В статье приводятся результаты исследований по использованию магнезиального цемента для производства сухих строительных смесей. В качестве объектов исследования выбрана защитно-отделочная штукатурка и самонивелирующаяся стяжка ЗАО «Пралеска-ТМФ» (г. Минск). Изучены основные технологические свойства растворных смесей. Подтверждена возможность применения магнезиального вяжущего для производства сухих строительных смесей.
УДК 666.9.033.001.5
Е.В. ЛУКАШ, канд. техн. наук, М.И. КУЗЬМЕНКОВ, доктор техн. наук, профессор, Белорусский государственный технологический университет, г. Минск
Ключевые слова: магнезиальный цемент, сухие строительные смеси, стяжка, наполнитель, водопотребность, прочность, сцепление, морозостойкость, кварцевый песок, вяжущее
Keywords: magnesia cement, dry mortar, screed, filler, water requirement, durability, grip, resistance, quartz sand, binder
Для вывода строительства на современный уровень, обеспечивающий возведение зданий и сооружений с высоким уровнем надежности, необходимо высокое качество монтажных, штукатурных, теплоизоляционных и отделочных работ. Мировая практика показывает, что решение указанных задач невозможно без широкого применения модифицированных сухих смесей. Производство сухих смесей в Республике Беларусь становится отдельным направлением промышленности строительных материалов. Ежегодно объем производства увеличивается в 2-2,5 раза, и сухие строительные смеси, обладающие высокими потребительскими качествами, стремительно завоевывают строительный рынок [1].
Наполнители являются важным компонентом строительных смесей. При их производстве необходимо соблюдать стандарты по наполнителям: в частности, песок – ГОСТ 8736, песок из шлаков тепловых электростанций – ГОСТ 26644, зола-унос – ГОСТ 25818, кварц молотый – ГОСТ 9077, песок формовочный – ГОСТ 2138, мел природный обогащенный – ГОСТ 12085, крошка из кирпича – ГОСТ 530, крошка из ячеистобетонных изделий – ГОСТ 21520 и др., а также требования ГОСТ 23732 к воде для затворения растворных смесей.
В качестве наполнителя чаще всего применяют кварцевый песок. На качество сухих смесей существенное влияние оказывает наличие в песке глинистых и пылевидных примесей, которые резко повышают водопотребность смесей и усадку, снижают прочность сцепления с основанием конечных продуктов и оказывают отрицательное воздействие на морозостойкость. Кварцевые пески Республики Беларусь состоят из минералов кварца, полевых шпатов и гидрослюды. Содержание оксида кремния в песках, применяемых для производства сухих смесей, должно быть не менее 90% [1].
Содержание наполнителей или дополнительных тонкодисперсных вяжущих подбирается таким образом, чтобы сумма объемов тонких частиц твердой фазы (цемент – тонкодисперсные минеральные компоненты – тонкие фракции песка (менее 0,14 мм)) составляла примерно 25-35% объема песка, т.е. соотношение «вяжущее : тонкодисперсный минеральный компонент : песок» составляло 1:2,5-1:4 [2, 3]. В этом случае формируется структура растворной смеси с наиболее плотным расположением зерен заполнителя и полным заполнением пустот между ними тестом из вяжущего и тонкодисперсного наполнителя.
В состав сухих смесей наряду с минеральными вяжущими и наполнителями для повышения их основных характеристик вводятся различные модифицирующие добавки. Применение специальных добавок (модификаторов) при создании рецептур модифицированных сухих смесей обусловлено необходимостью получения определенных технических и технологических характеристик этих материалов, и в первую очередь – потребностью удержания воды в затворенном растворе после его нанесения. Вода впитывается в основание и испаряется с поверхности раствора, что приводит к сокращению времени пребывания цемента в фазе геля, уменьшению степени гидратации и, как следствие, к снижению прочности.
В настоящее время в республике растет номенклатура сухих строительных смесей, постоянно совершенствуется производственная и нормативная база. Следует отметить, что номенклатура сухих смесей, представленных на строительном рынке Беларуси, достаточно широка: от гарцовки до специальных модифицированных смесей.
Перспективным является производство сухих строительных смесей на основе магнезиального вяжущего [4]. Материалы на основе магнезиальных вяжущих обладают рядом достоинств, которые делают их перспективными для использования в строительстве: высокой технологичностью, быстрым набором прочности без тепловой обработки, низкой истираемостью, беспыльностью, высокой биостойкостью, пожаробезопасностью.
Исходными материалами в работе служили каустический доломит, полученный обжигом доломита в электрической муфельной печи марки SNOL 6,7/1300, в фарфоровых тиглях при температуре 830±10°С с изотермической выдержкой в течение 35±5 мин. Полученный каустический доломит подвергался помолу в мельнице марки Retch РМ 200 до остатка на сите № 008 не более 15%. В качестве затворителя магнезиального цемента использовался сульфат магния по ТУ BY 100354659.610-2008.
В работе в качестве добавок использовали РПП (Vinnapas), эфир целлюлозы, порообразователь, пеногаситель, полипропиленовое волокно.
Процесс приготовления растворной смеси включает дозирование исходных материалов и их перемешивание до получения однородной массы. Полученную растворную смесь испытывали на прочность на сжатие, водопоглощение при капиллярном подсосе, растекаемость, адгезию, водоудерживающую способность по ГОСТ 31356-2013.
В работе в качестве аналогов были взяты рецептуры сухих строительных смесей в ЗАО «Пралеска-ТМФ» (г. Минск).
На первом этапе исследовалась защитно-отделочная штукатурка «Пралеска ССМ 30» Н ПМ 1СС для наружных работ (по данным ЗАО «Пралеска-ТМФ»). В табл. 1 представлен состав указанной штукатурной смеси.
Таблица 1. Состав растворной сухой смеси для штукатурки
| Наименование компонента | Содержание, масс. % |
| РПП (Vinnapas) | 0,17 |
| Известь гидратная 2-го сорта | 6,7 |
| Вяжущее | 21 |
| Порообразователь | 0,02 |
| Эфир целлюлозы | 0,08 |
| Кварцевый песок | 56,2 |
| Сульфат магния | 15,83 |
В табл. 2 представлены результаты исследований основных технологических свойств вышеуказанной смеси при использовании в качестве вяжущего магнезиального цемента.
Таблица 2. Технологические свойства растворной сухой смеси для штукатурки
| № п/п | Наименование испытания | Номер пункта ТНПА, устан. требования к продукции | Номер пункта ТНПА на метод испытаний | Требования к продукции, установленные ТНПА | Фактическое значение параметра | Вывод о соответствии требованиям ТНПА |
| 1 | Прочность сцепления с основанием, МПа | СТБ 1263, п. 5.2 | ГОСТ 28574 | Не менее 0,8 | 0,81 | Соответствует |
| 2 | Водоудерживающая способность, % | СТБ 1236, п. 5.2 | ГОСТ 5802, п. 5 | Не менее 95 | 98,32 | Соответствует |
| 3 | Водопоглощение при капиллярном подсосе, кг/м2 | СТБ 1236, п. 5.2 | СТБ 1236, п. 8.13 | Не более 2 | 1,5 | Соответствует |
Как видно из табл. 2, защитно-отделочная штукатурка на основе магнезиального цемента по своим основным технологическим свойствам соответствует требованиям стандартов, что позволяет рекомендовать ее в промышленности строительных материалов.
На следующем этапе работы были изучены основные технологические свойства самонивелирующейся стяжки «Пралеска ССМ 72».
Состав самонивелирующейся стяжки «Пралеска ССМ 72» представлен в табл. 3.
Таблица 3. Состав самонивелирующейся стяжки «Пралеска ССМ 72»
| Наименование компонента | Содержание, масс. % |
| Волокно полипропилена | 0,03 |
| РПП | 1,6 |
| Мука доломитовая | 11,8 |
| Песок | 45,2 |
| Пеногаситель | 0,12 |
| Пластификатор | 0,17 |
| Вяжущее | 25,3 |
| Эфир целлюлозы | 0,06 |
| Сульфат магния | 15,72 |
Основные технологические свойства самонивелирующейся стяжки «Пралеска ССМ 72» вышеуказанного состава представлены в табл. 4.
Таблица 4. Основные технологические свойства самонивелирующейся стяжки «Пралеска ССМ 72»
| № п/п | Наименование испытания | Номер пункта ТНПА, устан. требования к продукции | Номер пункта ТНПА на метод испытаний | Требования к продукции, установленные в ТНПА | Фактическое значение параметра | Вывод о соответствии требованиям ТНПА |
| 1 | Прочность сцепления с основанием, МПа | СТБ 1307-2012, п. 5.3.6 | ГОСТ 28574 | Не менее 0,5 | 0,68 | Соотв. |
| 2 | Водоудерживающая способность, % | СТБ 1307-2012, п. 5.2.3 | ГОСТ 5802 | Не менее 95% | 99,86 | Соотв. |
| 3 | Растекаемость, см | СТБ 1307-2012, п. 5.2.5 | ГОСТ 23789 | Не менее 22 | 24 | Соотв. |
Выводы:
В результате проведенных исследований подтверждена возможность применения магнезиального цемента для производства сухих строительных смесей.
Библиографический список
1. Урецкая Е.А., Сухие строительные смеси: материалы и технологии / Е.А. Урецкая, Э.И. Батяновский. – М., 2001. – 208 с.
2. Карапузов Е.К. Сухие строительные смеси / Е.К. Карапузов, Г. Лутц, Х. Герольд, Н.Г. Толмачёв. – Киев: Техника, 2000. – 230 с.
3. Махинин Б.В. Строительные растворы и сухие смеси: Учеб. пособие. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2004. – 81 с.
4. Носов А.В. Магнезиальное вяжущее из доломитов и материалы на его основе. Автореф. дисс. … канд. техн. наук: 05.23.05. Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет). – Челябинск, 2014.
