Результат интеллектуальной деятельности: Гипсоцементно-кремнезёмистая композиция для фасадных изделий

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при изготовлении гипсобетонных изделий -фасадных плиток и декора.

Гипсовые изделия имеют ряд преимуществ:

- эстетический привлекательный вид;

- негорючие, огнестойкие, нетоксичные, безвредные для окружающих;

- легче изделий из натурального природного камня;

- простые в монтаже.

Однако, гипсовые плитки и декор, как фасадные изделия, не долговечны. Долговечность таких изделий зависит от водопоглощения и морозостойкости. Причем, чем больше воды они впитывают, тем быстрее разрушаются. Но для облицовочных плиток в отличие от архитектурных изделий, например, скульптур, ситуация еще сложнее. Можно обработать гипсовую плитку защитой снаружи, но влага будет поступать к ней через клеевой слой с ее обратной стороны и результат будет тем же. Таким образом, необходимо не только защищать поверхностный слой от проникновения воды, но и обеспечить повышенную стойкость гипса, а соответственно изделий на его основе в целом.

Известна гипсоцементно-пуццолановая композиция, используемая для изготовления различных изделий строительного назначения (Гипсовые вяжущие и изделия / А.В. Волженский, А.В. Ферронская. - М.: Стройидат, 1974 г., 112 с.), но она имеет низкую прочность, высокое водопоглощение и низкий коэффициент размягчения.

Близким техническим решением к заявленному изобретению является добавка для модификации гипсовых вяжущих, строительных растворов и бетонов на их основе (RU 2260572 С-1 МПК С04В 11/30), включающая гидравлическое вяжущее, активный минеральный компонент,пластифицирующую добавку, регулятор сроков схватывания и дополнительно содержит стабилизатор. Получаемый состав имеет недостаточную морозостойкость и отсутствуют данные по водопоглощению.

Наиболее близкими техническими решениями к заявленному изобретению является гипсоцементно-пуццолановая композиция, содержащая портландцемент, полуводный гипс, пуццолановую добавку - метакаолин, модифицирующую добавку и воду (RU 2551179 С-1 МПК С04В 11/30), но она имеет более низкую прочность, высокое водопоглощение и низкий коэффициент размягчения и отсутствуют данные по морозостойкости.

Задачей изобретения является создание гипсоцементно-кремнеземистой композиции для фасадных изделий, обеспечивающей показатели прочности, водостойкости, морозостойкости и декоративных свойств.

Поставленная задача достигается тем, что гипсоцементно-кремнеземистая композиция для фасадных изделий, включающая полуводный гипс, портландцемент белый, кварцевый песок белый, метакаолин, модифицированную добавку и воду, содержит в качестве модифицирующей добавки композицию состава, масс. %: - диоксид кремния «Ковелос» 0,95÷0,99%, диоксид титана - 73,9÷74,3%, в качестве пластификатора - Melflux или Sika-24,5÷24,9%, в качестве регулятора сроков схватывания винная кислота - 0,21÷0,25% при соответствующем соотношении компонентов масс. %:

Применение в составе модифицирующей добавки:

- диоксида кремния «Ковелос» препятствует расслоению и оседанию твердой фазы, стабилизируя систему и улучшает способность смеси распределяться по поверхности формы;

- диоксид титана в сочетании с пластификатором увеличивает плотность, снижает водопотребность смеси и повышает прочностные характеристики.

- регуляторов сроков схватывания и твердения- увеличивает время жизнеспособности смеси, что выражается в удлинении начала схватывания. Применение в составе модифицирующей добавки указанных выше компонентов в указанном соотношении, позволяет достичь требуемый технический результат.

Для изготовления композиционного гипсового вяжущего для фасадных изделий использовали следующие материалы:

- полуводный гипс марки Г6 А II производства РТ ООО «Аракчинский гипс» (вяжущее марки Г6, быстротвердеющее, среднего помола);

- портландцемент белый Deco СЕМ600 маркировка по Российскому стандарту ПЦБ-1500-Д0 ГОСТ 965-89 удовлетворяет ЦЕМ 1 52,5Н и характеризуется В/Ц равным 0,38, сроки схватывания: начало - 2 часа 30 мин, конец - 4 часа 20 мин;

- кварцевый песок белый фр.0-0,16;

- в качестве активной минеральной добавки аморфный алюмосиликат Al₂O₃⋅2SiO₂-метакаолин марки ВМК-45 фирмы ГК «Синерго» г. Челябинск;

- водопроводная питьевая вода, удовлетворяющая требованиям ГОСТ 23732.

В качестве модифицирующей добавки использовали:

диоксид кремния «Ковелос» - 35/01 Т ООО «Экокремний» г. Новозыбков, Брянская обл., по ТУ 2168-002-14344269-09, с массовой долей диоксида кремния не менее 98%, порошок белого цвета без вкуса и запаха с нанопористой структурой частиц, с выраженными сорбционными свойствами, легкий микронизированный с размером частиц от 6 до 9 мкм, с удельной поверхностью 400 м²/г;

диоксид титана химическая формула TiO₂, нетоксичен и безвреден, диоксид титана пигментный марка BLR-699 с массовой долей диоксида титана не менее 94%;

суперпластификатор Melflux 5581 F выпускаемый BASF Constraction Polymers (Trostberg, Германия) на основе поликарбоксилатных эфиров;

добавка Sika ViscoCrete 5Neu суперпластификатор на поликарбоксилатной основе, соответствует EN 934-2 требованиям ТУ 2493-002-13613997-2007;

в качестве регулятора сроков схватывания винная кислота (C₄H₆O₆) ГОСТ 5817-77.

Модифицирующую добавку готовят путем перемешивания сначала диоксида титана в пластификаторе, а затем и остальных компонентов в указанном соотношении.

Предлагаемое изобретение осуществляется следующим образом.

В работающий смеситель заливают расчетное количество воды, в которую добавляют заранее приготовленную модифицирующую добавку и перемешивают. Затем загружают компоненты гипсоцементно-кремнеземистой композиции для фасадных изделий, включающей, полуводный гипс, портландцемент белый, кварцевый песок белый, метакаолин и перемешивают.

Для получения образцов использовали модифицирующую добавку следующего состава, мас. %: диоксид кремния «Ковелос» 0,97%, диоксид титана - 74,1%, в качестве пластификатора - Melflux или Sika - 24,7%, в качестве регулятора сроков схватывания винная кислота - 0,23%.

Далее осуществляют формование изделий в виде плиток различных размеров в плане с толщиной до 1 см и контрольных образцов для оценки свойств технических показателей. После схватывания плитки и образцы извлекают из форм. Прочность образцов определяли через 7 суток нормально-влажностного режима, высушенных до постоянной массы с учетом методики ГОСТ 23789.

Составы гипсоцементно-кремнеземистых композиций для фасадных изделий приведены в таблице 1, результаты физико-механических испытаний образцов приведены в таблице 2.

Изделия, изготовленные из гипсоцементно-кремнеземистой композиции, согласно предлагаемому изобретению, обладают высокими прочностными характеристиками, низким водопоглощением и высокой долговечностью, а смесь достаточной жизнеспособностью для ее переработки в крупноразмерные изделия.