Результат интеллектуальной деятельности: СУХАЯ СТРОИТЕЛЬНАЯ СМЕСЬ

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к сухим строительным смесям на основе вяжущих веществ и минерального заполнителя, используемых для оштукатуривания стен.

Известна сухая смесь для приготовления строительного раствора, включающая следующие компоненты, мас.%: известково-цементное вяжущее 7-29, песок 71-93, органические добавки 0-0,2 (Патент РФ №2196752 С2, дата приоритета 08.12.2000, дата публикации 20.01.2003, автор Меркурьев М.В., RU).

Недостатком известной сухой смеси является высокая плотность, что снижает теплотехнические показатели штукатурного раствора, приготовленного на основе такой смеси.

Известна сухая строительная смесь для оштукатуривания стен из ячеистого бетона, содержащая следующие компоненты, мас.%: известково-цементное вяжущее 35,6-48,9; кварцевый песок 3,5-13,1; пористый заполнитель из отходов производства ячеистого бетона 44,4-51,2; эфир целлюлозы 0,07-0,13; редиспергируемый порошок 1,1-2 (Патент РФ №2309133 С1, дата приоритета 26.02.2006, дата публикации 27.10.2007, авторы Черных В.Ф. и др., RU).

Недостатком известной смеси является ограниченность фракционного состава пористого заполнителя из отходов ячеистого бетона, что усложняет технологию получения такого заполнителя в связи с организацией специальной технологической линии по дроблению и фракционированию отходов ячеистого бетона.

Известна сухая строительная смесь для приготовления строительных растворов для производства внутренних и наружных штукатурных работ, включающая следующие компоненты, мас.%: портландцемент 18,0-25,0; известь гидратная 0,9-1,4; известняковый песок 73,9-80,5; органическая добавка 0,1-0,2 (Патент РФ №2262495 С1, дата приоритета 03.06.2004, дата публикации 20.10.2005, авторы Титов В.М. и др., RU).

Недостатком известной смеси является специальная подготовка фракционированного известнякового песка из известнякового щебня, заключающаяся в его предварительной сушке, измельчении и рассеивании на требуемые фракции, что усложняет технологию, приводит к удорожанию смеси за счет использования специально добываемой горной породы - известняка и расходу энергоресурсов по его сушке, измельчению и фракционированию. Известна сухая строительная смесь для приготовления строительных растворов, включающая следующие компоненты, мас.%: цемент 18,75-25, песок 37,5-40,625, цеолитсодержащая порода 37,5-40,625 (Патент РФ №2348588 С2, дата приоритета 03.10.2006, дата публикации 10.03.2009, авторы Василовская Н.Г. и др., RU).

Недостатком известной сухой строительной смеси является то, что для снижения плотности и обеспечения прочностных характеристик раствора на основе сухой строительной смеси необходимо использование специально добываемой цеолитсодержащей породы, что приводит к удорожанию готовой продукции.

Известна сухая строительная смесь для приготовления строительных растворов, принятая за прототип, содержащая компоненты, мас.%: цемент 25-30, известь 4-6, диатомит 20-30, песок - остальное (Патент РФ №2297991 С1, дата приоритета 01.11.2005, дата публикации 27.04.2007, авторы Селяев В.П. и др., RU, прототип).

Недостатком прототипа является то, что для снижения плотности, повышения прочностных характеристик раствора и водоудерживающей способности растворной смеси необходимо иметь специально производимую известь и добывать горную породу диатомит, запасы которого ограничены и не являются повсеместно распространенными.

Задачей изобретения является снижение плотности, повышение водоудерживающей способности, расширение сырьевой базы, снижение себестоимости, утилизация отходов промышленности и улучшение экологической ситуации.

Для решения поставленной задачи в сухой строительной смеси, включающей портландцемент, кварцевый песок с модулем крупности 0,95-1,1 и наполнитель, согласно изобретению, в качестве наполнителя используют измельченный железистый гидратный кек с модулем крупности 0,90-0,95, образующийся в процессе аффинажа платиновых металлов, при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 25-27; указанный железистый гидратный кек 20-30; указанный кварцевый песок - остальное.

В заявляемой сухой строительной смеси железистый гидратный кек, как отход, использован взамен части кварцевого песка, что позволяет расширить сырьевую базу, снизить себестоимость получаемой сухой строительной смеси за счет утилизации отходов промышленности, улучшить экологическую обстановку в регионе.

Железистый гидратный кек, использованный в заявляемых составах сухой строительной смеси, образуется в процессе аффинажа платиновых металлов на заводе «Красцветмет» и после всех технологических операций поступает в специальные кекохранилища.

По агрегатному исходному состоянию кеки представляют собой пастообразную массу с влажностью 67-70%, высокой дисперсности, гомогенности и относительно постоянным составом.

По данным химического и дифференциально-термического анализа железистый гидратный кек завода «Красцветмет» состоит из двуводного гипса, в пределах 27-32%, карбоната кальция 29-38%, а также аморфных соединений железа и воды.

После сушки при температуре 100-105°C и помола в шаровой мельнице железистый гидратный кек имеет физико-механические свойства, представленные в таблице 1.

Подбор составов сухих штукатурных смесей с кеком производился по ГОСТ 28013-98 «Растворы строительные. Технические условия», по справочнику строителя «Отделочные работы в строительстве» и информации рекламных проспектов фирм, производящих сухие строительные смеси.

Составы и свойства сухих строительных смесей на цементном вяжущем и кеке приведены соответственно в таблицах 2, 3.

Из приведенных таблиц следует, что при замене части кварцевого песка на железистый гидратный кек снижается плотность раствора, повышается его водоудерживающая способность без значительного снижения прочности.

При разработке составов сухих строительных смесей использовали следующие сырьевые материалы: портландцемент М400 Красноярского цементного завода; кварцевый песок Березовского карьера (насыпная плотность 1460 кг/м³, модуль крупности М_кр=0,95-1,1). Зерновой состав песка должен соответствовать требованиям ГОСТ 8736-93 «Песок для строительных работ. Технические условия» и содержать фракции: 1,25; 0,63; 0,315; 0,016 мм.

Количество воды для затворения сухих смесей определялось из условия обеспечения подвижности 7-8 см, в соответствии с требованиями ГОСТ 28013-98.

Из приведенных табличных данных также видно, что на основе цементно-песчано-кековой смеси возможно получение строительных растворов марок от 75 до 100 с высокой водоудерживающей способностью и сниженной плотностью, что обеспечивает растворам улучшенные теплофизические показатели.

Технология приготовления сухой строительной смеси с кеком включает следующие технологические операции. Песок, поставляемый с карьера, высушивается до 0,5% влагосодержания в вибрационном сушильном барабане при температуре 110…120°C, после выхода из сушильного барабана песок просеивается через сито 1,25 мм для удаления крупных фракций.

Сухой кек, поставляемый в виде мелкозернистого материала, предварительно измельчается в шаровой мельнице и просеивается через сито 1,25. Крупные фракции, не прошедшие через сито, отправляются на дополнительное измельчение.

Дозирование и смешивание компонентов сухой смеси (цемента, песка, кека) производится в смесителе принудительного действия в течение 15…20 минут.

Готовая смесь подается в бункер готовой смеси, расположенный над упаковочной машиной. Упакованная в бумажные мешки по 5, 10, 25 и 50 кг смесь доставляется на склад готовой продукции.

Готовая смесь может доставляться на объекты строительства в мешках, либо в сыпучем состоянии в автоцементовозах.

Строительные растворы на основе цементно-песчано-кековой смеси готовятся непосредственно перед использованием путем добавления к ней необходимого количества воды для обеспечения требуемой удобоукладываемости. Растворы на основе сухой смеси могут перемешиваться как ручным, так и механизированным способом.

В результате выполненных работ и опытно-промышленных испытаний установлено, что при введении кеков в штукатурный состав возможна частичная замена кварцевого песка при снижении плотности раствора, улучшении водоудерживающей способности, нерасслаиваемости и пластичности растворной смеси, что свидетельствует о достижении технического результата. При этом использование кеков расширяет номенклатуру сырьевых материалов для сухих строительных смесей, снижает себестоимость готовой продукции, экономит природные ресурсы, улучшает экологическую ситуацию за счет снижения выброса отходов промышленности в окружающую среду.