Результат интеллектуальной деятельности: ГИПСОЦЕМЕНТНО-ПУЦЦОЛАНОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве перегородочных плит и панелей, архитектурных, звукопоглощающих и других изделий, вентиляционных блоков, строительных растворов для внутренних частей здания, сухой штукатурки и гипсоцементно-волокнистых композиций.

Известна гипсоцементно-пуццолановая композиция, используемая для изготовления различных изделий строительного назначения (см. например: Гипсовые вяжущие и изделия / А.В. Волженский, А.В. Ферронская. -М.: Стройиздат, 1974 г., 112 с).

Однако такие составы имеют достаточно низкую прочность, высокое водопоглощение и низкий коэффициент размягчения.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является гипсоцементно-пуццолановая композиция, содержащая портландцемент, полуводный гипс, пуццолановую добавку - диатомит, модифицирующую добавку и воду (RU 2377203 С1, МПК С04В 11/30, С04В 28/14, С04В 111/20, опубл. 27.12.2009).

Известный состав композиции имеет достаточно высокую прочность в известных пределах, но низкую водостойкость и высокое водопоглощение. Кроме того, короткие сроки схватывания смеси в сочетании с необходимостью ее уплотнения ограничивают время перемешивания и формования, что затрудняет получение однородной структуры затвердевшей композиции, обладающей высокими эксплуатационными свойствами. Использование воды с рН 7,7-8,3 усложняет технологический процесс производства изделий.

Задачей изобретения является создание самоуплотняющейся гипсоцементно-пуццолановой смеси, увеличение времени ее жизнеспособности, обеспечивающей изделию высокие показатели прочности и водостойкости.

Техническим результатом предлагаемого решения является удлинение сроков схватывания смеси, придание ей самоуплотняющейся способности, повышение прочности на изгиб и сжатие, повышение коэффициента размягчения и снижение водопоглощения гипсоцементно-пуццолановой композиции.

Поставленная задача достигается тем, что гипсоцементно-пуццолановая композиция, включающая портландцемент, полуводный гипс, пуццолановую добавку, модифицирующую добавку и воду, согласно изобретению содержит в качестве пуццолановой добавки - метакаолин, в качестве модифицирующей добавки - композицию состава, мас.%: карбоксилатный полиэфир «Ethacryl™ HF» - 76,7-77,1, регулятор сроков схватывания и твердения «Бест-ТБ» - 17,7-18,1, полиметилгидросилоксан - 5-5,4, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Применение в составе модифицирующей добавки карбоксилатного полиэфира снижает водопотребность смеси и повышает прочностные характеристики изделий. Применение регулятора сроков схватывания и твердения увеличивает время жизнеспособности готовой смеси, что выражается в удлинении сроков схватывания. Сочетание карбоксилатного полиэфира с регулятором сроков схватывания и твердения придает гипсоцементно-пуццолановой смеси самоуплотняющуюся способность. Применение полиметилгидросилоксана способствует формированию оптимальной поровой структуры затвердевшего камня, снижает водопоглощение и повышает водостойкость готового изделия.

Применение в составе модифицирующей добавки указных выше компонентов в указанном соотношении приводит к синергетическому эффекту и позволяет достичь требуемый технический результат.

Для изготовления гипсоцементно-пуццолановой композиции использовали следующие материалы:

полуводный гипс марки Г6БII производства ООО «Аракчинский гипс» (ГОСТ 125-79);

портландцемент ПЦ500 Д0 Н Вольского завода;

в качестве пуццолановой добавки - метакаолин (ТУ 5729-098-12615988-2013);

водопроводная питьевая вода, удовлетворяющая требованиям ГОСТ 23732.

В составе модифицирующей добавки использовали:

- карбоксилатный полиэфир «Ethacryl™ HF», производства компании Coatex, Arkema (Франция) - жидкость, 40% раствор поликарбоксилата в воде. Гидроксильное число - 5-8 мг/г КОН.

- регулятор сроков схватывания и твердения - «БЕСТ-ТБ», производства ООО «Инновационные Технологии». «БЕСТ-ТБ» относится к суперпластификаторам первой группы и представляет собой сополимер на основе эфиров карбоновых кислот с добавлением фосфатного компонента темно-коричневого цвета с плотностью (при 20°C) 1,24 г/см³, массовая доля сухого вещества 20-30%;

- полиметилгидросилоксан (ТУ 6-02-694-76), для изготовления образцов использовали ГКЖ 136-157М производства ООО «Химпродукт», г. Люберцы.

Модифицирующую добавку готовят путем перемешивания указанных компонентов в указанных соотношениях.

Предлагаемое изобретение осуществляется следующим образом.

В работающий смеситель заливают расчетное количество воды, в которую добавляют заранее приготовленную модифицирующую добавку и перемешивают. Затем производят весовую дозировку компонентов, образующих гипсоцементно-пуццолановую композицию. В работающий смеситель поочередно загружают портландцемент, полуводный гипс и пуццолановую добавку - метакаолин и перемешивают.

Водный раствор добавлялся в гипсоцементно-пуццолановую смесь до достижения нормальной густоты по ГОСТ 23789-79. Для получения образцов использовали модифицирующую добавку следующего состава, мас.%: карбоксилатный полиэфир «Ethacryl™ HF» - 76,9, регулятор сроков схватывания и твердения «Бест-ТБ» - 17,9, полиметилгидросилоксан - 5,2.

Далее осуществляют формование изделий. После схватывания готовые образцы извлекают из форм и при необходимости могут быть подвержены термообработке.

Из гипсоцементно-пуццолановых смесей изготавливались образцы - балочки с размерами 4×4×16 см.

Через 28 суток нормального твердения образцы подвергались механическим испытаниям. Прочность образцов определяли в соответствии с ГОСТ 23789-79.

Составы гипсоцементно-пуццолановой композиции приведены в таблице 1, результаты механических испытаний образцов приведены в таблице 2.

Были также проведены испытания образцов гипсоцементно-пуццолановой композиции по прототипу.

Из приведенных данных следует, что максимальные показатели прочности на сжатие и изгиб достигаются при содержании полуводного гипса в пределах 53,5-53,8%, портландцемента 14-14,14%, модифицирующей добавки 2,6-3%, метакаолина 1,3-1,44%. При введении модифицирующей добавки в количестве менее 2,6% наблюдается снижение показателей исследуемых свойств по сравнению с заявляемыми пределами. При введении модифицирующей добавки в количестве, превышающем 3%, исследуемые свойства гипсоцементно-пуццолановой композиции увеличиваются незначительно.

Изделия, полученные согласно предлагаемому изобретению, обладают высокими прочностными характеристиками и водостойкостью, низким водопоглощением. Кроме того, использование модифицирующей добавки позволяет получить самоуплотняющуюся гипсоцементно-пуццолановую смесь и увеличить время ее жизнеспособности. Использование водопроводной питьевой воды позволяет упростить технологический процесс изготовления изделий.