ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДОБАВОК, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СУХИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ СМЕСЕЙ

1

• Авторы
• Файлы

Баталин Б.С. Статья в формате PDF 117 KB

Производство и применение сухих строительных смесей (ССС) в России неуклонно растет. Удобства и выгоды их использования становятся все более очевидными. Однако часто производители ССС наталкиваются на то обстоятельство, что добавки, без которых невозможно получение ССС с заданными технологическими хаpaктеристиками, в России не производятся. Импортные же вещества, применяемые в качестве таких добавок, дороги, что, естественно, при их использовании приводит к удорожанию такой нужной строителям продукции.

В то же время, хорошо известно, что целый ряд промышленных производств стал свои отходы утилизировать, превращая их в побочную продукцию. Так в бумажной промышленности теперь уже давно производят различные разновидности лигносульфонатов, производные целлюлозы. Содовая промышленность начинает производить продукцию на основе тонкодисперсных карбонатных шламов. Горнодобывающие предприятия утилизируют пылевидные отходы измельчения горных пород и т.д.

Часто эти продукты по своему химическому, минералогическому и дисперсному составу весьма близки к специальным добавкам, производимым для получения ССС за рубежом.

На кафедре СМиСТ в 2004-2006 годах была проделана работа, целью которой было исследование возможности замены дорогих импортных добавок побочными продкутами различных отечественных производств.

В работе были использованы следующие материалы.

Песок - отсев песчано-гравийной смеси производства ООО «ЗапаДypaлнеруд» филиал Пермский песчано-гравийный карьер.

Минералогический состав песка представлен кварцем, кварцитом, яшмой, и ее аналогаи. Слюдистых минералов менее 0,5 масс.%.

Пылеватых и глинистых примесей вместе 3,5 масс.%, в том числе глинистых 1,1 масс.%.

Микрокремнезем МК-85 представляет собой отход ферросплавного производства Липецкого металлургического комбината. Состоит из частиц аморфного кремнзема SiO₂, содержание которого составляет в нем 99,9 масс. %. Удельная поверхность 850 м²/м³. Насыпная плотность 500 - 600 кг/м³. Внешне представляет порошок светло-серого цвета. Влажность не превышает 0,3 %. Имеет сертификаты санитарно-эпидемиологической и радиационой безопасности.

Шлам из шламоотстойников ООО «Сода» (Березники), так называемое «белое море», представляет собой тонкий порошок с размерами частиц от 0,001 до 50 мкм. По химическому составу это в основном карбонат кальция СаСО₃ с небольшой примесью хлорида натрия и сульфата кальция - в пробах шлама разного времени образования суммарное количество примеси меняется от 5% по массе у свежего до 0,7 у старого многолетнего возраста.

Известняковая мука марки А класса 1 ООО «Березниковский содосвый завод». Гранулометрический состав по паспорту полные остатки на ситах (масс.%):

Влажность муки составляет 0,2% по массе. Содержание карбонатов кальция и магния 85,58 масс.%.

Целлюлоза электродная.Побочный продукт бумажного прозводства Краснокамского ЦБК.

Объем 1 г порошка 4,1 см³.

Влажность 5,3 масс.%.

Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) ТУ У24.1-05761620.018-2001 

Na КМЦ техническая представляет собой мелкозернистый, порошкообразный, содержащий волокна материал от белого до кремового цвета. Применяется в производстве зубных паст, эмульсий, мазей и кремов. 

Лигносульфонат технический (ЛСТ) ТУ 54-028-00279580-97 Порошкообразные технические лигносульфонаты - побочный продукт переработки древесины. Технические лигносульфонаты образуются из лигнина при сульфитной варке древесины с кислотой на натриевом основании в производстве целлюлозы. Водорастворимые в любых соотношениях, технические лигносульфонаты обладают универсальными свойствами поверхностно-активных веществ, содержат смесь натриевых солей лигносульфоновых кислот.

Тиосульфат натрия (гипосульфит) 2Na₂S₂O₃

Под воздействием кислорода воздуха тиосульфат натрия разлагается по реакции:

2Na₂S₂O₃ + O₂ =2Na₂SO₄ + 2S

На способности к легкому окислению, т.е. действовать в качестве восстановителя, а также на способности присоединять к себе многие вещества, с которыми он образует, комплексные соли основано множество способов применения тиосульфата натрия в промышленности.

Импортные добавки

Эфиры целлюлозы Mecellose^®

Mecelloce FMC 2094

Mecelloce FMC 2070

Mecelloce FMC 60150

Mecelloce FMC 22501

Melflux 1641F

Легко растворяются в холодной воде, диспергируются в горячей. Обладают свойством удерживать воду в растворе и противодействовать испарению, адсорбироваению впитывающим основанием и т.д. Совместимы с другими добавками в водном растворе и обеспечивает устойчивую комбинацию растворимости в воде Устойчивы в диапозоне рН 3.0-12.0 (однако, кислота или щелочи влияют на растворимость ЭЦ) Обеспечивает загущение раствора и улучшает его адгезионные свойства. Образует прозрачную, прочную, гибкую пленку, обладающую отличной стойкостью к маслам и смазкам Обеспечивает отличную стабильность вязкости во время длительного хранения благодаря стойкости к воздействию грибков и бактерий.

Редиспергируемые сополимерные порошки Mowilith Pulver^®

Mowilith Pulver^® LDM 2028 Р

Mowilith Pulver^® DM 2072 Р

Mowilith Pulver^® LDM 2080 Р

Mowilith Pulver^® DM 117 Р

Mowilith Pulver^® DM 1142 Р

Mowilith Pulver^® LDM7974 H

Под торговой маркой Mowilith^® поставляют тонкие, редиспергируемые в воде синтетические полимеры, которые находят широкое применение в качестве добавок для сухих строительных смесей. Редиспергирующие порошки Mowilith^® производятся методом распылительной сушки водных синтетических дисперсий на базе сополимеров винилацетата, этилена, акрилатов и версататов. Они содержат антикоагулянты и средство против слеживания.

Суперпластификаторы. MELMENT^® F10- универсальный суперластификатор и разжижитель для ССС на основе цемента и гипса и других строительных материалов

Esapon 1214 это реологический модификатор на базе эфира крахмала для штукатурок, клеев, шпатлёвок и строительных растворов. Применяется в сухих смесях совместно с эфирами целлюлозы, редиспергируемыми порошками и другими поверхностно-активными модификаторами. существенно улучшает удобоукладываемость и переpaбатывемость раствора, повышает фиксирующую способность. В клеях и шпатлёвках, требующих высокого содержания метилцеллюлозы, снижает клейкость при переработке (устраняет прилипание к инструменту) и увеличивает открытое время. При ручном и машинном нанесении существенно улучшает технологичность и гладкость и устраняет комкообразование, особенно для гипсовых систем.

Методика работы включала следующие определения свойств сырьевых материалов:

- определение зернового состава и модуля крупности песка;

- определение содержания пылевидных частиц и глинистых;

- определение насыпной плотности.

Растворные смеси готовили, смешивая сухие компоненты в заданных соотношениях. Смеси подвергали следующим испытаниям:

-определение консистенции цементного раствора;

-определение плотности растворной смеси;

-определение расслаиваемости растворной смеси;

-определение водоудерживающей способности растворной смеси.

Образцы-балочки размерами 4х4х16 см формовали с применение вибрации на лабораторном вибростоле. Время вибрации во всех случаях составляло 15 с. Отформованные образцы до распалубки хранили в камере твердения, Через 1 сутки образцы распалубливали, и снова помещали в камеру. Условия в камере: температура 20±2^оС, относительная влажность 90%.

Через 28 суток после приготовления образы испытывали на изгиб и сжатие.

Для определения силы сцепления клеевых составов с поверхностью изготавливали образцы-плитки размерами 7х7 х1см. Образцы формовали и хранили до испытания так же, как балочки, а затем с помощью эпоксидного клея приклеивали в устройству для испытаний на отрыв.

Образцы кладочных растворов и штукатурных для наружных работ испытывали на морозостойкость дилатометрическим методом.

Сравнивая полученные результаты можно сделать следующие общие выводы.

1. Местные добавки при рациональных дозировках по достигаемым физико-механическим и реологическим результатам не уступают импортным добавкам и заслуживают внимания производителей ССС..
2. В ряде случаев, для достижения особенно высоких прочностей клеевых составов на отрыв - более 15 кг/см², целесообразно использование импортных добавок. Однако, надо иметь в виду, что долговечность плиточного покрытия в условия пермского климата зависит не только от прочности сцепления, но и от свойств самой плитки. При низкой паропроницаемости плитки она неизбежно будет отпадать из-за замерзания конденсата паров воды в клеевом слое.

---