Суха будівельна суміш для улаштування підлоги

Реферат: Винахід належить до галузі будівельних матеріалів, а саме до сухих будівельних сумішей, призначених для укладання наливних підлог. Суха будівельна суміш для улаштування підлоги містить, мас.%: портландцемент ПЦ І - 500Н – 33,00; пісок – 65,00; комплексну добавку, яка в свою чергу складається із пластифікатора Meltlux 2651 F – 0,50, модифікованої целюлози Bermocoll ССА 425 0,01, редиспергуючого кополімерного порошку - кополімер вінілацетату і етилену DA 1200 - 1,49; шламу водопом'якшення Харківської ТЕЦ - 5, мас.% від цементу - 9,50; шлам від мокрого газоочищення виробництва феросиліцію, мас.% від цементу -20,00; керамзитовий пил, мас.% від цементу – 5,00. Застосування винаходу дозволяє отримати будівельний розчин з високими показниками за міцністю та морозостійкістю, а також стійкий до виникнення висолів. UA 113081 C2 (12) UA 113081 C2 UA 113081 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Винахід стосується промисловості будівельних матеріалів, а саме галузі виробництва сухих будівельних сумішей і може бути використаний при виготовленні будівельних розчинів для наливних підлог. Відома суха суміш [1] для приготування бетонів і будівельних виробів підвищеної міцності і водонепроникності, яка включає мас. %: портландцемент - 10-25, пісок 50-80 і комплексну добавку - 10-25. Домішка, у вигляді порошку, містить суперпластифікатор С-3, мікрокремнезем, а також вулканічну породу, гіпс і доломіт. Причому вміст суперпластифікатора С-3 складає 1-3 мас. % від маси домішки або 0,25-0,75 % від ваги сухої суміші [Опис винаходу патенту RU 2079462 С1, МПК С 04 В 28/00, С 04 В 22/00, С 04 В 111:20, 16.09.1994]. Загальним недоліком відомих сумішей є невисока рухомість розчинів при невеликих дозах суперпластифікатора, а також нестабільність характеристик через відмінності у фракційному складі піску. Найбільш близька суха суміш [2] включає портландцемент ПЦ - 500, пісок і комплексну домішку, яка відрізняється тим, що містить портландцемент ПЦ - 500-28,60-33,80 част., пісок 40,30-47,50 част., пластифікатор хідетал П-6-0,12-0,15 част., модифіковану целюлозу Bermocoll CCA 425-0.01-0.02 част., редиспергуючий кополімерний порошок - кополімер вінілацетату і етилену DA 1200-0.87-1.03 част., шлам водопом'якшення Сакмарскої ТЕЦ 17,50-30,10. Недоліком цієї сухої суміші є низьке забезпечення міцності і експлуатаційних характеристик, оскільки в ній міститься недостатня кількість компонентів, що забезпечують добре зчеплення матеріалів, знижують усадкові прояви і підвищують стійкість до утворення тріщин. Задачею винаходу є покращення фізико-механічних показників сухої будівельної суміші. Досягнення вказаної задачі стало можливим завдяки тому, що суха будівельна суміш, що вміщує портландцемент ПЦ І - 500Н, пісок, комплексну добавку, яка в свою чергу складається з пластифікатора Melflux 2651F, модифікованої целюлози - Bermocoll CCA 425, редиспергуючого кополімерного порошку - кополімер вінілацетату і етилену DA 1200, і шламу водопом'якшення від Харківської ТЕЦ - 5, додатково містить шлам від мокрого газоочищення виробництва феросиліцію і керамзитовий пил, при наступних співвідношеннях компонентів, мас. %: портландцемент ПЦІ-500Н 33,0 пісок 65,0 пластифікатор Melflux 0,5 модифікована целюлоза Bermocoll CCA 425 0,01 редиспергуючий порошок 1,49 шлам водопом'якшення від ТЕЦ - 5, % від цементу 9,5 шлам від мокрого газоочищення виробництва феросиліцію, % від цементу 20 керамзитовий пил, % від цементу 5. Досягнення поліпшених фізико-механічних показників пояснюється введенням шламу мокрого газоочищення виробництва феросиліцію і керамзитового пилу. Шлам мокрого газоочищення виробництва феросиліцію з м. Стаханов Луганської області. Шлам зберігається у відвалах, де він являє собою суміш з грудок різних фракцій розміром 5-150 мм. Після сушки і помелу, шлам виглядає як дрібні кулясті частки аморфного кремнезему з 2 середньою питомою поверхнею 15000-20000 см /г і середньою густиною після попереднього подрібнення на валковій дробарці і остаточного подрібнення на дезінтеграторі ДЕЗИ II МЛ ІФ 3 3 ρ0=450 кг/м і ρ0=200-250 кг/м відповідно. Шлам після 25 років зберігання у відвалах має наступний хімічний склад: SiО2-81,30; Fе2O3-3,60; Аl2О - 3,50; CaO-1,2; MgO-1,0; K2O-1,10; Na2O0,65; TiO-0,1; P2O5-0,03; MnO-0,01; втрати при випалу - 7,71. Використання в сухій будівельній суміші шламу від мокрого газоочищення сприяє формуванню щільної структури матеріалу, завдяки чому поряд з підвищенням міцності знижується проникність, підвищується морозостійкість, стійкість до стирання і ерозії, а також стійкість матеріалу до різних видів корозії, що в підсумку визначає його довговічність. Керамзитовий пил - це відхід керамзитового виробництва, що утворюється при випалюванні керамзитового гравію. Являє собою дрібнодисперсний коричневого кольору кремнеземомісткий 3 матеріал, що має властивості активних мінеральних домішок, густиною 2,6 г/см і питомою 2 поверхнею 2500-4000 см /г. Хімічний склад керамзитового пилу: SiO2-6,65; Аl2О3-16,2; Fe2O3-7,8; СаО - 1,76; MgO-3,11; К2О - 2,46; ТіО2-1,19; SO3-1,16; Na2O-0,94; Р2О5-0,31; MnO-0,28; пп. п. 3,14. Введення в суху будівельну суміш керамзитового пилу сприяє підвищенню пластичності розчинної суміші, полегшує нанесення сумішей на поверхню і вирішує проблему утилізації техногенного відходу виробництва. На великих керамзитових заводах щодоби може утворюватися до 7-8 тон керамзитового пилу, який, найчастіше, вивозять на звалище. 1 UA 113081 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Мінеральний модифікатор у вигляді шламу водопом'якшення від Харківської ТЕЦ - 5, який складається з карбонату кальцію (СаСО3) - 98,2 % і діоксиду кремнію - 1,8 %. Завдяки своїй 2 дисперсності (більше 2870 см /г) і своєрідності структури частинок дозволяє значно поліпшити ефективність дії пластифікатора, модифікованої целюлози і редиспергуючого співполімерного порошку. Введення шламу водопом'якшення від Харківської ТЕЦ - 5 в систему дозволяє змінити комплекс її структурно-механічних властивостей: регулювати в'язкість, знижувати усадкові явища і сповільнювати тужавіння. Важливою перевагою запропонованої сухої будівельної суміші є те, що її виробництво сприяє зниженню техногенного навантаження шляхом зменшення шламових відвалів, які забруднюють навколишнє середовище. Регулювання реологічних властивостей пропонованої сухої будівельної суміші і зниження потреби у воді досягається за допомогою пластифікатора марки MELFLUX 2651 F фірми BASF [3]. Введення до складу комплексної добавки пластифікатора MELFLUX 2651 F призводить до зменшеного розшарування, поліпшення легкоукладальності, в тому числі при однаковій рухливості, підвищення морозостійкості, зниження водопоглинання, покращення якості поверхні бетонних виробів і конструкцій за кількістю і розміром пор. Крім того, при введенні пластифікатора MELFLUX 2651 F проявляється додатковий позитивний ефект прискореного набору міцності. Введення редиспергуючого кополімерного порошку у вигляді кополімеру вінілацетату та етилену марки DA 1200 фірми Dairen Chemical Corporation [4], дозволяє підвищити стійкість розчину до тріщин, поліпшити еластичність суміші та підвищити стійкість до впливу навколишнього середовища, що істотно збільшує довговічність наливних підлог, а також під час тверднення формуються плівки, які служать клеєм, що забезпечує добре зчеплення матеріалів. Для поліпшення адгезійно-когезійних показників суміші в комплексну добавку вводиться водоутримуючий компонент - модифікована целюлоза марки Bermocoll CCA 425 фірми AkzoNobel на основі етилгідроксіетилцелюлози [5], яка дозволяє використовувати суміш по складних малопідготованих поверхнях. Крім того, модифікована целюлоза Веrmoсоll ССА 425 підвищує водоутримуючу здатність і стабілізує тужавіння рухливого розчину, що стабілізує міграцію вологи в підкладку. Цемент, представлений портландцементом ПЦ І - 500Н у кількості 33-х частин, забезпечує необхідну міцність і експлуатаційні характеристики покриттів. Додавання менше ніж 32-х частин портландцементу до суміші, призводить до зниження міцності, а додавання більше 33-х частин забезпечує несуттєве підвищення міцності, отже економічно недоцільно. Для приготування сухої будівельної суміші використовують такі неорганічні компоненти: портландцемент ПЦ І - 500Н по ДСТУ Б В.2.7-46:2010; пісок кварцовий з модулем крупності 1,2 і 3 насипною густиною 1425 кг/м по ДСТУ Б В.2.7-32.95; мінеральний модифікатор шлам 2 водопом'якшення від Харківської ТЕЦ - 5 з питомою поверхнею більше ніж 2870 см /г. Приготування сухої будівельної суміші складається з декількох етапів. Перший етап: в змішувач в заданій пропорції відповідно до рецептури надходять портландцемент ПЦ І - 500Н і шлам від мокрого газоочищення виробництва феросиліцію. Процес змішування триває протягом 5 хв. Завдяки наявності великої кількості активних центрів і механічної активації за допомогою змішання, отримуємо активоване цементно-шламове в'яжуче. Другий етап: приготування комплексної добавки. В змішувач надходять компоненти в наступній послідовності: 1. Порошок пластифікатор Melflux і редиспергуючий кополімерний порошок DA 1200 перемішуються протягом 5 хв.; 2. Додається модифікована целюлоза Bermocoll CCA 425 і процес перемішування триває 10 хв. Така процедура змішування необхідна для рівномірного розподілу малої кількості модифікованої целюлози Bermocoll CCA 425 у комплексній добавці. Третій етап: комплексна добавка надходить в змішувач з активованим цементно-шламових в'яжучим. Йде процедура перемішування компонентів протягом 10 хв. При такому змішуванні відбувається рівномірна адсорбція частинок комплексної добавки на поверхні мінеральних зерен та отримується гомогенна суміш модифікованого в'яжучого. Четвертий етап: відповідно до рецептури пісок і керамзитовий пил додають в змішувач. Виконують перемішування всіх компонентів протягом 5-7 хв. Отриману суху будівельну суміш фасують у мішки і відвантажують споживачу. Тривалість циклу змішування становить 25-30 хв. В таблиці представлені склади сухих будівельних сумішей. 60 2 UA 113081 C2 Таблиця 1 Приклади сухих будівельних сумішей Вміст компонентів, мас. % Прототип Склад 1 Склад 2 Склад 3 Склад 4 31,40 33,0 44,10 65,0 0,13 0,5 0,01 0,01 Портландцемент ПЦ І - 500Н Пісок "Водолажзкий" Пластифікатор Melflux Модифікована целюлоза Bermocoll CCA 425 Редиспергуючий кополімерний порошок DA 0,96 1200 Шлам, % від цементу Керамзитовий пил, % від цементу Шлам водопом'якшення від ТЕЦ - 5, % від 23,4 цементу Вода В/Ц=0,7 (мл) Технічні характеристики R вигину (МПа) 3 дні R стиску(МПа) R вигину (МПа) 14 днів R стиску (МПа) R вигину (МПа) 28 днів R стиску (МПа) 21,1 Насипна густина, кг/м 1400 Водоцементне відношення 0,93 Марка за морозостійкістю F75 Водоутримуюча здатність, % 98,7 Наявність висолів Відсутні 5 10 15 1,49 20 % 5% 9,5 9,5 5,6 11,0 7,5 17,0 10,8 23,6 1360 9,5 10 % 5,6 11,8 9,3 17,4 11,3 25,5 1290 346 5,6 9,5 6,1 11,1 8,1 21,4 1450 5,6 10,0 6,7 15,0 9,3 22,2 1420 0,82 F100 98,8 Таким чином, у порівнянні з прототипом, запропонована суха будівельна суміш має більшу водоутримуючу здатність, що дозволяє отримати будівельний розчин з високими показниками за міцністю та морозостійкістю і стійкий до виникнення висолів. Джерела інформації: 1. Патент России № 2079462 С1, МПК С04В 28/00, С04В 22/00, С04В 111:20. Сухая бетонная смесь. /O.К. Базоев, В.Г. Иванова; Опубликованный 16.09.1994. 2. Патент России № 2499777 С2, МПК С04В 28/02, С04В 41/46, С04В 111/72. Сухая строительная смесь. /Дергунов С.А., Орехов С.А., Бреднева М.В., Рубцова В.Н.; Заявлено 05.03.2012; Опубликованный 27.11.2013. 3. Електронний ресурс: http://product-finder.basf.com/group/corporate/product-finder/en/generalinfo:/Brand+Melflux 4. Електронний ресурс: http://www.dcc.com.tw/TDS/VAE/DA-1200-TDS-E.pdf 5. Електронний ресурс: https://www.akzonobel.com/cs/system/images/AkzoNobel_Bermocoll_CCA_425_tcm54-16827.pdf ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 Суха будівельна суміш для улаштування підлоги, що включає портландцемент ПЦ І - 500Н, пісок, комплексну добавку, яка в свою чергу складається із пластифікатора, модифікованої целюлози - Bermocoll ССА 425, редиспергуючого кополімерного порошку - кополімер вінілацетату і етилену DA 1200, шламу водопом'якшення, яка відрізняється тим, що як пластифікатор містить Melflux 2651 F, як шлам водопом'якшення містить шлам від Харківської ТЕЦ-5, при цьому додатково містить шлам від мокрого газоочищення виробництва феросиліцію і керамзитовий пил, при наступних співвідношеннях компонентів, мас. %: портландцемент ПЦ І - 500Н 33,00 пісок 65,00 пластифікатор Meltlux 2651 F 0,50 модифікована целюлоза Bermocoll CCA 425 0,01 редиспергуючий порошок DA 1200 1,49 3 UA 113081 C2 шлам водопом'якшення Харківської ТЕЦ-5, мас. % від цементу 9,50 шлам від мокрого газоочищення виробництва феросиліцію, мас. % від цементу 20,00 керамзитовий пил, мас. % від цементу 5,00. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 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 4