Рассмотрены ассортимент и строительно-технические свойства сухих строительных смесей, применяемых в строительной практике в различных климатических зонах Российской Федерации. Развитие этого направления ведет к удешевлению готовых отделочных продуктов при сохранении заданного уровня строительно-технических характеристик, а также к расширению областей применения сухих строительных смесей в строительстве.
УДК 691
В.П. КУЗЬМИНА, академик АРИТПБ, канд. техн. наук, генеральный директор ООО « Колорит-Механохимия » (г. Москва), технический эксперт СП ССС
Ключевые слова: ассортимент, сухие строительные смеси, вещественный состав, строительно-технические свойства, особенности применения, отделочные работы, различные климатические условия, направления развития технологии
Keywords: assortment, dry building mixes, material structure, building-technical properties, features of application, painting and decorating works, various climatic conditions, directions of technology development
Ремонтные ССС:
1. Поверхностно-восстановительные, финишные отделочные покрытия;
2. Объемно-восстановительные;
3. Конструкционные;
4. Инъекционные.
Таблица 1
| Примеры конкретного выполнения сухой строительной смеси | |||||
| № п/п | Состав компонентов | Содержание компонентов, масс. % | |||
| Традиционный | Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | ||
| 1 | Портландцемент ПЦ-500 | 14,2-49,9 | 33,80 | 31,40 | 28,60 |
| 2 | Кварцевый песок | 49,6-85,6 | 47,50 | 44,10 | 40,30 |
| 3 | Пластификатор «Хидетал П-6»*) | — | 0,15 | — 0,13 | 0,12 |
| 4 | Пластификатор С-3 | 0,004 | 0,005 | — | — |
| 5 | Редиспергируемый сополимерный порошок DA 1200**) | — | 1,03 | 0,96 | 0,87 |
| 6 | Модифицированная целлюлоза Bermocoll CCA 425 | — | 0,02 | 0,01 | 0,01 |
| 7 | Стеарат кальция или стеарат цинка | 0,10-0,3 | — | — | — |
| 8 | Минеральный модификатор – шлам водоумягчения Самарской ТЭЦ | — | 17,50 | 23,40 | 30,10 |
| Технические характеристики | |||||
| 9 | Предел прочности при сжатии, МПа | 5-10 | 17,5 | 21,1 | 10,7 |
| 10 | Насыпная плотность, кг/м3 | 1500 | 1400 | ||
| 11 | Водоцементное отношение | 0,6-0,8 | 0,84 | 0,93 | 1,21 |
| 12 | Марка по морозостойкости, не менее | F50 | F75 | ||
| 13 | Водоудерживающая способность, % | 97-98 | 98,5 | 98,7 | 98,2 |
| 14 | Наличие высолов | отсутствуют | отсутствуют | ||
Более подробно остановимся на объемно-восстановительной сухой строительной смеси. Она предназначена для восстановления геометрических и эксплуатационных показателей бетонных, железобетонных и каменных конструкций. Смесь включает в себя портландцемент ПЦ-500, кварцевый песок, комплексную добавку и минеральный модификатор – шлам водоумягчения Самарской ТЭЦ, содержащий масс. %: SiO2 – 4,28; Al2O3 – 0,63; CaO – 46,13; Fe2O3 – 1,23; FeO – 0,23; TiO2 – 0,04; потери при прокаливании – 0,50. При этом комплексная добавка состоит из пластификатора в виде порошка – «Хидетал П-6», редиспергируемого сополимерного порошка (сополимер винилацетата и этилена) DA 1200, модифицированной целлюлозы – Bermocoll CCA 425 при следующем соотношении компонентов, в масс. %: портландцемент ПЦ-500 – 28,60-33,80; кварцевый песок – 40,30-47,50; пластификатор «Хидетал П-6» – 0,12-0,15; модифицированная целлюлоза Bermocoll CCA 425 – 0,01-0,02; сополимер винилацетата и этилена DA 1200 – 0,87-1,03; шлам водоумягчения Самарской ТЭЦ – 17,5-30,1. Патент № 2394006 «Состав теплоизоляционной штукатурной смеси для внешних и внутренних работ».
Технический результат – улучшение физико-химических показателей сухой строительной смеси, высокая водоудерживающая способность, получение из сухой смеси прочного строительного раствора, стойкого к циклическому перепаду температур и высолообразованию.
Изоляционные ССС:
1. Поверхностные ССС для защиты гидротехнических сооружений.
Предлагаемая гидроизоляционная смесь включает в себя портландцемент, гипсоглиноземистый и глиноземистый цемент. Отличается тем, что дополнительно содержит натриевый бентонит, сополимервинилацетат, метилметакрилат и лигносульфонат при следующем соотношении ингредиентов, масс. %:
Портландцемент 22,5-23,5
Гипсоглиноземистый цемент 22,5-23,5
Глиноземистый цемент 22,5-23,5
Натриевый бентонит*) 22,5-23,5
Сополимервинилацетат 5-8
Метилметакрилат 0,5-1
Лигносульфонат 0,09-0,1
*) Патент РФ № 2196757 – Гидроизоляционная смесь. Авторы и патентообладатели: Лели А.В., Авакян Р.А., Громыко Т.В., Мазепов Н.Ф.
*) Добавки «Хидетал П-5, П-6, П-7» являются эффективными ускорителями и пластификаторами («Хидетал П-5, П-7»). Добавка «Хидетал П-6» позволяет к тому же заменить супердорогую СНВ для дорожных бетонов и изделий. Добавка «Хидетал П-6» применяется в ССС для бетонов с высокими требованиями по морозостойкости и водонепроницаемости. Это пластификатор III группы, который обеспечивает изменение подвижности бетонной смеси с П1 до П3 без снижения прочности изделия, повышает морозостойкость с F150 до F300, водонепроницаемость с W8 доW18. Дозировка составляет 02,-0,4 % от массы цемента. Добавка вводится в ССС в сухом виде.
**) Редиспергируемые латексные порошки компаний Dairen Chemical Co. (Тайвань), Acronal (BASF, Германия). Латексные порошки, создающие жесткую пленку (DAIREN DA-1200, DA-1210, DA-1220).
***) Спецификация BERMOCOLL ССА 425 – это модифицированный высоковязкий тип этилгидроксиэтилцеллюлозы.
Таблица 2
| Показатели | Предлагаемая смесь |
| Прочность на сжатие, МПа | 2100-2200 |
| Время начала схватывания, мин. | 1,5-3 |
| Водопоглощение, % | 0,2-0,3 |
*) Результаты собственных экспериментов показали, что натриевый бентонит только природного происхождения дает повышение прочности бетона при сжатии в 20 раз. Другие виды искусственно модифицированного бентонита не показывают такой результат!
Физико-механические характеристики бетона на гидроизоляционных смесях приведены в таблице 2.
2. Инъекционные ССС. Предлагаемая технология относится к производству инъекционных сухих уплотняющих смесей для обеспечения герметичности швов в железобетонных блоках тоннелей щитовой проходки, прокладываемых в условиях неагрессивных грунтовых вод, а также для гидроизоляции. Предлагаемая смесь для гидроизоляции и омоноличивания тоннельных обделок включает портландцемент бездобавочный с активностью не менее 25,0 МПа через 1 сутки твердения, расширяющийся сульфоалюминатный компонент – смесь СаО:Al2O3:SO3 при мольном соотношении (3,1-3,5):(0,9-1,2):(2,2-2,6), тонкодисперсное целлюлозное волокно с длиной волокон 0,03-1,0 мм, сополимер винилацетата и винилверсатата, винную кислоту или ее растворимые соли и кварцевый песок с размером частиц 0,1-2,5 мм, при следующем соотношении компонентов, масс. %: портландцемент 45-50, смесь СаО:Al2O3:SO3 – 2,5-3,5, винная кислота или ее растворимые соли 0,010-0,025, сополимер 0,2-0,5, целлюлозное волокно 0,1-0,2, кварцевый песок – остальное. Технический результат – упрощение и сокращение продолжительности технологического процесса проходки, повышение начальной прочности получаемого из смеси омоноличивающего материала, повышение тиксотропности растворной смеси и предотвращение ее сползания с потолочных и вертикальных поверхностей, а также улучшение ее санитарно-гигиенических характеристик.
Таблица 3
| № примера | Исходные компоненты, масс. % | |||||
| Портландцемент бездобавочный | Расширяющий компонент | Кварцевый песок (0,1-2,5 мм) | Винная кислота или ее соли | Сополимер винилацетата и версатата | Целлюлозное волокно | |
| 1 | 46,0 | 3,30 | 56,23 | 0,02 (винная к-та) | 0,35 | 0,10 |
| 2 | 50,0 | 2,50 | 47,235 | 0,015 (винная к-та) | 0,20 | 0,05 |
| 3 | 47,50 | 2,80 | 49,28 | 0,02 (тетрат натрия) | 0,30 | 0,10 |
| 4 | 45,0 | 3,50 | 50,70 | 0,01 (винная к-та) | 0,50 | 0,20 |
| 5 | 48,0 | 2,70 | 48,715 | 0,025 (винная к-та) | 0,40 | 0,15 |
| 6 | 44 | 2,4 | 53,395 | 0,005 (винная к-та) | 0,15 | 0,05 |
| 7 | 51 | 3,6 | 44,57 | 0,3 (винная к-та) | 0,55 | 0,25 |
| № примера | Свойства | ||||||||||
| Водотвердое отношение | Сроки схватывания | Прочность при сжатии, МПа, через сутки | Прочность при изгибе МПа | Расширение, % | Водонепроницаемость, МПа | Прочность сцепления с основанием, МПа | |||||
| начало | конец | 1 | 28 | ||||||||
| 1 | 0,14 | 10 | 23 | 22,7 | 56,0 | 8,3 | 0,11 | 0,15 | 1.2 | ||
| 2 | 0,15 | 12 | 25 | 28,2 | 66,1 | 9,1 | 0,08 | 0,20 | 0,9 | ||
| 3 | 0,15 | 15 | 30 | 27,0 | 65,0 | 9,0 | 0,10 | 0,20 | 1,0 | ||
| 4 | 0,15 | 16 | 37 | 21,0 | 52,0 | 8,2 | 0,12 | 0,18 | 1,2 | ||
| 5 | 0,13 | 14 | 31 | 20,2 | 60,2 | 8,9 | 0,09 | 0,20 | 1,15 | ||
| 6 | 0,14 | 5 | 22 | 15,5 | 45,0 | 7,0 | 0,05 | 0,10 | 0,7 | ||
| 7 | 0,15 | 17 | 40 | 17,0 | 46,2 | 7,2 | 0,30 | 0,20 | 1,0 | ||
| Прототип | 0,26-0,32 | 4 | 25 | 15,0 | 40,0 | — | 0,20 | — | — | ||
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию «новизна».
Смесь СаО:А12O3:SO3 является расширяющимся компонентом, что обеспечивает надежное удержание раствора в герметизируемых щелях и повышает трещиностойкость. Мольное соотношение СаО:Аl2О3SО3 в указанных пределах (3,1-3,5):(0,9-1,2):(2,2-2,6) ведет к образованию фазы эттрингита по реакции:
СаО·Аl2О3+3CaO·SO2·0,5H2O+2CaO·Н2O+28,5H2O→3СаO·Аl2О3·3CaO·3SO3· 32Н2O.
Фаза эттрингита в начальный период гидратации смеси обеспечивает сокращение сроков схватывания, высокую прочность при сжатии, необходимую величину расширения. Указанные свойства недостаточно выражены при содержании СаО:Аl2О3:SО3 в смеси менее 2,5 масс. %, а при содержании данного компонента более 3,5 масс. % происходит слишком большое расширение раствора, что может привести к деформации и даже разрушению уплотняемой конструкции.
Таблица 4
| Наименование компонентов | Составы, масс. % | ||||
| 1-2 | 3-4 | 5-6 | прототип | ||
| 1 | Поташ | 1,0 | 2,0 | 1,0 | — |
| 2 | Сульфат алюминия | — | — | — | 4,55 |
| 3 | Пластификатор С-3 | 0,16 | 0,08 | 0,08 | 0,08 |
| 4 | Лигносульфонат технический ЛСТ | 0,96 | 0,96 | 0,48 | — |
| 5 | Нитрат натрия | 0,48 | 0,24 | 0,24 | 0,24 |
| 6 | Нитрат кальция | 0,70 | 0,35 | 0,35 | 0,32 |
| 7 | Карбонат натрия | 0,4 | 0,2 | 0,2 | 0,16 |
| 8 | Сульфат натрия | 0,4 | 0,2 | 0,2 | 0,16 |
| 9 | Хлорид кальция | 0,4 | 0,2 | 0,2 | 0,16 |
| 10 | Гидроксид или карбид кальция | 0,9 | 0,45 | 0,45 | 0,4 |
| 11 | Преобразователь ржавчины K4[Fe(CN)6]·3H2O | 0,08 | 0,04 | 0,04 | 0,04 |
| 12 | Ингибитор коррозии Na3PO4 | 0,08 | 0,04 | 0,04 | 0,04 |
| 13 | Безгипсовый портландцемент | остальное | остальное | остальное | остальное |
Примечание: в примерах 1, 3 и 5 использовали гидроксид кальция, а в примерах 2, 4 и 6 – карбид кальция
Наличие в составе заявленной смеси винной кислоты или ее растворимых солей (тартратов) в количестве 0,010-0,025 масс. % позволяет обеспечить требуемые сроки схватывания – 10-30 мин. При содержании этого компонента менее 0,010 масс. % время схватывания – менее 10 мин., что недостаточно для осуществления процесса работы со смесью, а при содержании его более 0,025 масс. % время схватывания раствора увеличивается свыше 30 мин., что может привести к сползанию растворной смеси из уплотняемого шва.
Использование сополимера винилацетата с винилверсататом в количестве 0,2-0,5 масс. % придает пластичность инъекционной растворной смеси, необходимой для свободного заполнения швов без дополнительного механического уплотнения, увеличение прочности сцепления растворной смеси с основанием; предотвращяет сползание растворной смеси с вертикальных и потолочных поверхностей. При содержании данного компонента в количестве менее 0,2 масс. % не обеспечивается необходимая подвижность инъекционной растворной смеси и достаточная величина сцепления с основанием. Увеличение содержания сополимера винилацетата с винилверсататом > 0,5 масс. % удлиняет сроки схватывания растворной смеси, замедляет кинетику твердения раствора.
Применение целлюлозного волокна означает экологическую чистоту смеси. Особенность строения целлюлозного волокна, представляющего собой полые внутри трубки, дополнительно влияет на высокую тиксотропность растворной смеси. В момент приложения нагрузки повышается подвижность за счет освобождения свободной воды из волокна. Последующее сокращение подвижности после снятия нагрузки предотвращает сползание растворной смеси с вертикальных и потолочных поверхностей.
Таблица 5
| № п/п | Составы* | ||||
| 1-2 | 3-4 | 5-6 | традиционный | ||
| 1 | Сроки схватывания, мин.: | ||||
| начало | 65 | 190 | 46 | 5 | |
| конец | 92 | 264 | 67 | 10 | |
| 2 | Предел прочности при сжатии, МПа** | ||||
| 1 сутки | 1,6/0,7 | 31,5/12,3 | 10,2/3,6 | 38,0/- | |
| 28 суток | 18,2/19,1 | 58,0/42,3 | 20,3/28,7 | 41,0/- | |
| 3 | Морозостойкость, циклы | 300 | 300 | 300 | 300 |
| 4 | Водонепроницаемость, W | 5 | 5 | 5 | 5 |
При содержании целлюлозного волокна менее 0,1 масс. % указанные свойства мало проявляются, а при его содержании выше 0,2 масс. % существенно увеличивается водопотребность смеси, что обусловливает ухудшение ее основных характеристик. Кварцевый песок является заполнителем, он повышает трещиностойкость, участвует в регулировании кинетики фазообразования.
В таблице 3 приведены свойства растворов, приготовленных из предложенной смеси с различным соотношением исходных компонентов.
Компоненты сухой инъекционной смеси выпускаются промышленностью. Технология ее приготовления и применения реализуется с использованием стандартного оборудования. Это обусловливает промышленное применение технологии.
Патент РФ № 2385303 – Уплотняющая смесь для гидроизоляции и омоноличивания тоннельных обделок. Патентообладатель: Открытое акционерное общество по строительству метрополитена в городе Санкт-Петербурге «Метрострой» – RU.
3. Проникающие ССС. Строительная смесь включает, масс. %: поташ – 1,0-2,0, пластификатор С-3 – 0,08-0,16, лигносульфонат технический (ЛСТ) – 0,48-0,96, нитрат натрия – 0,24-0,48, нитрат кальция – 0,35-0,70, карбонат натрия – 0,2-0,4, сульфат натрия – 0,2-0,4, хлорид кальция – 0,2-0,4, гидроксид или карбид кальция – 0,45-0,9, преобразователь ржавчины – К4[Fe(CN)6]·3Н2O 0,04-0,08, ингибитор коррозии Na3РO4 – 0,04-0,08, безгипсовый портландцемент – остальное (таб. 4).
Патент РФ 2379243 – Сухая строительная смесь проникающего действия для зимнего бетонирования.
Таблица 6
| № | Портландцемент | Каолин | Редиспергируемый органический полимер | Эфир целлюлозы | Вспененный (вспученный вермикулит | Хризотиловый асбест | Шамот | Вспученый перлит | Полифункциональный модификатор бетона | Плотность готового покрытия, кг/м3 | Теплопроводность покрытия, Вт (м-К) | Температура плавления не менее °С | Толщина сухого слоя на 1 группу | Т° эксплуатации | Примечание |
| (Мелкодисперсный водорастворимый клей) | (Водоудерживающая добавка) | ||||||||||||||
| 1. | 35 | 12 | 2,75 | 0,25 | остальное | — | — | — | — | 300 | 0,07 | 1300 | 30 | -50+60°С | |
| 2. | 30 | 10 | 3,00 | 0,40 | остальное | — | — | — | — | 260 | 0,06 | 1300 | 28 | -50+60°С | |
| 3. | 45 | 15 | 1,5 | 0,2 | остальное | — | — | — | — | 350 | 0,08 | 1300 | 32 | -50+60°С | |
| 4. Неоспрей | — | — | — | — | 460 | 0,11 | 1300 | 32 | -50+60°С | ||||||
| 5. New sprey | — | — | — | — | 350-500 | 0,07 | 1300 | 48 | -50+60°С | ||||||
| ПОЗ-8 | 40 | — | (3) | (0,5) | (15) | 20 | 10 | 15 | 0,5 | 420 | 0,08 | 1300 | 28 | -50+60°С | |
| Параметры на 240 мин. огнезащиты | |||||||||||||||
| 6. | 30,0 | 10,0 | 3 | 0,35 | остальное | — | — | — | 290 | 0,07 | 1300 | 44 | -50+60°С | сталь | |
| 7. | 33,0 | 12,0 | 2,5 | 0,25 | остальное | — | — | — | 270 | 0,06 | 1300 | 38 | -50+60°С | ж/б | |
| 8. | 43,0 | 14,0 | 1,8 | 0,21 | остальное | — | 330 | 0,08 | 1300 | 40 | -50+60°С | ж/б | |||
| ПОЗ-8 | 40 | — | (3) | (0,5) | (15) | 20 | 10 | 15 | 0,5 | 420 | 0,08 | 1300 | 40,7 | -50+60°С | сталь |
Технический результат – расширение диапазона возможностей использования ССС проникающего действия для создания водонепроницаемых защитных покрытий на бетонных, железобетонных и каменных подложках при отрицательных температурах, а также для изготовления изделий повышенной водонепроницаемости, морозостойкости и износостойкости, в частности автомобильных дорог.
4. Специальные ССС – защитные:
Огнезащитные ССС, Патент РФ 2521999 – Состав огнезащитный.
Портландцемент 20,0-60,0
Вспученный вермикулит 10,0-40,0
Хризотиловый асбест 5,0-25,0
Шамот 5,0-25,0
Вспученный перлит 10,0-30,0
Полифункциональный модификатор бетона 0,1-1,0
Мелкодисперсный водорастворимый клей 2,0-8,0
Водоудерживающая добавка 0,1-3,0
Патент РФ 2541989 – Сухая строительная смесь огнезащитная. Патентообладатель – Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет» (RU).
Таблица 7
| Портландцемент | Каолин | Редиспергируемый органический полимер | Эфир целлюлозы | Вспененный (вспученный вермикулит | Хризотиловый асбест | Шамот | Вспученный перлит | Полифункциональный модификатор бетона | Плотность готового покрытия, кг/м3 | Теплопроводность покрытия, Вт (м-К) | Температура плавления, не менее °С | Толщина сухого слоя на 1 группу 240 мин. | Т° эксплуатации | Примечание | |
| (Мелкодисперсный водорастворимый клей) | (Водоудерживающая добавка) | ||||||||||||||
| Частные фирмы | Dairen | Bermocoll | динамика | ||||||||||||
| ПОЗ-8 | 40 | — | 4,0 | 0,6 | 15 | 20 | 10 | 15 | 0,3 | 410 | 0,08 | 1300 | 40,7 | -50+60°С | сталь |
| Dairen | Bermocoll | С-3 | |||||||||||||
| ПОЗ-8 | 40 | — | 5,0 | 1,2 | 15 | 20 | 10 | 15 | 0,2 | 400 | 0,08 | 1300 | 40,7 | -50+60°С | сталь |
| Movinil | Bermocoll | пфм-нпк | |||||||||||||
| ПОЗ-8 | 40 | — | 4,5 | 0,7 | 15 | 20 | 10 | 15 | 0,5 | 420 | 0,08 | 1300 | 40,7 | -50+60°С | сталь |
| Vinnapas | Bermocoll | пфм-нпк | |||||||||||||
| ПОЗ-8 | 40 | — | 6,0 | 0,6 | 15 | 20 | 10 | 15 | 0,5 | 410 | 0,08 | 1300 | 40,7 | -50+60°С | сталь |
| Dairen | Tylose | пфм-нпк | |||||||||||||
| ПОЗ-8 | 40 | — | 5,0 | 1,5 | 15 | 20 | 10 | 15 | 0,5 | 420 | 0,08 | 1300 | 40,7 | -50+60°С | сталь |
| Dairen | М30 | пфм-нпк | |||||||||||||
| ПОЗ-8 | 40 | — | 3 | 0,5 | 15 | 20 | 10 | 15 | 0,5 | 420 | 0,08 | 1300 | 40,7 | -50+60°С | сталь |
Технология относится к области промышленности строительных материалов, в частности к сухим смесям для приготовления строительных штукатурных растворов, используемых для огнезащиты деревянных, фибробетонных и армоцементных строительных конструкций. Технический результат заключается в увеличении огнезащитной эффективности, трещиностойкости, увеличении прочности при сжатии и изгибе, улучшении реологических свойств растворной смеси, а также расширении линейки ССС на гипсовом вяжущем. Сухая строительная смесь огнезащитная, кроме гипсового вяжущего, включает вспученный легкий заполнитель, поверхностно-активную добавку. Особенность смеси в том, что в качестве заполнителя используется вспученный вермикулит фракции менее 1,25 мм и вспученный перлит фракции менее 1,25. В качестве активной минеральной добавки – легкоплавкая глина; волокнистого наполнителя – стекловолокно длиной менее 5 мм; поверхностно-активного вещества – воздухововлекающая добавка Silipon 1880, а замедлителя схватывания – винная кислота. В качестве адгезионной добавки применяется редиспергируемый порошок Vinnapas 5010N; загустителя – Amitrolit 8882; водоудерживающей добавки – эфир целлюлозы Mecellose FMC 7150. Соотношение компонентов, масс. % следующее: гипсовое вяжущее – 68-73, вспученный вермикулит – 13-15, вспученный перлит – 4-6, стекловолокно – 1,5-2,5, легкоплавкая (кембрийская) глина – 6-8, воздухововлекающая добавка – 0,02-0,04, замедлитель схватывания – 0,05-0,1, редиспергируемый порошок – 1,0-1,5, загуститель – 0,1-0,2, эфир целлюлозы – 0,1-0,2.
Вещественный состав предложенной огнезащитной смеси обеспечивает наибольшую прочность при наименьшей плотности. Строительно-технические свойства смеси соответствуют требованиям ГОСТ 31377-2008 «Смесь сухая штукатурная на гипсовом вяжущем. Технические условия» и гарантируют огнезащитную эффективность до 180 мин при толщине защитного слоя 20 мм.
Для проверки заявленного состава были приготовлены четыре варианта смеси с различным содержанием вспученных компонентов. Составы и свойства огнезащитной ССС приведены в табл. 8-10.
Таблица 8. Свойства растворов ССС с разным содержанием вспученных вермикулита (В) и перлита (П)
| № п/п | Состав, по объему (гипс: вспуч. вермикулит: вспуч. перлит) | Свойства раствора | Свойства образцов после высокотемпературных воздействий | |||
| Средняя плотность, кг/м3 | Предел прочности при сжатии, МПа | Средняя плотность, кг/м3 | Предел прочности при сжатии, МПа | Объемная усадка, % | ||
| 1 | Г:В:П=1:1,25:0,25 | 690 | 3,1 | 620 | 0,78 | 13 |
| 2 | Г:В:П=1:1:0,5 | 670 | 3,8 | 610 | 0,74 | 16 |
| 3 | Г:В:П=1:0,75:0,75 | 650 | 2,7 | 570 | 0,55 | 17 |
| 4 | Г:В:П=1:0,5:1 | 630 | 2,0 | 530 | 0,38 | 20 |
Таблица 9. Влияние функциональных добавок на свойства огнезащитной сухой строительной смеси (ССС)
| Свойство/состав | ССС без функциональных добавок | ССС с функциональными добавками |
| Водопотребность (В/T отношение) | 1 | 0,8 |
| Подвижность (расплыв конуса, мм) | 160 | 163 |
| Время начала схватывания, мин. | 10 | 45 |
| Предел прочности при сжатии, МПа | 2,8 | 3,1 |
| Предел прочности при изгибе, МПа | 1,6 | 1,7 |
| Средняя плотность, кг/м | 690 | 630 |
| Водоудерживающая способность, % | 93 | 97 |
Таблица 10. Технические свойства огнезащитной ССС на вспученном вермикулите и перлите с применением функциональных добавок
| Измеряемый параметр | Методика испытаний согласно | Результаты испытаний |
| Цвет | визуально | светло-серый |
| Влажность ССС, % по массе | ГОСТ 31376-2008 | 0,2 |
| Содержание зерен размером: 1,25 мм | ГОСТ 31376-2008 | 0,8 |
| 0,2 мм | 10 | |
| 0,125 мм | 12 | |
| Насыпная плотность, кг/м3 | ГОСТ5802-86 | 550-580 |
| Подвижность растворной смеси | ГОСТ 31376-2008 | 167 |
| Жизнестойкость растворной смеси (начало схватывания), мин. | ГОСТ 31376-2008 | 40-45 |
| Водоудерживающая способность растворной смеси, % | ГОСТ 31376-2008 | 97 |
| Средняя плотность раствора, кг/м3 | ГОСТ 5802-86 | 650-680 |
| Истинная плотность, г/см3 | ГОСТ 25898-83 | 2,51 |
| Истинная пористость, % | ГОСТ 25898-83 | 64 |
| Предел прочности при сжатии, МПа | ГОСТ 31376-2008 | 2,9 |
| Предел прочности при изгибе | ГОСТ 31376-2008 | 1,5 |
| Класс горючести | ГОСТ 30244-94 | (НГ – негорючий) |
| Класс пожарной опасности | КМО | |
| Адгезия к бетонному основанию, МПа | ГОСТ 31376-2008 | |
| Теплопроводность, Вт/(м·К) | ГОСТ30256-94 |
Высокотемпературные испытания проводились в лабораторной печи марки «Тулячка»-10П с программным управлением, где был выбран температурный режим испытаний, приближенный к стандартному температурному режиму печи ВНИИПО. В течение 180 минут температура печи достигала 1100°C, при этом резкий подъем температуры до 800°C достигался в течение первых 40 минут.
Класс пожарной опасности КМ0 подтвержден испытаниями аккредитованной лаборатории «МЧС – ТЕС-Северо-Запад».
Влияние функциональных добавок, улучшающих технические и реологические свойства растворов.
Огнеупорные и жаростойкие ССС. Глиноземистые цементы в огнеупорных смесях. Патент РФ № 2331617 – Огнеупорная бетонная смесь. Патентообладатель – ОАО «Первоуральский динасовый завод» (ОАО «ДИНУР») (RU).
Соотношение компонентов, мас. %:
• андалузитовый заполнитель 77-82
• реактивный глинозем 10-12
• тонкодисперсный кремнезем 4,5-5,0
• высокоглиноземистый цемент 4,0-6,0
• триполифосфат натрия (сверх 100%) 0,12-0,15
• лимонная кислота (сверх 100%) 0,012-0,015
Ингибирующие ССС. Патент РФ № 2468057 – Ингибирующий буровой раствор. Патентообладатель – ООО «Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий – Газпром ВНИИГАЗ» (RU)
Таблица 11. Составы огнеупорной бетонной смеси и свойства полученного бетона
| состав | Содержание компонентов, масс. % | Свойства образцов после обжига при 1000°С | |||||||||||
| андалузит фр. 0,5 мм | андалузит фр. менее 55 мкм | реактивный глинозем | высокоглиноземистый | тонкодисперсный кремнезем | триполифосфат натрия (сверх 100%) | кислота лимонная (сверх 100%) | содержание андалузита, масс. % | содержание муллита, масс. % | содержание стеклофазы, масс. % | изменение линейных размеров, % | предел прочности при сжатии, Н/мм2 | температура начала деформации под нагрузкой, °С | |
| 1 | 59 | 21 | 10 | 5,5 | 4,5 | 0,15 | 0,015 | 5,7 | 78,5 | 15,8 | -0,08 | 110 | 1650 |
| 2 | 60,5 | 18,5 | 11 | 5 | 5 | 0,14 | 0,014 | 6,1 | 77,7 | 16,2 | -0,10 | 120 | 1650 |
| 3 | 61,5 | 19 | 10 | 4,5 | 5 | 0,13 | 0,013 | 8,5 | 73,1 | 18,4 | -0,10 | 130 | 1650 |
| 4* | 65 | 20 | 10 | 5 | — | — | — | 63,2 | 26,8 | 10,0 | -0,12 | 100 | 1650 |
* Данные по прототипу после обжига при 1300°С (температуре начала процесса муллитизации андалузита) с выдержкой в течение 2-х часов
Буровой раствор включает воду, водорастворимый полимер и глинопорошок. Отличается тем, что в качестве водорастворимого полимера содержит катионный коагулянт Росфлок марки 99М. В качестве глинопорошка в растворе используют высококоллоидный бентопорошок марки ПМБВ при следующем соотношении компонентов, масс. %:
Глинопорошок 6-15
Росфлок 2-6
Вода Остальное
В связи с наличием значительного объема информации по всем видам сухих строительных смесей данная статья разделена на несколько частей. Третья часть будет посвящена сухим строительным смесям для изготовления высокогидрофобных, морозостойких и коррозионностойких цементных растворов.
