Результат интеллектуальной деятельности: СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для защиты различных поверхностей.

Известна сырьевая смесь, состоящая из следующих компонентов, мас. %: цемент 36,0-40,0; песок 39,0-49,0; нитрат натрия 0,9-1,8; карбонат натрия 2,0-3,2; сульфат натрия 2,5-3,6; хлорид кальция 0,05-0,15; карбид кальция 0,75-1,15; гидроксид кальция 0,8-1,0; остальное - вода. (RU №2072335, C04B 28/00, 1997 г.). Недостатком данного технического решения является недостаточная адгезионная прочность и морозостойкость затвердевшего защитного покрытия.

Известна сырьевая смесь, состоящая из следующих компонентов, мас. %: портландцемент - 30,3-32,3; заполнитель, представленный песком с максимальным размером фракций 0,63 мм - 40,4-40,9; тонкомолотый доломитизированный известняк с удельной поверхностью частиц 200 кв.м/кг в количестве 8,1-8,6; комплексная добавка - 3,2-3,7 и вода 16,0-16,5. Комплексная добавка состоит из следующих компонентов, мас. %: микрокремнезема с удельной поверхностью частиц 200 кв.м/кг - 47,0-49,0; глиноземистого цемента - 24,5-25,0; гипса CaSO₄⋅2H₂O - 9,8-10,2; пластификатора C3-3,7-4,0; золя кремниевой кислоты CuSiO₄ с плотностью 1,014 г/куб.см и рН 3,5 - 3,0-3,4; бентонитовой глины с удельной поверхностью частиц 500 кв.м/кг - 10,0-10,4. (RU №2396235, C04B 41/63, 2010 г.). Недостатком данного технического решения является недостаточная адгезионная прочность и морозостойкость затвердевшего защитного покрытия.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой сырьевой смеси для защитного покрытия, выбранной за прототип, является сырьевая смесь, состоящая из следующих компонентов, мас. %: портландцемент - 34,48-36,48; песок фракции 0,315 мм - 43,72-44,82; комплексная добавка - 6,4-6,9; вода - 13,4-13,8. Комплексная добавка состоит из следующих компонентов, мас. %: белая сажа БС50 - 93,7-94,3; поликарбоксилатный полимер - 5,7-6,3 (RU №2585217, C04B 28/04; C04B 41/50; C04B 111/20, 2015 г.). Недостатком данного технического решения является недостаточная адгезионная прочность и морозостойкость защитного покрытия.

Поставленная задача достигается тем, что сырьевая смесь для защитного покрытия содержит портландцемент, песок фракции 0,30 мм, комплексную добавку, состоящую из редиспергируемого порошка на основе сополимера стирол-акрилата (Acronal 430) и природного шунгита с размером частиц диоксида кремния (SiO₂) - 10 нм при следующем соотношении компонентов, мас. %:

дополнительно содержит микрокальцит (CaCO₃) с размерами частиц 100 мкм при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас. %:

Использование комплексной добавки на основе универсального редиспергируемого порошка, состоящего из сополимера и стирол-акрилата, модифицированного реакционно-активными наночастицами диоксида кремния (SiO₂), входящими в состав природного шунгита, повышает гидратационную активность сырьевой смеси, используемой в качестве защитного покрытия, таким образом увеличивая образование комплексных тоберморитоподобных гидратных соединений типа CSH(I). В присутствии указанной комплексной добавки проявляется реакционная активность микрокальцита (CaCO₃), которая подтверждается образованием комплексного гидратного соединения типа основного карбоната кальция CaCO₃⋅Ca(OH)₂⋅1,5Н₂O. Образование повышенного количества комплексных гидратных соединений, независимо от состава, которые в момент образования характеризуются нескомпенсированными химическими связями, что способствует повышению адгезионной прочности защитного покрытия к защищаемой поверхности. Присутствие реакционно-активного микрокальцита (CaCO₃) с размером частиц 100 мкм в сырьевой смеси и образование повышенного количества гидратных соединений в затвердевшем защитном материале способствует повышению плотности защитного покрытия, следствием чего является повышение морозостойкости защитного материала.

На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявленная сырьевая смесь для защитного покрытия не известна, и данное техническое решение обладает мировой новизной.

Заявленная совокупность существенных признаков проявляет новое свойство в присутствии указанной комплексной добавки, состоящей из редиспергируемого порошка на основе сополимера стирол-акрилата (Acronal 430) и природного шунгита с размером частиц диоксида кремния (SiO₂) 10 нм, которая обеспечивает сверсуммарный эффект, состоящий в повышении гидратационной активности сырьевой смеси для защитного покрытия и проявления реакционной активности микрокальцитом CaCO₃, подтверждаемой образованием комплексных гидратных соединений на основе карбоната кальция, результатом чего является повышение адгезионной прочности защитного покрытия к основанию и морозостойкости защитного материала.

Смесь, включающая портландцемент, песок, предлагаемую добавку и микрокальцит, обеспечила получение защитного покрытия, характеризуемого повышенной адгезионной прочностью (на 47%) и повышенной морозостойкостью (на 50%) по сравнению с прототипом.

По мнению заявителя и авторов именно другое свойство совокупности существенных признаков, не равное известным свойствам отличительных признаков, позволяет признать эту совокупность по сравнению с известными в науке и технике новой, а заявляемое изобретение - соответствующим критерию охраноспособности «изобретательский уровень».

Заявляемое изобретение промышленно применимо и может быть использовано для изготовления строительной смеси, используемой в качестве защитного покрытия, например, для поверхности каменноугольных шахт после выработки породы.

Пример конкретного выполнения.

1. Приготовление предлагаемой комплексной добавки

1.1. Дозируют редиспергируемый порошок на основе сополимера стирол-акрилата (Acronal 430);

1.2. Дозируют природный шунгит с размером частиц диоксида кремния (SiO₂) 10 нм;

1.3. Смешивают отдозированные компоненты (п. 1.1 и п. 1.2) до получения однородной дисперсной системы;

2. Приготовление сухой строительной смеси:

2.1. Дозируют портландцемент ПЦ500 ДО;

2.2. Дозируют песок фракции 0,30 мм;

2.3. Дозируют микрокальцит (CaCO₃) с размером частиц 100 мкм;

2.4. Дозируют добавку, приготовленную по п. 1;

2.5. Смешивают отдозированные компоненты (по п. 2.1, п. 2.2, п. 2.3, п. 2.4) до получения однородного тонкодисперсного порошка, представляющего собой сухую строительную смесь для защитного покрытия.

3. Приготовление сырьевой смеси для защитного покрытия:

3.1. Дозируют сухую строительную смесь, приготовленную по п. 2.5.;

3.2. Дозируют воду;

3.3. Смешивают при помощи электрической дрели компоненты, отдозированные по п. 3.1,. 3.2 до получения однородной, без комков, подвижной смеси, которую используют по назначению в качестве защитного покрытия и из которого изготавливают образцы - кубы с размерами 100×100×100 мм для определения морозостойкости по ГОСТ 5802-86, а также на поверхности бетонной плиты изготавливают образцы диаметром 5 см и высотой 5 мм для определения адгезионной прочности защитного покрытия по методу отрыва.

3.4. Твердение изготовленных образцов осуществляется в нормальных условиях (при температуре t=20±2°C и влажности W≥95%) в течение 28 суток.

После достижения проектного возраста определялась адгезионная прочность и морозостойкость защитного покрытия. Полученные результаты представлены в таблицe.