований порошок VA VEOVA та суперпластифікатор С-3, а як заповнювач - золу-винесення та кварцовий пісок додатково піддані механоактивації, при наступному співвідношенні компонентів, % (мас.): портландцемент 24,0-30,0 кварцовий пісок 35,0-42,0 зола винесення 17,0-25,0 редиспергований порошок VA 1,2-2,8 VEOVA суперпластифікатор С-3 0,3-0,7. UA 93583 U (54) СУХА БУДІВЕЛЬНА СУМІШ ДЛЯ РЕМОНТУ ТА ВІДНОВЛЕННЯ СПОРУД UA 93583 U UA 93583 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до галузі будівництва, до технології виробництва будівельних композиційних матеріалів, а саме, сухих будівельних сумішей на основі мінерального в'яжучого та різних полімерних добавок і може знайти застосування в сфері ремонту бетонних та залізобетонних споруд водогосподарсько-меліоративного комплексу, які в процесі експлуатації зазнають шкідливого впливу агресивних факторів навколишнього середовища. Суха будівельна суміш призначена також для відновлення геометричних та експлуатаційних показників бетонних та залізобетонних конструкцій. Відома будівельна суміш (авт. св. СССР N 1399286, С04В18/08, 1988, БИ № 20), що містить карбідну вапно-пушонку, золу-винесення, пил електрофільтрів, пісок, шлакопортландцемент і воду. Недоліком відомого складу будівельної суміші є те, що для підвищення міцності матеріалу необхідна додаткова технічна операція з обробки одного з компонентів вапна-пушонки шляхом термічного випалу при 900 °C, що ускладнює технологічний процес. Відома суха в'язка суміш для отримання будівельних виробів (патент НДР N 243693, С04В7/26, 1987), що містить портландцемент, золу-винесення, гіпс. Недоліком відомої суміші є відсутність в рецептурі одного з необхідних компонентів - заповнювача для отримання бетонної суміші. Найбільш близьким за технічною суттю до корисної моделі, що заявляється, є суха в'яжуча суміш (Патент Росії № 2091343 МПК С04В7/28, 1997 p.), прийнята нами за прототип, що має наступне співвідношення компонентів, % (мас): зола-винесення 20-40 цемент 10 гіпс 3 золошлакові відходи із золовідвалів 40-60 вапно 5 добавка, що підвищує термін зберігання сухої суміші Недоліком даної будівельної суміші є невисокі фізико-механічні властивості матеріалу. В основу корисної моделі, що заявляється, поставлено задачу розробки удосконаленого складу сухої будівельної суміші, який підвищує фізико-механічні властивості матеріалу, покращує його технологічні властивості та розширює функціональне призначення розробленого матеріалу. Поставлена задача вирішується шляхом створення сухої будівельної суміші, яка включає портландцемент, модифікуючу полімерну добавку, кварцовий пісок, золу-винесення, згідно з запропонованою корисною моделлю, містить як комплексну модифікуючу добавку полімерний редиспергований порошок VA VEOVA - суміш VinylAcetate (VA - вінілацетат) з Vinyl Ester of Versatic Acid (VEOVA - вініловий ефір версатієвої кислоти) та порошкоподібний суперпластифікатор С-3, а як заповнювач-механоактивовану золу - винесення та кварцовий пісок, при наступному співвідношенні компонентів, % (мас.): портландцемент 24,0-30,0 кварцовий пісок 35,0-42,0 зола-винесення 17,0-25,0 редиспергований порошок 1,2-2,8 VA VEOVA суперпластифікатор С-3 0,3-0,7. При цьому враховується ефект механоактивації компонентів суміші для переходу пасивної поверхні інертних наповнювачів до хімічно активного стану, яке виражається в підвищеній здатності до реакцій в ході наступних технологічних операцій. Введення до складу сухих будівельних сумішей золи-винесення, як відходів теплових електростанцій, дає змогу поліпшити їх фізико-механічні властивості, зокрема підвищити міцність, збільшити пластичність, зменшити водовідділення та знизити вартість матеріалу. Використання золи-винесення в сухих будівельних сумішах дає змогу знизити необхідні витрати цементу разом з підвищенням технологічності будівельної суміші. Використання тонкомолотої 2 золи-винесення з питомою поверхнею Sуд. = 4500-6500 г/см дозволяє покращити міцнісні характеристики матеріалу. Дисперсність сухої суміші залежить від ступеня розвитку питомої поверхні компонентів. Підвищення дисперсності сухої складової будівельної суміші проводили шляхом диспергації золи-винесення та кварцового піску в кульовому млині. Із зростанням питомої поверхні зростає її хімічна активність, що призводить до зростання структурної міцності та стійкості розчинів. Використання модифікуючої добавки сухого порошку органічних полімерів - полімерного редиспергованого порошку гомо- і співполімерів вінілацетату VA VEOVA разом із в'яжучими матеріалами, які гідратуються, дає змогу створити модифіковані сухі суміші стабільної якості. 1 UA 93583 U 5 10 15 20 25 30 35 При замішуванні сухої суміші у воді полімерний редиспергований порошок швидко диспергується. В результаті процесів тужавіння розчину і зв'язування води, дисперговані частки агломеруються і утворюють фазу із полімерної плівки, що дозволяє отримати в кінцевому продукті необхідні фізико-механічні та технологічні (адгезію до основи, еластичність, міцність, водостійкість, довговічність) властивості. Введення суперпластифікатору С-3 суміші натрієвих солей поліметиленнафталінсульфокислот різної молекулярної маси, що має високо розвинуту питому поверхню, надає будівельній суміші нові властивості, які забезпечують підвищення адгезійної міцності, пластичності та хімічної стійкості, а також знижують водопоглинання та усадку. Порівняльний аналіз з аналогом та найближчим прототипом дає змогу зробити висновок, що склад будівельної сухої суміші, що заявляється, відрізняється від вже відомих введенням нових компонентів редиспергованого порошку VA VEOVA та суперпластифікатору С-3 в даному співвідношенні та додатковою активацією наповнювачів золи - винесення та кварцового піску. Таким чином, технічне рішення, що заявляється, відповідає критерію "новизна" та критерію "суттєві відмінності". Вирішення поставленої задачі підтверджується результатами лабораторних досліджень запропонованої сухої будівельної суміші. При проведенні лабораторних досліджень використовували портландтцемент М 500 2 виробництва ПАТ "Подільський цемент" з питомою поверхнею 295-310 м /кг, що відповідає вимогам ДСТУ Б В.2.7-46-96, золу - винесення Бурштинської ТЕС з вмістом вільного СаО 2,53,0 % (ДСТУ Б В.2.7-205:2009), пісок кварцовий з модулем крупності Мкр = 1,46 (ДСТУ Б В.2.7131:2007), редиспергований порошок VA VEOVA марки Neolith P4400 (зольність - 10-14 %, залишкова вологість 1 %, мінімальна температура плівкоутворення 6 °C, рН 5-6), суперпластифікатор С-3 (ТУ 5745-004-43184789-05) та технічну воду (ГОСТ 23732-79). Запропоновану суху полімерцементну будівельну суміш готували наступним чином. Попередньо проводили механоактивацію золи-винесення ТЕС та кварцового піску в 3 керамічному барабані кульового млина об'ємом 0,8 дм з розміром шарів 2-3 см та числом -1 оборотів 60 хв на протязі 30 хв. Після цього активовану суміш з'єднували з портландцементом, редиспергованим порошком і суперпластифікатором (у необхідній кількості) та ретельно перемішували в лопатевому змішувачі протягом 10 хв. для досягнення рівномірного розподілу компонентів суміші. Для проведення досліджень фізико-механічних властивостей розчинів в залежності від складу сухих будівельних сумішей додавалась необхідна кількість води. Із суміші кожного складу були заформовані зразки-куби розчину, розміром 70,7 × 70,7 × 70,7 мм та зразки-балочки 40 × 40 × 160 мм, які витримували при температурі 20 °C та відносній вологості поверхні зразків 95 %. Варіанти складу сухих будівельних сумішей, які досліджували, наведено в таблиці 1. Таблиця 1 Компоненти Портландцемент М 500 Зола-винесення ТЕС Кварцовий пісок Гіпс Вапно Золошлакові відходи Добавка Редиспергований порошок Суперпластифікатор Вода 40 Склад сухих будівельних сумішей, % (мас.) Склад за Запропонований склад найближчим №1 №2 №3 аналогом 10,0 24,2 28,5 30,0 30,0 21,5 17 20,0 38,0 39,0 32,0 3,0 5,0 45,0 0,2 1,3 1,5 2,8 0,45 0,6 0,7 6,8 14,55 13,4 14,5 Дослідження фізико-механічних властивостей розробленого матеріалу (міцності на стиск у віці 3 та 28 діб., міцності на розтяг при згині, адгезійної міцності та інші) проводили згідно з ДСТУ.2.7-239:2010 "Розчини будівельні. Методи випробувань" та ДСТУ Б В.2.7-1 14-2002 "Будівельні матеріали. Суміші бетонні. Методи випробувань". 2 UA 93583 U В таблиці 2 наведено порівняльні дані фізико-механічних властивостей зразків, виготовлених із сумішей, що пропонуються, та ремонтної суміші за найближчим аналогом. Таблиця 2 Показники Рухливість, см Міцність на стиск у ранньому віці, (через 3 доби), МПа Міцність на стиск через 28 діб, МПа Міцність на розтяг при згині (28 діб), МПа Адгезійна міцність, МПа Водонепроникність (марка) 5 10 Склад за найближчим аналогом 3,0 Запропонований склад Склад 1 Склад 2 Склад 3 5,8 5,2 6 5,0 9,8 10,8 11,5 18,0 29,5 35,0 37,6 4,5 6,4 8,2 8,7 1,1 W4 1,7 W6 2,5 W6 2,3 W6 Економічний ефект від використання, що пропонується, обумовлюється сумісною взаємодією інгредієнтів сухої будівельної суміші та підвищенням фізико-хімічної активності заповнювачів - золи-винесення та кварцового піску при проведенні механохімічної активації. Як результат цього підвищуються фізико-механічні характеристики розчинів та знижується вартість матеріалу за рахунок використання відходів ТЕС. Запропоновану суху будівельну суміш можна використовувати при проведенні ремонтновідновлювальних робіт на бетонних та залізобетонних спорудах водогосподарськомеліоративного комплексу безпосередньо в місці їх експлуатації. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 Суха будівельна суміш для ремонту та відновлення споруд, що включає портландцемент, комплексну полімерну добавку, кварцовий пісок та золу-винесення, яка відрізняється тим, що з метою покращення фізико-механічних характеристик та технологічних властивостей матеріалу як полімерну модифікуючу добавку вона містить редиспергований порошок VA VEOVA та суперпластифікатор С-3, а як заповнювач - золу-винесення та кварцовий пісок додатково піддані механоактивації, при наступному співвідношенні компонентів, % (мас.): портландцемент 24,0-30,0 кварцовий пісок 35,0-42,0 зола винесення 17,0-25,0 редиспергований порошок VA 1,2-2,8 VEOVA суперпластифікатор С-3 0,3-0,7. Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3