КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ОТДЕЛКИ (ВАРИАНТЫ)

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при изготовлении сухих строительных и растворных смесей, плит и панелей, предназначенных для внутренней и наружной облицовки зданий, стяжек для пола и других изделий.

Известны магнезиальные сухие строительные смеси (RU 2392246, C04B 28/30, опубл. 20.06.2010; RU 2388715, C04B 28/30, опубл. 10.05.2010; RU 2233255, C04B 28/30, опубл. 27.07.2004), состоящие из порошка магнезитового каустического, модифицирующей добавки и природного минерала шунгита III разновидности, содержащие при необходимости строительный песок с золой или баритовый концентрат.

Присутствие в смесях в качестве наполнителя золы от сжигания отходов очистки сточных вод, содержащей значительное количество вредных веществ и не обладающей вяжущими свойствами, в количестве 50-85% при содержании магнезиального вяжущего в составе смеси от 10 до 30% и плотности бишофита в приготовленной смеси 1,2 г/см³, позволяет создать стяжку для пола, стеновые блоки, перегородки с высокой прочностью, хорошей адгезией к бетонным основаниям, при отсутствии вредных выделений в воздух помещений и в воду из-за низкой проницаемости.

Но это изобретение не решает вопроса регулирования пористости, гигроскопичности и долговечности материалов.

Известен композиционный материал на магнезиальном вяжущем (RU 2415099, C04B 28/30, опубл. 27.03.2011), содержащий каустический магнезит 22,0-31,0%, водный раствор хлористого магния 23,0-37,0% плотностью 1,20-1,25 г·см³, наполнитель 31,1-54,9, модифицирующую добавку - водорастворимый фторид - MeF, где Me - NH4+, Li+, Na+, K+ в количестве 0,10-0,90%, обладающий низким водопоглощением (1,5-2,0%), повышенными водостойкостью (0,9-1,0) и трещиностойкостью при сохранении высоких прочностных свойств.

Недостатком композита является то, что в качестве фторидов используют водорастворимые соли фтористоводородной кислоты марки ЧДА, что существенно удорожает стоимость композиции, кроме того в патенте нет решения проблемы регулирования гигроскопичности магнезиальных композиций и повышения морозостойкости при использовании композиций для наружной отделки.

Ближайшим аналогом заявляемой магнезиальной композиции является композиция на основе хлормагнезиального вяжущего (RU 2380334, C04B 28/30, публ. 27.01.2010), содержащая 60…65% магнезиального вяжущего, 15…17% хлорида магния, 3…10% добавки железной руды, остальное - вода.

Тонкомолотая железная руда в качестве добавки позволяет повысить прочность магнезиального камня до 76,2 МПа, снизить гигроскопичность хлормагнезиального камня с 12% до 0,74…1,73%, понизить его водопоглощение и повысить водостойкость.

Несмотря на достоинства аналога, в нем не проработаны вопросы деформации усадки формирующихся отделочных покрытий, их адгезия к отделываемой поверхности и возможности регулирования паропроницаемости.

Изобретение решает задачу повышения прочности при адгезии, снижения деформаций усадки, установления оптимальных уровней паропроницаемости композиционных материалов для наружной и внутренней отделки и обеспечения необходимой морозостойкости композиции для наружной отделки.

Это достигается тем, что композиционный материл для наружной отделки, содержащий магнезиальное вяжущее, затворитель - раствор хлорида магния, модифицирующую железосодержащую добавку, заполнитель и воду, в качестве заполнителя содержит вспученный вермикулит при следующем соотношении компонентов, мас.%: магнезиальное вяжущее 30-33%, затворитель MgCl₂·6H₂O 28-30%, модифицирующая железосодержащая добавка 3-6,0%, вспученный вермикулит 10-11%, вода - остальное; а композиционный материл для внутренней отделки, содержащий магнезиальное вяжущее, затворитель - раствор хлорида магния, модифицирующую железосодержащую добавку, заполнитель и воду, дополнительно содержит алюминийсодержащую добавку при следующем соотношении компонентов, мас. %: магнезиальное вяжущее 20-22%, затворитель MgCl₂·6H₂O 28-30%, модифицирующая железосодержащая добавка 3-6,0%, заполнитель 20-22%, алюминийсодержащая добавка - 1,25-2,5%, вода - остальное.

Технический результат для наружной отделки - повышение водостойкости, снижение усадочных деформаций, регулирование гигроскопичности и повышение морозостойкости композиционного материла; для внутренней отделки - повышение водостойкости, снижение усадочных деформаций, гигроскопичности и паропроницаемости композиционного материла.

Наличие заполнителя позволяет экономить дорогостоящее вяжущее. Применение в композиционном материале для наружной отделки в качестве заполнителя вспученного вермикулита позволяет обеспечить защиту зданий от нежелательного теплового обмена с окружающей средой при низкой теплопроводности получаемого материала. Заполнитель вермикулит в составе смеси за счет строго определенной адсорбционной способности устанавливает в материале постоянную равновесную влажность и обеспечивает тем самым его безусадочность. Кроме того, это способствует повышению прочности при адгезии, морозостойкости и увеличению долговечности. Содержание вспученного вермикулита в отделочной смеси менее 10% не позволяет в полной мере обеспечить необходимую паропроницаемость, морозостойкость и адгезию к покрываемой поверхности. Увеличение содержания вспученного вермикулита более 11% приводит к снижению адгезии к отделываемой поверхности и морозостойкость отделочного покрытия.

Магнезиальное вяжущее обеспечивает требуемые характеристики по прочности получаемого материала, его адгезии к отделываемой поверхности, водостойкость, морозостойкость и другие эксплуатационные характеристики. От количества используемого вяжущего в композиционном материале зависит прочность, плотность и другие свойства раствора. Содержание магнезиального вяжущего менее 30% не позволит в полной мере обеспечить требуемые свойства. Содержание магнезиального вяжущего более 33% приведет к удорожанию продукции.

Использование в качестве затворителя раствора хлорида магния должно обеспечивать строго определенный состав гидратных фаз магнезиального камня, чтобы обеспечить материалу требуемые свойства. Расход MgCl₂·6H₂O менее 28% приводит к увеличению содержания в составе гидратных фаз покрытия гидроксида магния и снижению прочности, водостойкости, морозостойкости и эффективности заявляемых материалов. Содержание MgCl₂·6H₂O более 30% приводит к перерасходу материала, выщелачиванию избытка бишофита на поверхности покрытий, значительному повышению гигроскопичности.

Наличие железосодержащей добавки играет роль модификатора структуры. Содержание модифицированной железосодержащей добавки менее 3% не обеспечит нужной прочности, водостойкости, гигроскопичности и других необходимых свойств. Содержание модифицированной железосодержащей добавки более 6% не улучшит свойств материала и приведет к его удорожанию. В качестве железосодержащей добавки может быть использован, например, железорудный агломерат или шлак никелевого производства.

В композиционном материале для внутренней отделки применяют алюминийсодержащую добавку, играющую роль уплотнителя и дополнительно компонента, снижающего гигроскопичность, паропроницаемость и повышающего плотность материала. Содержание алюминийсодержащей добавки менее 1,25% малоэффективно. Содержание алюминийсодержащей добавки более 2,5% приводит к удорожанию штукатурной смеси.

Магнезиальное вяжущее обеспечивает требуемую прочность и плотность. Содержание магнезиального вяжущего в композиции для внутренней отделки менее 20% не достаточно. Содержание магнезиального вяжущего более 22% - расточительно.

Использование в качестве затворителя раствора хлорида магния обеспечивает строго определенный состав гидратных фаз магнезиального камня. Содержание MgCl₂·6H₂O менее 28% снижает удобоукладываемость смеси и прочностные характеристики. Содержание MgCl₂·6H₂O более 30% способствует повышению гигроскопичности и высолообразованию.

Присутствие заполнителя обеспечивает совместно с наполнителем требуемую плотность и паронепроницаемость, а также удешевление материала. В качестве заполнителя композиционного материала для внутреннего применения могут служить, например, отходы от пиления или дробления изверженных и плотных осадочных горных пород: мраморная, доломитовая или гранитная мука и другие дисперсные материалы с размером фракции не более 1,25 мм. Такая смесь обладает низкой гигроскопичностью, высокой водостойкостью и прочностью при адгезии, а также повышенными декоративными и эстетическими свойствами. Благодаря высокой плотности раствора снижается его паропроницаемость и проникание водяных паров в стену. Содержание заполнителя менее 20% не обеспечит требуемой прочности и за счет увеличения доли вяжущего повышает его гигроскопичность и стоимость. Содержание заполнителя более 22% не обеспечивает требуемой плотности материала и всех необходимых свойств.

Кроме того, используемая комплексная добавка и заполнители позволяют повысить водоудерживающую способность и удобообрабатываемость строительной смеси.

Композиционные материалы для наружной и внутренней отделки (оба варианта) получают следующим образом.

Все сухие дисперсные материалы, включая добавки, помещают в смеситель и тщательно усредняют. Затворитель - раствор хлорида магния должен быть подготовлен в отдельной таре строго определенной плотности - 1,21…1,22 г/см³. Дозировка затворителя производится в строгом соответствии с требованиями из расчета на допускаемое количество бишофита. Сухие компоненты и затворитель соединяют и тщательно перемешивают 4-5 минут до однородной строительной смеси.

Для получения и затвердевания раствора композиционного материала необходимо и достаточно создания естественных условий - температуры 10-25°C и относительной влажности воздуха 60±5%, в течение суток материал набирает до 70% прочности и другие необходимые свойства.

Результаты испытаний образцов по основным свойствам композиционных материалов для наружной и внутренней отделки - прочности при сжатии, изгибе и адгезии, водостойкости, гигроскопичности, усадочных деформаций, морозостойкости приведены в таблице 1.

Композиционные материалы для наружной и внутренней отделки с водоудерживающей способностью строительной смеси >95% обладают повышенными показателями по прочности и водостойкости, оптимальной паропроницаемостью в соответствии с назначением материала. При этом композиция для наружного применения, благодаря использованию в качестве заполнителя вспученного вермикулита, обладает достаточно высокой морозостойкостью. Композиция для внутреннего применения, благодаря использованию комплексной модифицирующей добавки, обладает низкой гигроскопичностью, высокой водостойкостью и прочностью, в том числе и адгезионной, а также повышенными декоративными и эстетическими свойствами.