автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Эффективные сухие штукатурные и напольные смеси на вяжущих из природного ангидрита

правах рукописи

Гайнутдинов Анатолий Камилович

Эффектавные сухие штукатурные и напольные смеси на вяжущих из природного ангидрита

Специальность 05 23 05 — Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

пнрлаптоттит» тго олиль-оимй ^пгаилй птапаим ДПУ^^ 1 иЦГ111 пи УУПУМШШУ У V

кандидата технических наук

Красково 2007

003065867

Работа выполнена в ОАО «ВНИИСтром им П П Будникова»

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Гонтарь Ю.В.

Официальные оппоненты. доктор технических наук, профессор

Коровяков В.Ф.

кандидат технических наук, доцент Леонтьев Е.Н.

Ведущая организация ЗАО НИПТИ «Стройиндустрия»

г Москва

Защита состоится 11 октября 2007 года в 12 часов 30 минут на заседании диссертационного совета К.ЗОЗ 001 01 при ОАО «ВНИИСтром им. П.П Будникова» по адресу 140050, Московская область, пос Красково, ул. Карла Маркса, 117

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОАО «ВНИИСтром им П.П. Будникова»

Автореферат разослан « 8 » сентября 2007 года

Ученый секретарь диссертационного совета Бурмистров В.Н ^

1

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Производство сухих модифицированных смесей является одним из приоритетных, молодых и динамично развивающихся отраслей строительной индустрии

Целесообразность использования сухих модифицированных смесей, как материала полной заводской готовности, подтверждена зарубежной и отечественной практикой строительства Рынок сухих смесей строительного назначения постоянно развивается, представляя вниманию потребителей все новые виды продукции. Но потенциал его раскрыт не полностью, особенно это касается сухих штукатурных и напольных смесей на основе вяжущих из природного ангидрита.

Вяжущие на основе природного ангидрита находят применение в строительной практике, особенно зарубежной, благодаря безобжиговой технологии приготовления и низкой себестоимости вяжущего. По своим техническим свойствам ангидритовые вяжущие занимают промежуточное положение между такими вяжущими, как портландцемент и строительный гипс При использовании этого вяжущего в составах сухих смесей возможно получение растворов со свойствами, компенсирующими ряд недостатков аналогичных составов сухих смесей на цементе, гипсе к извести

Применение сухих смесей на основе ангидритовых вяжущих способствует также улучшению приготовления и переработки сухих смесей как ручным, так и механизированным способами и является актуальной задачей, не решенной в полной мере

Цель диссертационной работы

Получение эффективных ангидритовых вяжущих из природного ангидрита по безобжигсзсй технологии и разработка на их сснозе рецептур сухих модифицированных смесей на легких и плотных заполнителях с улучшенными техническими характеристиками для ручного и механизированного производства отделочных работ

Дня достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи.

Выявить особенности свойств вяжущих из природного ангидрита применительно к производству сухих строительных смесей

Осуществить обоснованный выбор сырьевых компонентов и химических добавок для составов сухих строительных смесей на вяжущих из природного ангидрита

Выбрать оптимальные химические добавки- для штукатурных смесей -замедлители схватывания, водоудерживающие добавки, загустители, порообразователи, редиспергируемые полимерные порошки; для напольных смесей суперпластификаторы и комплексные добавки на их основе, пеногасители, редиспергируемые полимерные порошки

Усовершенствовать методику для оценки деформативных свойств штукатурных растворов и растворов для наливных полов на основе ангидритовых вяжущих

Разработать составы сухих ангидритовых смесей с учетом особенностей производства штукатурных и напольных работ ручным и машинным способами

Изучить основные технические свойства разработанных составов сухих смесей на ангидритовых вяжущих и растворов на их основе

Разработать технологию производства сухих модифицированных смесей на ангидритовом вяжущем.

Осуществить опытно-промышленную проверку и расчет экономической эффективности разработанных составов сухих строительных смесей Научная новизна.

1. Впервые дано научно-теоретическое обоснование применения вяжущего на основе природного ангидрита для производства сухих смесей строительного назначения.

2. Установлено, что применение ангидритового вяжущего для производства напольных сухих смесей по сравнению с цементным вяжущим имеет преимущества вследствие значительно меньших усадочных деформаций при твердении строительных растворов при фактически равных прочностных показателях

3. Доказано влияние молотого природного ангидрита на удлинение сроков обрабатываемости растворов на гипсоангидритовых вяжущих по сравнению с гипсовыми вяжущими, что позволяет получать технологичные и более лепсие в переработке штукатурные растворные смеси

4 Установлен механизм действия основных видов химических добавок различного функционального назначения, а именно, водоудерживающих, загущающих, воздухововлекающих, пластифицирующих и полимерных порошков на свойства разработанных ангидритовых и гипсоангидритовых составов различной плотности 800 -1900 кг/м3.

5. Предложен новый метод измерения и расчета линейных деформаций, позволяющий имитировать условия формирования покрытия сразу после затворения сухой смеси водой для оценки трещиностойкости затвердевших ангидритовых растворов.

Практическая значимость.

1 Разработаны составы сухих штукатурных и напольных смесей на основе вяжущих с использованием природного ангидрита, пригодных как для ручного, так и для машинного способов нанесения.

2. Разработаны Технические условия «Смеси сухие штукатурные на гипсоангидритовых вяжущих» и «Сухие напольные смеси на вяжущих из природного ангидрита».

3. Доказана экономическая эффективность применения в штукатурных и напольных смесях ангидритовых и гипсоангидритовых вяжущих на основе природного ангидрита.

Проведены испытания опытно-промышленной партии сухих строительных смесей на основе ангидритовых вяжущих, изготовленных на Волгоградском гипсовом заводе, с целью проверки их качества в построечных условиях. Проверены следующие составы- штукатурная смесь на гипсоангидритовом вяжущем, напольная смесь для устройства стяжки основания пола и самонивелирующаяся напольная смесь для выравнивания основания пола на ангидритовом вяжущем Полученные результаты испытаний оформлены соответствующими актами

Апробация работы.

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на Международной научно-практической конференции «Гипс, его исследование и применение» (Красково,2005),

3-ем Всероссийском семинаре с между народным участием «Повышение эффективности производства и применения гипсовых материалов и изделий» (г.Тула, 2006) Публикации

Результаты работы опубликованы в 5 научных статьях Основные положения выносимые на защиту:

- Теоретическое обоснование применения вяжущих на основе природного ангидрита для получения эффективных штукатурных и напольных смесей машинного и ручного нанесения

- Результаты исследований вяжущих на основе природного ангидрита для сухих штукатурных и напольных растворных смесей

- Результаты исследований свойств разработанных гипсоангидритовых растворов на легких заполнителях для штукатурных смесей и ангидритовых растворов на плотных заполнителях для напольных смесей с применением модифицирующих добавок специального назначения

- Усовершенствованная методика оценки усадочных деформаций для штукатурных и напольных смесей.

- Разработанные составы сухих штукатурных и напольных смесей на вяжущих из природного ангидрита

- Экономическая эффективность использования растворов на ангидритовых вяжущих из природного гипсоангадретового камня, применительно к производству выравнивающих смесей для штукатурных работ и устройства „тяжек оснований пола.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, пяти глав и общих выводов Содержит 195 страницы основного машинописного текста, включая 33 рисунка, 31 таблицу, и 5 приложений Список использованных источников включает 112 наименований СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

В первой главе приведен обзор научных работ, посвященных разработке и производству сухих строительных смесей на основе гипсовых и ангидритовых вяжущих и их применению в построечных условиях. Анализ литературных источников свидетельствует о том, что отрасль сухих смесей, как самостоятельная до недавнего времени в России отсутствовала Работы проводились в смежных областях, таких как разработка наполненных вяжущих, их механическая активация, исследование гранулометрического состава заполнителей и наполнителей, способов приготовления смесей и их составов Наблюдается некоторое отставание в номенклатуре производимых продуктов строительной химии и т д

В настоящее время в России активно проводятся научные исследования под руководством Баженова Ю М. Комохова П Г, Корнеева В.И , Коровякова В.Ф , Коломацкого А.С, Калашникова В И, Демьяновой В С , Большакова Э Л и др. по расширению сырьевой базы для производства сухих строительных смесей, а также оптимизации и модифицированию составов сухих смесей и разработке новых

методик для определения качественных характеристик сухих смесей, по снижению себестоимости продукции

Зарубежные исследования под руководством Х.-Б Фишера, М Мюллера посвящены изучению аншдритовых вяжущих, полученных различными способами Одним из основных направлений этих исследований является оптимизация составов вяжущих на основе природного ангидрита. Однако вопросы, касающиеся применения вяжущих из природного ангидрита в сухих модифицированных смесях изучены не достаточно

Из работ ППБудникова известно, что вяжущее из природного ангидрита обладает растянутыми сроками схватывания, и решение задачи сокращения этих сроков заключается в правильном выборе специальных добавок активаторов твердения Для эффективного использования ангидритовых вяжущих в составах сухих смесей различного назначения необходимо определить оптимальную тонкость помола вяжущего и выбрать добавки активаторы твердения

Известно, что затвердевшие растворы с использованием ангидритовых вяжущих отличаются достаточно высокой прочностью. При оптимальном зерновом составе заполнителей объемные изменения таких растворов очень малы, поэтому возникает необходимость определения оптимальной степени наполнения растворов фракционированным заполнителем. В качестве заполнителей в сухих смесях для напольных стяжек используется кварцевый песок определенного фракционеЬгЬ состава, а для штукатурных смесей предпочтительнее легкий заполнитель -вспученный перлитовый песок.

Функциональные химические добавки в составах сухих смесей осуществляют регулирование процесса схватывания и твердении ржъвирной смеси, улучшают водоудержание, подвижность, пластичность, прочность сцепления, создают особук} поровую структуру, снижают риск трещинообразования. Производство отечественных сухих строительных смесей ориентировано в основном на использование импортных модифицирующих химических добавок. Наряду с проверкой эффективности импортных добавок необходимо рассмотреть использование комплексных добавок отечественного производства.

Учитывая, что в ангидритовых вяжущих используется определенный набор активаторов твердения целесообразно оценивать совместимость вышеуказанных функциональных добавок, с имеющимися добавками в составе вяжущего. Необходимо изучить влияние добавок на свойства растворных смесей и конечные свойства затвердевших растворов Результаты таких исследований позволят определить, какие разновидности ангидритовых вяжущих могут быть наиболее эффективно использованы в составах сухих штукатурных и напольных смесей

Во второй главе приводятся характеристики использованных сырьевых материалов и добавок для сухих смесей на ангидритовых вяжущих, а также методики определения физико-механических свойств растворных смесей. На данном этапе работы проводилась оценка свойств сырьевых материалов и их влияние на характеристики штукатурных и напольных смесей

Помол гипсоангидритового камня производили до удельной поверхности 5 ООО - 5 500 см2/г по ПСХ - 8.

В штукатурных растворах применяли ангидритовое вяжущее, изготовленное двумя способами первый способ - это получение вяжущего путем совместного помола гапсоангвдритового камня с активаторами твердения сульфатом калия и портландцементом, второй - сухое перемешивание ангидритовой муки с гипсовым вяжущим в различном процентном соотношении и химическими добавками

Для штукатурных растворов не требуется получения высоких прочностных показателей, поэтому помимо карбонатного заполнителя был использован легкий заполнитель - перлитовый песок (насыпная плотность около 100 кг/м3) для снижения плотности раствора В качестве минеральных добавок применяли гидратную известь для улучшения пластических свойств и снижения объемных деформаций при твердении, а также известняковую муку для создания необходимой плотности упаковки частиц и получения рационального гранулометрического состава заполнителя.

Для управления процессом структурообразования, регулирования сроков схватывания и процесса твердения в сухие штукатурные смеси вводили химические добавки регуляторы схватывания, водоудерживающие, загущающие, воздухововлекаюшие, смачиватели и редиспергируемые полимерные порошки.

Основными критериями подбора химических добавок является не только сопоставление качества добавки отнесенное к ее стоимости, но и эффективность их взаимодействия с вяжущим кз природного ангидрита и пригодности для составов ручного и машинного нанесения

На этом этапе работы использовались следующие виды добавок, -водоудерживающая- одна из разновидностей гидроксипропилцеллюлозы, шдасе! 60 Р.Т-25000,

- замедлитель схватывания (гипсоангндритовые составы) - винная кислота, как добавка, наиболее эффективно работающая в щелочной среде (рН = 10-11),

- загуститель на основе эфира крахмала, Е5з~г<! МА,

- смачиватель, Евароп 1214,

- воздухововлекающая добавка, Езароп 1850

Для повышения адгезионной способности модифицированных

гипсоангидритовых растворных смесей была использована одна из разновидностей редиспергируемого полимерного порошка (РПП) Нео1гЙг Р4400, который представляет собой сополимер винилацетат/версатат

Для устройства бесшовных монолитных полов одним из основных требований является использование вяжущих, отличающихся высокой прочностью

На данном этапе работы было применено ангидритовое вяжущее, полученное совместным помолом гипсоангвдритового камня и активаторов твердения сульфатного (калий сернокислый, железо сернокислое) и щелочного (портландцемент, известь) типов.

Для получения максимальных прочностных показателей и улучшения технологичности растворных напольных смесей необходимо подобрать оптимальный зерновой состав заполнителя. В качестве заполнителя в ангидритовых смесях для напольных растворов использован фракционированный кварцевый песок.

Для понижения водопотребности при сохранении требуемой подвижности растворов вводились модифицирующие добавки - суперпластификаторы.

В качестве суперпластификаторов в сухих напольных смесях исследованы следующие добавки. С-3 и Melment F15G Кроме вышеназванных добавок проверено действие трех видов комплексных модификаторов отечественного производства- МГ-1, модификатор гипса, МБ (10-01), модификатор бетона и Эмбэлит 8-100, модификатор бетона - расширяющаяся добавка

В качестве пеногасителя была применена добавка Agitan Р803 Для повышения адгезионной способности растворов и повышения прочности на изгиб в напольных смесях исследовали одну из разновидностей РПП, Neolrth 4400,

Из-за отсутствия в настоящее время специального ГОСТа на методы испытаний сухих строительных смесей, при исследовании основных технических показателей разрабатываемых сухих растворных смесей на ангидритовых вяжущих, были использованы ГОСТ 5802 - 86 Строительные растворы Методы испытаний., ГОСТ 23789-79 Вяжущие гипсовые. Методы испытаний Для оценки следующих технических показателей, зерновой состав, влажность, насыпная плотность, подвижность, расслаиваемость растворной смеси, водоудерживающая способность, водопотребность и прочностные показатели были применены стандартные методы испытаний

Для оценки сроков начала и конца схватывания, в дополнение к стандартным методам испытаний 5ыл использован модернизированный прибор Вика Использование модернизированного прибора Вика позволяет при испытании растворов более точно определять начало загустевания теста, что способствует правильной оценке длительности обрабатываемости штукатурных растворов, особенно при механизированном способе их нанесения

Определение усадочных деформаций по ГОСТ 25544, имеет такой недостаток, как отсутствие возможности оценки деформации образца на начальной стадии твердения раствора, так как на изготовление образцов - балочек и наклеивание реперов уходит более суток С целью устранения этого недостатка и получения более точных данных о процессах деформации ангидритовых растворов при твердении был разработан специальный метод

На начальной стадии испытаний в резиновую форму с внутренней полотью размерами 100 см в длину, 5см в ширину и 2см в глубину укладывали металлическую перфорированную пластину толщиной 0,5-0,6мм После приготовления раствора заданной подвижности им заполняли всю внутреннюю полость резиновой формы

Через двое суток производили распалубку формы и устанавливали образец на горизонтальную плоскость для дальнейшей выдержки в нормальных температурно-влажностных условиях в течение 28 суток. В процессе хранения образца пластины через 3, 7; 14, 21 и 28 суток производили замеры величины прогиба пластины Ь середине её длины с помощью штангенциркуля с точностью 0,1мм

Цзнтр кривизны

Рис.1 Принципиальная схема исследования усадочных деформаций

Есжат

?ис.2 Эпюра деформаций е сжатой и растянутой зонах балки Определение величины деформаций усадки при твердении образца пластины предлагается осуществлять расчетным способом по выгибу ленточных образцов, армированных с одной поверхности

В основу расчета при обработке результатов измерений приняты следующие допущения: -усадочные деформации раствора одинаковы по всей длине образца, поэтому кривизна тоже одинаковая по всей длине образца пластины,- на армированной поверхности образца усадочные деформации отсутствуют, т е равны нулю. Поскольку принято, что кривизна образца одинакова по всей длине, тогда образец выгнут по кругу с радиусом Я равным расстоянию от центра кривизны до неармированной поверхности образца (см Рис 1).

С геометрической точки зрения неармированная поверхность является сегментом окружности радиусом кривизны Я и параметры этого сегмента можно определить по следующей формуле

о,2 + Iй - радиус кривизны К = ------------, (1) где а - полухорда равная 500 мм;

21 Г - стрела прогиба в мм

£ и а определяют в ходе эксперимента Затем по этим экспериментальным значениям с помощью формулы (1) для каждого этапа измерений расчетным путем определяем К и вычисляем кривизну равную 1/11.

Из курса сопротивления материалов известно, что в зоне чистого изгиба, где кривизна изогнутой оси балки одинакова по всей длине, кривизна может определяться по относительным деформациям в сжатой и растянутой зонах балки (см Рис 2)

1 Ераст

------ = ----------------, (2)

R h

В нашем случае, применительно к изогнутому образцу пластине это будет выглядеть следующим образом £сж = z^, а £„аот =0

Следовательно, величину деформации усадки вычисляли из следующего равенства 1 Еу

------- = -------, (3) где £у - величина деформации усадки, мм/м,

Rh h - толщина пластины, мм

Подставляя величину R из формулы (1) определяем относительную величину усадки при твердении и высыхании образца в процессе эксперимента.

h 2 f Линейную величину усадки в мм/м

Еу =------------, (4) определяем после умножения

а2 + f2 Еу на 103 (длина образца пластины в мм).

В третьей главе приведены результаты исследований особенностей применения вяжущих из природного ангидрита в составах штукатурных смесей

В качестве контрольных показателей приняты основные технические свойства гипсовых штукатурных смесей типа Ротбанд (табя 3) Были изучены технологические и технические свойства аналогичных по составу штукатурных растворов нз основе ангидритового вяж) щего, полу чс.-.пого совместным помелом ангидритовой муки с добавкой 5% портландцемента ПЦ 400 ДО и 1% K2S04

Дополнительно для изучения возможности регулирования сроков начала и конца схватывания приготовленных штукатурных растворов и обрабатываемости нанесенных растворов были исследованы свойства штукатурных смесей с содержанием строительного гипса и ангидрита (Г/А) при соотношении от 25/75% до 75/25% и одинаковой начальной подвижности растворной смеси Пк 12(9-10 см).

Установлено, что водотзердое отнесение для гипсозе;х штукатурных растворов составляет 0,52%, для ангидритовых растворов - 0,39%, а для штукатурных растворов на гипсоангидритовом вяжущем оно находится в пределах 0,45-0,47%. Данные по срокам схватывания таких растворов приведены в табл 1

Таблица 1

Разновидность вяжущего Начало схватывания, час Конец схватывания, час Длительность обрабатываемости, час

Гипс Г5 1,0-1,5 1,5-2 до 2

Г/А = 75/25% 1,5-2,0 2,0-2,5 17-20

Г/А = 50/50% 2,0-2,5 2,5-3,0 18-20

Г/А = 25/75% 2,5-3,0 3,0-4,0 19-21

Ангидритовое вяжущее 2,0-2,5 3,5-4,0 до 8

Если для гипсовых растворов начало схватывания находилось в пределах 1,5 часов, то для ангидритовых растворов оно составляет 2-2,5 часа, а конец схватывания увеличивался до 4 часов Особый интерес представляет определение длительности обрабатываемости штукатурных растворов с различным соотношением гипс/ангидрит после нанесения на поверхность стен

Длительность обрабатываемости нанесенных рас ¡ вирой оценивали по времени сохранения первоначальной прочности, при которой возможно проведение операции по заглаживанию а шлифованию поверхности при дополнительном увлажнении поверхности.

Установлено, что гипсовые растворы по этому показателю имеют самый низкий период обрабатываемости. Чисто ангидритовые штукатурные растворы занимают промежуточное положение, а у гшеоангвдритовъгх - при соотношении гипс/ангидрит 75/25% длительность обрабатываемости увеличивается до 20 часов. Это позволяет применять пшеоангйдритовые растворы, как для ручного, так и для Механизированного нанесения.

Разработанные составы ангидритовых и шпеоангидритовых вяжущих для штукатурных растворов на основе сухих смесей позволили удлинить сроки их обрабатываемости ь сравнении с гипсовыми штукатурными растворами. Использованные в этих составах модифицирующие добавки: Ки1асе! 25000 в количестве 0,15-0,2%, Еезппс) N/1, Екароп 1214, Езароп 1850 в количестве 0,020,03% по массе от сухой смеси, оказывают на процесс г идратации разработанных вяжущих и основные технические свойства влияние, аналогичное отмеченному в традиционных гипсовых раствора*.

На рис. 3 и рис. 4 графически изображены результаты испытаний образцов на сжатие ц растяжение штукатурных растворов с различным процентным содержанием гипса и ангидрита, из которых видно. что оптимальными результатами по прочностным показателям обладают составы с процентным соотношением гипс/ангидрит 75/25%.

Рис 3. Прочность на сжатие штукатурных смесей

Рис 4. Прочность на изгиб штукатурных смесей

зг,гошдга та _

сгуганудугаа*_ _ Щ"

дгагеиуаетйти____н

1М1ЙИГ__:_и

огтста

ОГЛГМь_

иадар мн

ати

Внутренняя отделка стен и потолков штукатурными растворами из сухих смесей может производиться по поверхностям различных стеновых материалов Поэтому исследованию прочности сцепления затвердевших гипсовых, ангидритовых и гипсоангидритовых растворов уделено особое внимание Определено влияние эфиров целлюлозы (1Масе1 6(ЖТ-25000) и эфиров крахмала (Езаппс! 1ЧА) на прочность сцепления гипсовых и гипсоангидритовых составов с подложкой

Таблица 2

Прочность сцепления щи отрыве МПа

Состав Раствор с добавкой Раствор с добавкой Раствор с добавкой

вяжущего 0,25% Plast Retard 0,I%Ruiacel +0,25% Plast OJHRutace! +0,25% Plast

Retard+ 0 02% Esamxd NA Retard-r0,02% EsamtdNA

Раствор с добавкой *0 5%Neokth

0,05 % Винной кис юты Раствор с добавкой

Кшасе10,1%-0,05% Винной Раствор с добавкой

кислоты+ 0 02% Ехат^ NA OJ%RulaceI + 0,05% Винной

<о1Слоты+ 0,02% Escun'dNA-

0,5% Neohth

Выдержка 7 Выдержка Выдержка 7 Выдержка Выдержка 7 Выдержка

CVTOK 28 суток суток 28 суток суток 28 суток

0.15 0.14 0.47 0^5 &9 0.91

Гипс Г5 0,1 0,14 0,47 0,51 0,9 0,91

Г/А = 75/25 0,10 0.11 0,46 0,51 0,82 0.83

0,16 0,1 0,46 0,52 0,8 0,83

Г/А = 50/50 0.12 0.13 0.46 0,49 0.85 0^8

0Д2 0,13 0,45 0,48 0,8 0,79

Г/А = 25/75 0.05 0,06 0,41 0.37 0.65 0.63

0,05 0,06 0,42 П 47 1 ' 0,6 0,63

Из данных табл. 2 следует, что при введении в раствор водоудерживающей добавки Яи1асе1, а также добавки загустителя Езапис! КА на основе эфира крахмала, прочность сцепления увеличивается в 4 раза, по сравнению с растворами без добавления данных химических добавок, что говорит об их эффективности

Прочность сцепления с подложкой затвердевших ангидритовых составов при введении вышеуказанных добавок при 28 суточной выдержке составляет 0,5-0,6 МПа, что превышает прочность сцепления составов с процентным отношением Г/А 50-25/50-75% на 20-25%.

При введении в гипсоангидритовые составы РПП в количестве 0,5% от массы сухой смеси прочность сцепление раствора с основанием улучшается в 1,5-2 раза, в тоже время добавка РПП не увеличивает адгезионную способность ангидритовых растворов.

Технические показатели штукатурных смесей и растворов на их основе представлены в табл 3

_ Таблица 3

Наименование технических показателей Значение показателей

Штукатурная смесь ручная Штукатурная смесь машинная

Гипсовая Ангидритовая Гипсоангидритов ая

Насыпная плотность сухой смеси, кг/л 0,76 0,95 0,81

Водотвердое отношение, В/Т 0,5 - 0,55 0,41 - 0,42 0,42 - 0,43

Влажность смеси, %, не более 0,5 0,4 0,4

Водоудерживающая способность раствора, % 98,5 98,8 99,5

Сроки схватывания, ч - начало - конец 1,0 - 1,5 1,5 - 2,0 2,0 - 2,5 3,5-4,0 1,5 - 2,0 2,0 - 2,5

Обрабатываемость, ч 2 до 8 дс 20

Прочность при сжатии, МПа 4,5-4,9 3,5-3,9 4,0-4,3

Прочность при изгибе, МПа 1,5 - 2,0 1,5-1,9 1,5-1,8

Прочность сцепления с основанием, МПа 0,4-05 0,5-0,6 0,4 - 0,5

В результате проведенных исследований разработаны составы ангидритовых и гитлСояш идрихОооХХ растворНшл смелей дяя л роизаодегза штукатурных работ внутри помещений, которые могут быть использованы как для ручного, так и для машинного нанесения

В четвертой главе приведены результаты исследований сухих напольных смесей на основе вяжущих из природного ангидрита.

На этом этапе работы была произведена оценка возможности использования в составах сухих напольных смесей вяжущих, изготовленных при совместном помоле гипсоангидритового камня с активаторами твердения

Для исследований были использованы следующие виды вяжущего.

1)ангидриговая мука-93,5%; портландцемент ПЦ 5(ЮДО-5%, сульфат калия технический-1,0%,сульфат железа-0,5%(АЦМ),

2) ангидритовая мука-93,5%; известъ-кипелка-5%; сульфат калия технический -1,0%; сульфат железа- 0,5% (АИзМ);

3) ангидритовая мука-97,5%, алюмокалиевые квасцы-2,5% (АКМ);

4) высокопрочное гипсовое вяжущее марки Г13 (для сравнительных испытаний)

Из проверенных трех разновидностей ангидритового вяжущего предпочтение по прочностным показателям, а также по срокам схватывания отдано вяжущему с комплексной добавкой портландцемента ПЦ500 ДО и сульфатных катализаторов твердения - К2804 и Ре804 (АЦМ)

Экспериментальная проверка показала, что в зависимости от наполнения ангидритового вяжущего минеральным заполнителем показатели прочности затвердевшего раствора на сжатие изменяются в достаточно широком диапазоне от 7 до 20 МПа, а прочность сцепления с основанием пола от 0,25 до 0,5 МПа

Установлено, что высокая прочность раствора достигается только при применение фракционированного кварцевого песка следующего зернового состава: фр.0-0,16мм в количестве 19,7 %, фр 0,16-0,315мм в количестве 30,0 %, фр.0,315-0,63мм - 25,15 %, фр 0,63-2,5мм - 25,15 % по массе и химических добавок, позволяющих снизить водопотребность растворных смесей до В/Т=0,13-0Д5

Оптимальный зерновой состав минерального заполнителя, использованного в сухих напольных смесях, соответствует графику фракционирования песка по ГОСТ 26633-91 Бетоны тяжелые и мелкозернистые Технические условия

В качестве пластифицирующих добавок в составах сухих напольных смесей применяли суперпластификаторы на основе сульфонафталинформальдегидных (С-3) и сульфомеяаминформальдегидных смол (МекоегЛ Н50). Использование этих суперпластификаторов позволило получить растворные смеси с подвижностями 99,5 см и 12-13 см (по методике ЕЫ 12607) при низких водотвердых отношениях соответственно для стяжек В/Т=0,13-0,15 и для самовыравнивающихся растворов Б'Т=0,24-0,25.

При введении суперпластафикаторов С-ЗиМе!те1й П50 в количестве 0,61% по массе был получен оптимальный пластифицирующий эффект, но не достигнута требуемая прочность на сжатие не менее 20 МПа для затвердевших ангидритовых растворов

Максимальный эффект по прочностным показателям в напольных сухих смесях был получен при использовании вяжущего АЦМ с комплексными добавками 10-01 к Эчбзлит 8-1 ОС в количестве 7,5% от массы сух~й смеси

На рис 5 и рис 6 приведены результаты испытаний прочности на сжатие и растяжение растворов с максимальными прочностными показателями Из представленных данных видно, что только составы напольных смесей на АЦМ с комплексными модификаторами Эмбэлит 8-100 и МБ 10-01 имеют в воирасте 28 суток стабильные показатели по прочности на сжатии 23,1 и 21,6 МПа соответственно

Использование минеральных заполнителей с оптимальной гранулометрией и введение органоминеральных добавок типа МБ позволило разработать высоконаполненные составы ангидритовых растворных смесей для устройства стяжек плотностью до 1990 кг/м3

7 П 21 И

сутуи

Рис, 5. Прочность на сжатие составов напольных смесей.

Разработаны составы сухих напольных смесей для самовыравнивающихся растворов на основе ангидритового вяжущею е активаторами тверд енш портландцемент - 5% .сульфат калия - 1% а сульфата железа - 0.5% от массы вяжущего.

Рис. 6. Прочность на растяжение напольных смесей.

Установлено, что применение в составах напольных смесей РПП на основе сополимера винилацетат/версатат в количестве 1,5-2% от массы смеси не приводит к улучшению технологических и технических свойств растворов, так как в этом случае сроки схватывания ангидритового вяжущего удлиняются до 20-24 часов, прочность затвердевшего раствора не превышает 5МПа, усадочные деформации увеличиваются в 2 и более раза, вследствие отрицательного влияния эпгой добавки на процесс гидратации ангидритового вяжущего

Технические показатели напольных смесей и растворов на их основе представлены в табл. 4.

Таблица 4

Наименование технических показателей Значение показателей

Гипсовая напольная смесь Ангидритовая стяжка Ангидритовая самовыравнивающаяся смесь

Насыпная плотность сухой смеси, кг/л 1,2 1,9 1,5

Водотвердое отношение, В/Т 0,25 - 0,26 0,13-0,15 0,23 - 0,24

Влажность смеси, %, не белее о < "Г* С,4

Подвижность, см (по ЕЫ 12607) 12-13 9-9,5 12-13

Плотность ззтвердеваего раствора, кг/м* Л ЛСС\ _ *-м_ 1990 1^40

Прочность при сжатии, МПа 15-16 21-24 20-21

Прочность при изгибе, МПа 4-5 6-7

Прочность сцепления с основанием, МПа 0,3 - 0,4 0,4 - 0,45 0,45 - 0,5

Усадка при высыхании, мм/м - 0,35 - 0,4 0,4 - 0,45

В результате проведенных исследований разработано вяжущее на основе природного ангидрита с активаторами твердения сульфатного и щелочного типов, которое наиболее применимо в составах напольных смесей для получения прочности на сжатие 20 - 24 МПа Такие составы отличаются небольшими усадочными деформациями в пределах 0,35 - 0,45 мм/м, что дает им неоспоримое преимущество по сравнению с цементао-песчаными стяжками В главе пятой изложена технология производства сухих ангидритовых смесей. Разработана технологическая схема производства и произведен подбор основного оборудования для выпуска штукатурных и напольных смесей (Рис 7). С целью отработки технологии и проверки качества разработанных составов штукатурных и напольных смесей организован выпуск опытно-промышленной партии этих смесей на Волгоградском гипсовом заводе В состав выпущенной партии входят сухие смеси следующей номенклатуры- штукатурная ангидритовая смесь для ручного нанесения в количестве 600 кг; штукатурная гипсоангидритовая смесь для машинного нанесения в количестве 900 кг; напольная ангидритовая смесь для

стяжки в количестве 900 кг, напольная ангидритовая смесь самовыравнивающаяся в количестве 900 кг Качество изготовленных штукатурных и напольных смесей проверено в лабораторных и построечных условиях, что позволило подтвердить их соответствие современным требованиям

\ А .

иА

ш

Рис 7 Технологическая схема производства сухих строительных смесей на ангидритовых вяжущих

1 Приемный бункер песка

2 Винтовой конвейер подачи

3 Элеватор ковшовой подачи песка

4 Промежуточный бункер песка

5 Силосная емкость песка фр 0-0,3мм

6 Силосная емкость песка фр 0,3-0,6мм

7 Приемный бункер песка фр 0,б-1,25мм и 1,25-2,5мм

8 Силосная емкость песка фр 0,6-1,25мм

9 Силосная емкость песка фр 1,25-2,5мм

10 Силосная емкость ангидрита

11 Силосная емкость портландцемента

12 Силосная емкость органоминеральной добавки

13 Силосная емкость гидратной извести

14 Силосная емкость гипсового вяжущего

15 Силосная емкость вспученного перлитового песка

16 Объемный дозатор перлитового песка.

17 Загрузочная вороши добавок

18 Весовой дозатор

19 Смеситель

20 Приемный бункер готовой продукции

21 Фасовочная машина.

22 Ленточный конвейер подачи мешков на склад

По результатам выпуска опытно-промышленной партии произведен расчет технико-экономической эффективности от производства и применения разработанных сухих штукатурных и напольных смесей.

Технико-экономические показатели производства штукатурных и напольных смесей на вяжущих из природного ангидрита по сравнению с цементным вяжущим представлены в табл 5

Таблица 5

Наименование Стоимость растворгой смеси на базе ангидритового и гипсоангидритового вяжущего, руб Стоимость растворной смеси на базе цементного вяжущего, руб Экономия стоимости изготовления смесей на базе ангидритового и гипсоангидритового вяжущего над цементным, руб

1т 1мЗ 1т 1мЗ 1т 1мЗ

Штукатурные смеси 1636 2460 2235 2768 599 308

Напольные смеси 1929 2900 2460 3276 531 376

Экономический эффект от производства напольной смеси на основе ангидритового вяжущего и штукатурной смеси на основе гипсоангидритового вяжущего по сравнению с использованием в качестве стяжки и штукатурки цементно-песчаного раствора составляет- для штукатурных растворов 531 руб. на тонну и 376 руб/мЗ, для производства напольных растворов 599 руб на тонну и 308 руб/мЗ (Все стоимости рассчитаны на апрель месяц 2007 года)

Техкнко-зкокомическае показатели оштукатуривания поверхностей гипсовой растворной смесью МП 75 и разработанной гипсоангидритовой смесью соот встстЕзнно механизированным и ручным способом приведены б табл 6

Таблица 6

№ Наименование показателей Ед изм Оштукатуривание поверхностей механизированным способом Оштукатуривание поверхностей в ручную

стен потолков стен потолков

1 Продолжительность работ ч 9.5 118 22.3 26.8

2 Трудоёмкость на 100 м2 чел,- ч 5124 5126 63 76 63 78 65.9 66 79.46 79 47

3 Машиноёмкость маш -ч 6 01 7 02 02 0 23

4 Максимальное количество рабочих чел. 6 6 3 3

5 Выработка на 1 чел -ч м2 1 95 157 1 52 126

Примечание, над чертой - трудоёмкость при оштукатуривании гипсовым раствором, под чертой - гипсоангидритовым раствором

Экономический эффект при оштукатуривании отделываемой поверхности разработанными составами выражается в сокращении сроков продолжительности работ в 2 раза, уменьшении трудоемкости на 100м2 поверхности на 20% и увеличении выработки на 1 человека на 25% при сравнении машинного производства штукатурных работ с ручным способом.

Полученные данные свидетельствуют о том, что разработанные составы сухих модифицированных смесей с использованием ангидритовых вяжущих позволяют не только понизить себестоимость растворных смесей, но и способствуют сокращению сроков продолжительности работ и повышению производительность труда.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1 Показано, что применение ангидритовых вяжущих является перспективным направлением повышения качества сухих растворных смесей и расширения их номенклатуры особенно при использовании в составах штукатурных и напольных смесей как ручного, так и машинного способов нанесения.

2 Установлена возможность эффективного использования в составах сухих смесей ангидритовых вяжущих, полученных пемзлом природного гипсоангидритового камня с активаторами твердения и дальнейшим модифицированием составов с помощью химических добавок.

3. Предложен новый метод измерения и расчета линейных усадочных деформаций для оценки трещиностойкости затвердевших ангидритовых растворов.

4 Произведен подбор химических добавок (водоудерживающая добавка, Яи1асе1 60ЯТ-25000, загуститель, Езапис! ЫА; воздухововлекающая, Езароп 1214; регулятор схватывания - винная кислота), наиболее эффективно влияющих на технологические и технические свойства ангидритовых и гипсоангидритовых штукатурных растворов.

5 Разработаны составы ангидритовых и гипсоангидритовых вяжущих для штукатурных растворов с удлинёнными сроками обрабатываемости и улучшенными адгезионными характеристиками, пригодные для нанесения, как ручным, так и механизированным способами

6. Для получения вяжущего из природного гипсоангидритового камня с повышенными прочностными показателями использованы активаторы твердения смешанного типа (портландцемент ПЦ400 ДО - 5% , К2 Ю4 - 1%, Ре804 - 0,5% от массы вяжущего).

7. Разработаны составы ангидритовых напольных смесей с плотностью до 1990 кг/м3 для устройства стяжек с прочностью на сжатие 20 - 24 МПа. Установлено, что получение таких прочностных показателей достигается при использовании полифракционных заполнителей и комплексных органоминеральных добавок МБ 10-01 и Эмбэлит 8-100 в количестве 7,5% от массы смеси.

8. Разработаны составы сухих самовыравнивающихся смесей, на основе ангидритовых вяжущих с активаторами смешанного типа с прочностью на сжатие и на изгиб 20 - 21 и 6 - 7 МПа соответственно и усадочными деформациями не более 0,45 мм/м Установлено, что модификация таких смесей порошковыми полимерами

на основе вянилацетат/версатат отрицательно влияет на физико-механические характеристики растворов.

9. Выпущена опьггно-промышяенная партия сухих смесей на вяжущих из природного ангидрита в ООО «ВОЛГОГРАДСКИЙ ГИПС» и разработаны Технические условия «Смеси сухие штукатурные на гипсоангидритовых вяжущих» и «Сухие напольные смеси на вяжущих из природного ангидрита» 10 Произведен расчет технико-экономической эффективности производства и применения разработанных составов штукатурных и напольных смесей на вяжущих из природного ангидрита.

Список научных трудов, опубликованных по теме диссертации.

1. ЮВ Гонтарь, А.К Гайнутдинов Использование ангидритовых цементов для производства сухих смесей строительного назначения // Международной научно-практической конференции // « Гипс, его исследование и применение» Красково, 2005г. С 158-162.

2 Гайнутдинов А К, Гонтарь Ю.В, Чалова А И. Исследование свойств гипсоангидритовых растворов, приготовленных на основе сухих смесей //Третий Всероссийский семинар с международным участием «Повышение эффективности производства и применения гипсовых материалов и изделий» г. Тула, 2006г, с 205-209

3 ЮВ Гонтарь, А И. Чалова, А К. Гайнутдинов «Обеспечение защитных, выравнивающих и декоративных функций отделки стен из ячеистых бетонов», Кровельные изоляционные материалы, л°2,2006 г, с 6ч-66

4 Ю В. Гонтарь, А И. Чалова, А.К. Гайнутдинов «Гипсовые и гипсоангилритовые растворные смеси для отделочных работ» Строительные материалы, июль 2006г, с 6-7

5 Гайнутдинов А.К., Гонтарь Ю.В., Бурьянов А Ф. «Применение ангидритовых и гипсоангидритовых вяжущих для производства сухих строительных смесей» Сухие строительные смеси №1-2,2007г, с 8-10.

Ротапринт ВНИИстром

Тираж /£*{? экз Объем п л

Заказ

Подписано в печать В, £007 г

Глава 1. Ангидритовые вяжущие и их применение в строительных растворах

1.1.Введение

1.2.Сухие строительные смеси для отделочных работ

1.3.Ангидрит и вяжущие на его основе.

Особенности производства и примененияв в сухих смесях

Выводы по главе

Глава 2.Характеристики исходных материалов и добавок.

Методы исследования

2.1 .Рабочая гипотеза

2.2.Характеристики сырьевых компонентов

2.2.1.Штукатурные смеси

2.2.2. Напольные смеси

2.3.Методики исследования технических свойств сухих растворных смесей

2.4.Статистическая обработка результатов испытаний

Выводы по главе

Глава 3 Исследование применения вяжущих на основе природного ангидрита в составах сухих смесей для штукатурных растворов

3.1. Разработка и исследование вяжущих для сухих штукатурных смесей

3.2 Исследование влияния минеральных заполнителей на технические свойства растворных смесей

3.3 Исследование влияние химических добавок на свойства растворных смесей

3.4. Разработка модифицированных составов штукатурных смесей для ручной и машинной переработки

Выводы по главе

Глава 4 Исследование особенностей применения ангидритовых вяжущих в составах сухих смесей для наливных полов

4.1 .Определение оптимального состава ангидритового вяжущего для наливных полов

4.2. Исследование влияния химических добавок 101 4.3 .Исследование влияния минеральных заполнителей и наполнителей на технические свойства растворных смесей

4.4. Разработка модифицированных составов

• напольных смесей для наливных полов

Выводы по главе

Глава 5.Технология производства сухих ангидритовых смесей различного назначения

5.1.Технология и оборудование для изготовления сухих модифицированных растворных смесей

5.2. Выпуск опытных партий штукатурных и напольных смесей. Определение технических свойств изготовленных сухих смесей и корректировка составов

5.3.Оценка технико-экономической эффективности применения сухих ангидритовых смесей в строительстве

Выводы по главе

Производство сухих строительных смесей является одним из приоритетных, молодых и динамично развивающихся отраслей строительной индустрии. Рынок готовых сухих растворных смесей с каждым годом увеличивается во всем мире. Возраст отечественного строительного рынка насчитывает чуть больше 15 лет и на начальном этапе основной объем потребляемых смесей был представлен зарубежными производителями. С начала 90-х годов наблюдается резкое увеличение объемов потребления и производства российских смесей и постепенной вытеснение импортной продукции. Применение сухих смесей заводского изготовления позволяет удовлетворить возросшие требования к качеству и экономичности строите л ьства[ 1 -4],

В настоящее время в России активно проводятся научные исследования под руководством Баженова Ю.М., Комохова П.Г., Корнеева В.И., Коровякова В.Ф., Калашникова В.И., Коломацкого А.С., Демьяновой B.C., Большакова Э.Л., Гонтаря Ю.В. и др. по разработке и использованию в строительстве сухих растворных смесей на минеральных вяжущих. [4,22].

В зарубежной практике широкое применение сухие строительные смеси находят в штукатурных покрытиях. Ведущими западными производителями сухих смесей разработаны штукатурные составы, содержащие различные виды вяжущих, песок рационального гранулометрического состава и многофункциональные химические добавки.

Достаточно успешно в зарубежной практике для устройства оснований пола применяют сухие напольные смеси на основе различных видов (обжиговые, синтетические, природные) ангидритовых вяжущих и специального набора химических добавок. Например, в Германии для устройства саморазравнивающихся стяжек применяют сухую смесь на основе природного ангидрита, в который при помоле вводят активаторы твердения сульфаты калия и сульфаты цинка. При затворении сухой смеси водой в нее добавляют пластификаторы и после перемешивания в растворную смесь добавляют кварцевый песок строго фракционного состава. [40,41].

Смеси аналогичного назначения выпускаются в Польше, в состав которых входят минеральные вяжущие (ангидритовая мука из природного ангидрита, гипсового вяжущего дльфа-модификации и портландцемента), заполнители и модифицирующие добавки. Растворы на основе этих смесей после схватывания обладают хорошей прочностью и имеют незначительную усадку при высыхании.

Зарубежные исследования под руководством Х.-Б. Фишера, М. Мюллера посвящены изучению ангидритовых вяжущих, полученных различными способами. Одним из основных направлений этих исследований является оптимизация составов вяжущих на основе природного ангидрита.[41]. Однако вопросы, касающиеся применения вяжущих из природного ангидрита в сухих модифицированных смесях изучены недостаточно.

Вяжущие на основе природного ангидрита достаточно известны и находят применение в строительной практике, особенно зарубежной, благодаря низкой себестоимости сырья и невысоким затратам на переработку. Это обусловлено тем, что в данном случае не требуется высокотемпературный обжиг сырьевого материала, и удельные расходы топлива и энергии в несколько раз меньше по сравнению с производством цемента. Материалы на основе ангидритового вяжущего отличаются достаточно высокой прочностью, характеризуются хорошими тепло- и звукоизоляционными свойствами, могут использоваться в качестве декоративных элементов для архитектурных решений внутренней отделки помещений. Также ангидрит не имеет запаха, не содержит и не выделяет вредных для здоровья субстанций, не является аллергеном. Изделия на основе гипсового и ангидритового вяжущего содержат до 20% кристаллизационной воды, которую можно рассматривать как «встроенный источник» для замедления горения (или тушения огня) при пожаре. Особенно следует отметить, что использование таких материалов для внутренней отделки обеспечивает благоприятный климат помещений за счет способности материала "дышать" - легко поглощать влагу и отдавать ее при вентилировании помещения. Кроме того, применение сухих смесей на основе ангидритовых вяжущих для отделки обеспечивает снижение энергозатрат по сравнению с цементными растворами. Также очень важной особенностью изделий на основе ангидрита является его незначительные усадочные деформации по сравнению с усадкой при твердении и высыхании растворов на цементном вяжущем. Поэтому ангидрит может быть применен в качестве базового вяжущего для сухих строительных смесей различного назначения, в том числе для стяжек при устройстве наливных полов.

Еще один отличительный аспект применения ангидритового вяжущего заключается в следующем: если для строительного гипса в процессе гидратации характерен быстрый и полный. переход полуводного гипса в двуводный, то преобразование ангидрита в двуводный гипс зачастую не доходит до конца, а сама реакция протекает медленно и поддаётся регулированию. Для ускорения реакции гидратации и доведения начала срока схватывания не ранее 30 мин, конца - не позднее 24 часов, на практике применяют добавки-активизаторы: сульфаты щелочных металлов или гидраты окиси кальция или натрия. Высокие прочностные характеристики ангидритовых вяжущих, по сравнению с гипсовыми вяжущими, являются одним из ключевых факторов их применения в напольных сухих смесях. Таким образом, использование ангидритовых вяжущих в ряде отделочных составов зачастую является предпочтительным по сравнению с наиболее распространенным строительным гипсом.

Известно два способа ускорения реакции гидратации и активации твердения ангидритового вяжущего, получаемого из природного ангидритового камня или обожженного при температуре 500-550 или 700-800 °С двуводного сульфата кальция: повышением тонкости помола ангидрита и введением ускорителя твердения (активатора). Активация твердения с помощью химических реагентов более распространена и имеет перспективу дальнейшего развития.

Актуальность использования ангидритовых вяжущих в строительстве в качестве альтернативы цементу, гипсу и извести, сохраняется до настоящего времени.

В связи с этим, необходимо разработать комплексный подход к проектированию сухих растворных смесей на основе ангидритового вяжущего, который охватил бы планомерную разработку составов на всех стадиях: от выбора сырьевых компонентов до подтверждения необходимых качественных показателей ангидритовых растворов.

Производство и применение сухих растворных смесей.

В течение многих тысяч лет минеральные строительные растворные смеси применялись в архитектуре и непосредственно в строительстве зданий и сооружений. Известковые штукатурные растворы известны более 8000 лет, а гипсовые растворы использовались жителями Вавилона около 6000 лет назад. Строительные растворные смеси на основе пуццоланы (измельченный вулканический пепел) гидравлического схватывания, по всей видимости, были известны более 3000 лет назад и использовались древними финикийцами, греками, римлянами. В античные времена и средние века для улучшения технических характеристик производимых строительных растворов использовались добавки и присадки, такие как мыло разных видов, смолы, белки и зола, они перемешивались на строительной площадке с минеральными вяжущими веществами и заполнителями [5-24]

Огромный вклад в развитие ранних сухих смесей внесли мастера стенописи. Стремление создавать произведения долговечными побуждало анализировать причины разрушения росписей, искать пути предохранения их от преждевременной гибели.

Многовековой практический опыт говорит о том, что одним из основных условий долголетия произведений стенописи является доброкачественность штукатурного основания и грунта, на котором они написаны, а также добротность кладки стены, на который этот грунт положен, качество ее материалов. Мастера прошлых эпох старались придать грунтам (текториуму, штукатуркам и левкасу) наибольшую прочность и долговечность, используя специально разработанные методики и рецептуры компонентов [6,7,9,10].

Первый патент на изготовление и применение сухих смесей был опубликован в 1893 году. Несмотря на это, в Европе до 1950-х годов строительные растворные смеси приготавливались исключительно на строительных площадках.

В течение 1950-х и 1960-х годов в США и Западной Европе, особенно в Германии, в строительной индустрии наблюдается быстро растущий спрос на современные строительные материалы и технологии. Это происходило по ряду причин: нехватка квалифицированной рабочей силы; необходимость сокращения времени строительства наряду с сокращением расходов, увеличение затрат на рабочую силу, диверсификация строительных материалов, подходящих для особых случаев применения, появление новых строительных материалов, повышение спроса на здания и сооружения более высокого качества.

2. Сухие строительные смеси для отделочных работ Технология приготовления растворных смесей на строительной площадке неспособна должным образом соответствовать быстрорастущим требованиям качества конечного продукта. Как следствие, в странах западного мира, начиная с 1960-х годов, в отрасли строительных растворов наблюдаются следующие тенденции, которые в настоящее время можно проследить по всему миру. Это вытеснение традиционно приготовляемых строительных растворов расфасованными сухими строительными смесями; механизация применения строительных растворных смесей, включая системы транспортировки, механизированное затворение сухой смеси водой, а также машинной укладки жидких строительных растворов, модификация растворных смесей с использованием полимерных вяжущих веществ редисперсионных полимерных порошков) и специальных добавок (например, эфиров целлюлозы) [11,13,14,15].

Отечественная отрасль сухих строительных смесей находится на начальном этапе своего развития: практически отсутствует нормативная база, недавно стали появляться высококачественные смеси, способные конкурировать с зарубежными аналогами, наблюдается значительное отставание в номенклатуре производимых продуктов строительной химии и т.д. Анализ литературных источников свидетельствует о том, что отрасль сухих смесей как самостоятельная до недавнего времени в России отсутствовала, а разработки велись в смежных областях, таких как разработка наполненных вяжущих, их механическая активация, исследования гранулометрических составов заполнителей для бетонов, разрабатывались способы приготовления смесей и их составы. [9-42],

Целесообразность использования сухих смесей, как материала полной заводской готовности, подтверждена зарубежной и отечественной практикой строительства. Для производства строительных и отделочных работ, санирования и ремонта зданий сухие строительные смеси находят все большее применение. Для потребителей привлекательность сухих смесей заключается в том, что смеси являются практически готовыми к употреблению, обладают стабильностью составов, продаются удобно расфасованными и длительное время сохраняют свои свойства. Применение сухих смесей заводского изготовления для строительных и ремонтных работ значительно повышает их качество, а также культуру производства, переводя строительный процесс на уровень мировых стандартов.

Структура российского рынка сухих смесей характеризуется сдвигом максимума продаж в области самых дешевых продуктов, что можно объяснить болезнью роста: знакомство строителей с новыми продуктами и технологиями начинается с более дешевых их разновидностей. В дальнейшем происходит замещение менее качественных на более качественную продукцию. Смеси российского производства ориентированны преимущественно на покупателей в секторе низшей ценовой категории, в то время как спрос на высококачественную продукцию удовлетворяется главным образом за счет импорта[41.42,43].

Растущая потребность в сухих строительных смесях обуславливает стремление российских производителей выпускать продукцию, по качеству не уступающую импортным аналогам, но более доступную по цене, и диктует повышение требований к качеству всех компонентов сухих смесей: вяжущих, заполнителей, наполнителей, добавок. В целом, наличие в России мощной индустрии по производству вяжущих материалов в сочетании с богатейшими природными запасами минерального сырья, являются основой для развития отечественного производства сухих строительных смесей.

Рынок сухих смесей постоянно развивается, предоставляя вниманию потребителей все новые виды продукции. Но потенциал его раскрыт не полностью, особенно это касается сухих штукатурных смесей и сухих смесей для наливных полов.

Классификация сухих модифицированных растворных смесей

Сухие растворные смеси представляют собой порошкообразные или мелкозернистые композиции, в состав которых входят минеральные или органические вяжущие, наполнители, заполнители определенного фракционного состава с оптимальной гранулометрией, а также различные химические добавки.

В настоящее время существует следующая классификация сухих модифицированных строительных смесей (ГОСТ 31189-2003).

По виду вяжущего сухие строительные смеси подразделяются на:

• Портландцементные,

• Гипсовые,

• Известковые,

• Полимерные,

• Сложные.

По дисперсности наполнителя сухие смеси подразделяются на:

• Крупнодисперсные - с крупностью наполнителей не более 2,5 мм,

• Тонкодисперсные (мелкозернистые) - с крупностью наполнителя не более 0,315 мм.

Следует отметить, что в этом перечне полностью отсутствуют сухие строительные смеси на ангидритовых вяжущих, которые в настоящее время находят достаточно широкое использование за рубежом. Прочность, плотность и долговечность - важнейшие показатели затвердевшего цементного камня. Известно, что количество воды для затворения раствора всегда больше, чем требуется для гидратации цемента. Для полной гидратации цемента, когда химически связанная вода и вода, находящаяся в гелеобразном состоянии составляет около 38% от массы цемента, В/Ц в этом случае соответствует 0,38. Однако в традиционных технологиях приготовления растворов В/Ц обычно превышает данное значение. При этом решающее значение приобретает объем пор, возникающих при гидратации цемента. Если величина В/Ц заметно превышает 0,38, то начинается образование сообщающихся капиллярных пор, повышается водопроницаемость цементного камня, понижается его прочность и морозостойкость. Чтобы улучшить эти характеристики затвердевшего цементного камня следует использовать различные виды химических добавок.

При выборе модифицирующих добавок учитывают весь комплекс требований, предъявляемых к данному виду смеси. Содержание добавки модификатора устанавливают экспериментальным путем (сначала определяют реологические показатели растворных смесей при разных соотношениях сухая смесь - модификатор), затем определяют влияние добавок на механические показатели затвердевших растворов. По результатам лабораторных исследований состав ССС корректируют, делают пробный замес и вновь определяют реологические и физико-механические показатели. В случае полного удовлетворения всем необходимым требованиям для данного вида ССС, устанавливают окончательный состав и водотвердое отношение.

Кроме этого необходимо обращать внимание на влияние модифицирующих добавок на процессы гидратации вяжущих веществ. Так, установлено, что небольшие количества Тилозы (0,05%) приводят к торможению гидратации и гидролизу C2S и C3S. При повышенном содержании Тилозы (0,6%) частицы ее полимеризируются, создавая сплошную пленку, тем самым, освобождая активные центры зерен клинкера, и способствуют некоторому повышению скорости гидратации цемента.

По данным Коломацкого А.С. и др. использование в цементных сухих смесях в качестве водоудерживающей добавки сложных эфиров целлюлозы (кульминал, тилоза, валоцель) оказывает замедляющий эффект на гидратацию C3S и СзА. Основное кристаллическое новообразование в продуктах гидратации C3S представленное портландитом, фиксируется через 3-7 суток с начала гидратации. Только к 28 суткам твердения степень гидратации C3S без добавки и с добавкой становится сопоставимой. Введенный в сухие смеси эфир крахмала(амилотекс) даже в очень малых количествах оказал самый сильный замедляющий эффект на гидратацию C3S. Так применение амилотекса в количестве 0,01% по массе привело к образованию портландита в твердеющей системе лишь спустя 7-14 суток с начала гидратации. Добавка редисперсионных полимерных порошков (мовилит, виннапас) практически не влияет на кинетику гидратации C3S и характер образования портландита и даже в определенной степени способствует интенсификации формирования структуры гидратных новообразований. Сходные результаты получены Естемесовым З.А. и др. при использовании в сухих клеевых смесях дисперсионного полимерного порошка хидрокола - С. Усадка такой композиции находится в пределах требований строительных норм.

Следует отметить, что в сухих гипсовых смесях наряду с модифицирующими добавками применяют замедлители схватывания. Эти замедлители, как правило, оказывают не только замедляющий эффект на гидратацию гипсовых вяжущих, т.е. удлиняют сроки схватывания гипсовых растворов от нескольких часов до суток, но в некоторой степени понижают прочностные показатели затвердевших гипсовых растворов.

Вышеприведенные данные позволяют сделать вывод о том, что минимальная длительность выдержки цементных и гипсовых образцов перед испытаниями на прочность должна составлять 7-14 суток. С целью более точного определения прочностных характеристик затвердевших растворов из модифицированных сухих смесей, а также морозостойкость, длительность выдержки образцов должна быть увеличена до 28 суток.

Имеются данные, что модифицированные крахмалы и эфиры целлюлозы в количестве 0,7-7% стабильно и существенно замедляют эффект гидратации C3S и СзА и лишь в последующие 28 суток идет образование

СзАНб. Однако следует заметить, что добавки типа Тилозы хотя и затормаживают процессы гидратации цемента в ранние сроки твердения, но вместе с тем, обладая высокой водоудерживающей способностью, обеспечивают достаточно высокую полноту гидратации минеральных t вяжущих, особенно в тонких слоях раствора.

К основным видам химических добавок, используемым для модификации сухих растворных смесей на основе ангидритовых вяжущих, относятся следующие:

1. Пластифицирующие

Понижение водозатворения смесей, улучшение стабильности приготовленной смеси, повышение прочности затвердевшего раствора. Примеры добавок: Суперпластификаторы С-3, Melment, Melflux, Peramin-SMF и др.

2. Водоудерживающие добавки

Уменьшают впитывание воды основанием, на которое нанесен раствор, и за счет этого улучшаются влажностные условия для более полной гидратации вяжущего. Этот эффект достигается введением в состав сухих смесей различных видов эфиров целлюлозы ( метилцеллюлоза, метилгидроксиэтилцеллюлоза, метилгидроксипропилцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза и др.)Например, добавки: Rutacel 25000, Bermocol-Е, Culminal, Tylose, Mecellose и др.

3. Полимерные добавки

При затворении сухой смеси водой полимерный порошок диспергируется в воде и по мере ее испарения подвижные полимерные частицы образуют на твердых частицах пленки, обладающие высокой прочностью. Улучшается сцепление раствора с основанием, повышается его собственная прочность. Добавки вводятся в сухие смеси в количестве 0,5-5% массы твердых компонентов. Например, редиспергируемые полимерные порошки: Neolit 4000, Rhoximat-PA, Rhoximat -PVA, Acronal, Mowilith. Pulver и др.

4. Загущающие добавки

Предназначены для придания свежеприготовленным растворам однородности, подвижности и хорошей обрабатываемости. Например, добавки Esamid NA, Tylovis, Natrosol 250 HBR, Opagel GPX и др.

5. Воздухововлекающие добавки

Порообразующие добавки представляют собой поверхностно-активные вещества, понижающие поверхностное натяжение на границе раствор-воздух. Например, добавки: Esapon 1850, Hostapur OSB, Silipon RN, Bermocol-AEA и др.

6. Пеногасители

Снижают пенообразование, создают ровные поверхности без шероховатостей. Например, добавки Defomex АР 122 или Agitan 803 и др.

Растворы на основе модифицированных сухих строительных смесей имеют ряд положительных свойств по сравнению с готовыми товарными растворами:

- Стабильный состав, обусловлен тщательной подготовкой и точным дозированием компонентов и обеспечивает длительное хранение до применения без изменения свойств,

- Возможность транспортирования и хранения при отрицательных температурах,

- Более высокая однородность готовых к употреблению смесей, так как приготовление осуществляется непосредственно перед применением.

- Более высокая нерасслаиваемость и водоудерживающая способность.

- Лучшее сцепление с основаниями и более высокая прочность наносимых слоев.

- Возможность расходования сухих смесей малыми порциями по потребности, что исключает их невосполнимые потери.

- Снижение материалоемкости за счет возможности нанесения более тонкими слоями.

- Повышенная производительность труда, как за счет меньшей трудоемкости их применения, так и за счет получения более высококачественных поверхностей, не требующих трудоемких операций по их подготовке к завершающим отделочным работам.

В настоящее время сухие строительные смеси отличаются большим многообразием и номенклатурой выпускаемой продукции, которая постоянно расширяется. Так, только штукатурных смесей на основе цемента существует множество разновидностей в зависимости от их назначения: для наружных и внутренних работ (универсальная); теплоизоляционная, для работ на влажных и засоленных поверхностях; на поверхностях, подверженных образованию грибка; ремонтная для заполнения крупных трещин и пустот; грунтовочная морозостойкая; фуговочная; санационная; влагоудаляющая; для систем скрепленной теплоизоляции. Новой тенденцией при выполнении штукатурки является применение высококачественных тонкослойных штукатурок, позволяющих после затирки гладкой нержавеющей теркой получить не только желаемый цвет, но и заданную фактуру.

За прошедшее десятилетие в производстве и применении сухих строительных смесей произошли радикальные перемены.

В настоящее время объёмы использования гипсовых растворных смесей заметно увеличиваются, вследствие внедрения в отечественную практику технологии ведения штукатурных работ механизированным способом. В этом направлении активную работу ведут наряду с зарубежными фирмами и отечественные производители сухих строительных смесей.

Для дальнейшего наращивания объёмов применения в строительной практике сухих гипсовых смесей значительный практический интерес представляет расширение номенклатуры таких смесей за счет использования в их составах ангидрита и получения смешанных вяжущих с изменяющимся фазовым составом.

Ввиду большого многообразия сухих строительных смесей технические требования к ним должны предъявляться в зависимости от назначения и области их применения. В настоящее время для оценки качественных показателей строительных растворов существует только один ГОСТ 28013-98 «Растворы строительные. Общие технические условия». Основными показателями качества растворной смеси согласно этого стандарта являются: подвижность, водоудерживающая способность, расслаиваемость, прочность при сжатии, средняя плотность и морозостойкость.

Однако анализ области применения сухих строительных смесей свидетельствует о том, что растворы на их основе должны иметь отличия в свойствах по сравнению с традиционными растворами и композициями, применяющимися для изготовления искусственных каменных материалов. Многие виды модифицированных сухих смесей (кладочные, монтажные, ремонтные, клеевые), в том числе и все разновидности сухих штукатурных смесей, являются в первую очередь адгезивами и должны иметь высокую прочность сцепления с основанием. Прочность же на сжатие наоборот, должна ограничиваться, так как модуль упругости минеральных отделочных материалов должен быть ниже, чем у покрываемых ими слоев или основы. Однако оценка таких показателей полностью отсутствует в ГОСТ 28013.

В различных источниках авторами предлагается достаточно широкий перечень показателей для оценки качества растворных смесей, при этом не всегда в полной мере учитывается их назначение и условия эксплуатации.

Так В.В. Козлов предлагает, кроме перечисленных свойств растворов, оценивать такие свойства как прочность на отрыв в склеенной системе, налипание клея, время корректировки и сползание плитки [66]. Однако эти свойства применимы в большей степени к оценке качества плиточных клеев.

М.И. Хигеровичем и В.Е. Байером предложено оценивать удобоукладываемость растворных смесей по коэффициенту удобоукладываемости Ку, который учитывает способность растворной смеси сохранять придаваемую ему форму при укладке, а также трудозатраты рабочего.[76].

Н.М Дубошиной предложено оценивать липкость растворных смесей, которая характеризуется удельной силой прилипания поверхности металлической пластины к растворной смеси [72].

Кроме этого, специальные штукатурные смеси для выполнения определенного вида работ, должны обладать рядом специфических свойств. Так ремонтные штукатурки, предназначенные для заполнения крупных пустот, глубоких трещин, восстановления участков отслоившейся штукатурки, выравнивания швов между панелями и перекрытиями, должны характеризоваться отсутствием усадки, обладать повышенной прочностью на изгиб, для чего в их состав могут вводиться армирующие микроволокна, а также использоваться минеральные вяжущие с незначительной величиной усадочных деформаций.

Структурные штукатурки для отделки поверхностей, подвергающихся высоким нагрузкам, дверных проемов, лестниц, должны обладать высокой износостойкостью, стойкостью к ударным нагрузкам.

Таким образом, материалы для штукатурных работ должны удовлетворять самым высоким требованиям и выполнять следующие задачи:

Создавать визуальную привлекательность отделки фасада или внутренних стен, защищать элементы стен находящиеся под штукатуркой от влаги и атмосферных воздействий, длительно сохранять эти свойства.

Для того чтобы длительно сохранять высокий уровень качества, минеральные штукатурки должны в отвердевшем состоянии удовлетворять следующим требованиям.

Хорошая адгезия к основанию, способность к самовысыханию после увлажнения (высокий коэффициент паропроницаемости), незначительные усадочные деформации, повышенная трещиностойкость и долговечность.

Несколько иные требования предъявляются к растворным смесям, предназначенным для устройства наливных полов, в этом случае в первую очередь требуется хорошая растекаемость растворов, но при этом должны сохраняться высокие прочностные показатели затвердевшего камня.

Смеси для устройства пола должны отвечать целому набору весьма жестких требований, предъявляемых к материалам для устройства этой важной части внутренних помещений здания. Полы в современном строительстве представляют собой горизонтальную многослойную конструкцию, каждый слой которой имеет своё функциональное назначение. Покрытие пола, выполненное из некачественных материалов, - причина частых и дорогостоящих ремонтов. Таким образом, при подборе сухих смесей для наливных полов очень важно произвести оценку конструкции пола и требований к покрытию; выполнить работы качественно и из материалов, обеспечивающих требуемую прочность в установленные сроки твердения, эксплуатационную надежность и долговечность, низкую истираемость и устойчивость к скольжению.

Необходимо отметить, что в настоящее время выпускаются сухие смеси для устройства стяжки пола и смеси для выравнивания и нивелирования пола под последующее покрытие.

Сухие смеси для устройства стяжки представляют собой высокоадгезионный материал на основе портландцемента (или комплексного вяжущего), песка различной крупности и химических добавок, что позволяет значительно увеличить пластичность раствора при одновременном снижении содержания воды. Саморастекающиеся и быстротвердеющие сухие смеси для выравнивания и нивелирования поверхности пола могут быть изготовлены как на основе цементного, так и ангидритового вяжущих. Они представляют собой составы для подготовки гладких горизонтальных оснований под последующее покрытие типа линолеума, керамической или пластиковой плитки (листов), а также паркета.

Для самонивелирующихся полов в составах сухих смесей используют в качестве химических добавок совместно эфиры целлюлозы и редиспергируемые полимерные порошки. Последние производятся из синтетических дисперсий методом распылительной сушки. Важными характеристиками в этом случае служат минимальная температура пленкообразования (МТП), размер частиц смолы, щелочестойкость, наличие или отсутствие пластификаторов. Дозировка дисперсионных порошков в сухих смесях составляет от 1% по массе и выше в зависимости от требований к конечным свойствам материала и экономической целесообразности.

При затворении сухой смеси водой редиспергируемый порошок превращается в клеевую полимерную дисперсию, которая при твердении раствора создает «резиновые мостики» в его порах и на границе с основанием. Они имеют прочность при разрыве не менее 5 МПа и эластично армируют цементный камень. С помощью дисперсионных порошков сухим смесям придают некоторые специальные свойства, а именно разжижающие и гидрофобизирующие.

В качестве вяжущих материалов в таких смесях используют портландцемент, алюминаткальциевые цементы и сульфаты кальция. Эти вяжущие могут применяться по отдельности или в комбинации друг с другом.

Комплексное вяжущее наиболее часто используемое в сухих смесях представляет собой либо смесь портландцемента и алюминаткальциевых цементов, либо смесь алюминаткальциевых цементов и сульфата кальция (иногда добавляются известь содержащие материалы).

На ряду с этим в сухих смесях обычно используются а- и полугидраты сульфата кальция, ангидрит типа II и природный гипс. В данном случае особое значение имеет растворимость сульфатов кальция в воде, которая-зависит от природы продукта, способа производства, способа и степени измельчения, а также от температуры и рН-среды суспензии (область растворимости основных сульфатов кальция лежит в пределах значений рН= 4-11).

В тех системах сухих смесей, где к алюминатному цементу добавлено относительно большое количество сульфата кальция, в силу своей высокой и быстрой растворимости полугидрат оказывает наиболее выраженное влияние на время схватывания и текучесть смеси. Такие составы (системы на основе эттрингита) очень широко используются для самовыравнивающихся композиций, где необходимы быстрое высыхание, интенсивное нарастание прочности и компенсация усадки.

Высокая ранняя прочность, достигаемая в такой системе, сопровождается относительно высокой начальной усадкой. С течением времени по мере упрочнения и высыхания смеси усадка непрерывно растет. Следует отметить, что высокая начальная усадка после первых 6-8 часов должна рассматриваться как химическая усадка. Собственно усадка при высыхании равняется только 400-500 мкм, что сравнимо с обычным материалом на основе портландцемента. Для компенсации естественной усадки гидравлически твердеющей смеси необходимо увеличить содержание алюминатов и сульфатов и создать вяжущую систему, в которой образуется эттрингит. Он образуется на ранних стадиях твердения и его не следует отождествлять со вторичным эттрингитом, образующимся в некоторых бетонных структурах гораздо позднее. Именно такой тип вяжущей системы чаще всего применяется для самовыравнивающихся композиций [42-46].

Таким образом, анализ показывает, что в существующих отечественных нормативных документах не учтены все необходимые характеристики штукатурных и напольных смесей и растворов на их основе, что требует дополнительного изучения.

Влияние гранулометрического состава на свойства сухих смесей. В качестве заполнителей и наполнителей в строительных растворных смесях используют минеральные природные или искусственно полученные зернистые материалы определенного гранулометрического состава. В зависимости от крупности частиц заполнители подразделяются на крупные и мелкие. Для растворных смесей в качестве минерального заполнителя наиболее широкое распространение получил кварцевый песок. Песок характеризуется предельной крупностью зерен до 5 мм, он может иметь как природное происхождение, так и изготавливаться искусственно путем дробления горных пород или некоторых промышленных отходов, например, шлаков и т.п. Заполнители относят к плотным при плотности зерен более 2000 кг/мЗ и к пористым при меньших значениях плотности.

Основными характеристиками заполнителей, определяющими их влияние на технологические и строительно-технические свойства растворных смесей и растворов является зерновой состав, предельный размер частиц, форма и характер поверхности зерен, межзерновая пустотность и водопотребность. Важное значение имеют также минералогический состав, наличие пылевидных и глинистых частиц, содержание глины в комках и присутствия различных примесей.

Следует отметить, что подвижность строительных растворных смесей связана не только с особенностями гранулометрического состава заполнителя, формой частиц и шероховатостью их поверхности, но и с природой частиц. Кварцевые пески образуют растворные смеси, которые ведут себя совершенно отлично от растворных смесей на известняковых песках. Это обусловлено различием зарядов поверхности частиц. Кварц является веществом, имеющим сильноотрицательный поверхностный заряд, поверхность силикатных материалов заряжена слабоотрицательно, карбонат кальция имеет слабый положительный заряд, а гидроксид кальция высокий положительный. Частички с разными зарядами поверхности в растворных смесях притягиваются друг к другу, что улучшает внутреннюю связность системы и в то же время обеспечивает определенную пластификацию растворных смесей [48,49,50]. Особенности пластического поведения растворных смесей могут быть выявлены с помощью пластометрии, что дает дополнительные сведения, позволяющие оптимизировать компонентный состав строительных растворных смесей.

Таким образом, необходимо более детальное изучение вопросов оценки качества мелкого заполнителя для сухих строительных смесей, так как в современных нормативных документах отсутствуют какие-либо рекомендации по выбору гранулометрического состава песка в зависимости от назначения строительного раствора.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Модифицированные сухие строительные смеси имеют существенные преимущества по сравнению с товарными строительными растворами. Применение ангидритовых вяжущих является перспективным направлением улучшения качества сухих растворных смесей и расширения их номенклатуры особенно при использовании в составах штукатурных и напольных смесей.

2. Изучена возможность эффективного использования в составах сухих смесей ангидритовых вяжущих, полученных путем помола природного гипсоангидритового камня. Определена оптимальная степень помола ангидритовых вяжущих, эффективные добавки активаторы твердения и минеральные заполнители.

3. Проведен анализ существующих модифицирующих химических добавок импортного и отечественного производства для использования в составах сухих ангидритовых смесей строительного назначения, а также методов определения их эффективности.

4. Разработаны составы ангидритовых и смешанных гипсоангидритовых вяжущих для штукатурных растворов на основе сухих смесей, что позволило значительно удлинить сроки их обрабатываемости в сравнении с гипсовыми штукатурными растворами.

5. Определено влияние различных видов заполнителей (наполнителей) на свойства таких штукатурных растворов. Установлено, что предпочтение следует отдавать заполнителям на основе карбонатных пород, а также легким заполнителям в виде вспученных перлитовых песков. Применение таких заполнителей позволяет получать ангидритовые и гипсоангидритовые растворы пониженной плотности 800-1000 кг/м3 с достаточно высокими физико-механическими показателями.

6. Произведен подбор химических добавок наиболее эффективно влияющих на технологические и технические свойства ангидритовых и гипсоангидритовых штукатурных растворов. Разработаны составы сухих штукатурных смесей с улучшенными характеристиками, пригодных для нанесения как ручным, так и механизированным способами.

7. Установлено, что для получения ангидритового вяжущего из природного камня с повышенными прочностными показателями следует использовать активаторы твердения смешанного типа (цемент ПЦ400 ДО + К2 SO4 + FeS04). На основе вяжущих с активаторами твердения смешанного типа разработаны напольные растворные смеси с прочностными показателями при сжатии 20-30 МПа.

8. Использование минеральных заполнителей с оптимальной гранулометрией и органоминеральных добавок типа МБ позволило разработать высоконаполненные составы ангидритовых растворных смесей для устройства стяжек на основе сухих смесей с высокими технологическими и техническими показателями.

9. Разработаны составы сухих напольных смесей для самовыравнивающихся растворов на основе ангидритовых вяжущих с активаторами смешанного типа. Применение в составах таких смесей редисперсионных порошков на основе сополимеров винилацетата не приводит к повышению физико-механических характеристик затвердевших растворов.

Установлено, что использование таких добавок значительно удлиняет сроки схватывания и твердения ангидритового вяжущего и увеличивает деформации усадки при твердении и высыхании растворов.

10. Для отработки технологии и проверки качества разработанных штукатурных и напольных смесей выпущены опытно-промышленные партии сухих смесей на Волгоградском гипсовом заводе ООО «ВОЛГОГРАДСКИЙ ГИПС». Качество изготовленных сухих штукатурных и напольных смесей проверено в лабораторных и построечных условиях, что позволило подтвердить их соответствие требованиям современных нормативных документов.

11. Разработана технологическая схема производства сухих модифицированных смесей на ангидритовых вяжущих для выпуска штукатурных и напольных смесей. Произведен подбор основного технологического оборудования для производства сухих ангидритовых смесей.

12. Произведен расчет технико-экономической эффективности от использования штукатурных и напольных смесей на смешенных и ангидритовых вяжущих в строительной практике. Полученные данные показали, что разработанные составы сухих модифицированных смесей с использованием ангидритовых вяжущих позволяют не только понизить себестоимость растворных смесей, но и способствуют повышению производительности труда.

1. Будников П.П., Левин Н.Е. Ангидритовый и гипсовый цемент //Тр. Гос. Экспер.ин-та силикатов. 1924. -В. 14. - 31с.

2. Будников П.П., Мухин К.Ф., Ильин Д.З. Цемент из ангидрита и сульфинированных каолина и глин // Строительные материалы. 1938. -№12. -с.36.

3. Будников П.П., Гулинова Л.Г. Гипсовый безобжиговый цемент // Сб. трудов по химии и технологии силикатов: под общей ред. Будникова П.П. Киев: Изд. Акад. Арх. УССР, 1954. с. 18-21.

4. Баженов Ю.М., Коровяков В.Ф., Денисов Г.А. Сухие строительные смеси // Учебное пособие. М.: 2000.- 65с.

5. Феронская А.В. Справочник //Гипсовые материалы и изделия (производство и применение)., Изд. Асв., М., 2004.

6. Будников П.П. Гипс, его исследование и применение М.: Госстройиздат, 1943. - 373 с.

7. Будников П.П., Зорин С.П. Ангидритовый цемент. М.: Стройиздат, 1954.-92 с.

8. Вердиян М.А., Несмеянов Н.П.,Лукманов Р.Т. Стабилизация качества смесей по эксергии цемента. Строительные материалы, №5, 2004

9. Воробьев Х.С. Гипсовые вяжущие и изделия: (зарубежный опыт) М.: Стройиздат, 1983.-200 с.

10. Ю.Шентяпин А.А. Сухие смеси для отделочных и общестроительных работ.Самара, 2004.

11. ГФерронская А.В., Баженов Ю.М., Коровяков В.Ф., Чумаков Л.Д. Гипсовые вяжущие повышенной водостойкости // Экологическое строительство и образование. М.: МГСУ, 1994. - с. 79-89.

12. Пащенко А.А., Сербии В.П., Старчевская Е.Вяжущие материалы /. 2-ое издание Киев: Вища шк. Головное изд-во, 1985. - 440 с.

13. З.Мещеряков Ю.Г. Гипсовые попутные промышленные продукты и их применение в производстве строительных материалов / JL: Стройиздат Ленингр. Отд-ние, 1982. 144 с.

14. Безбородов В.А., Белан В.И., Мешков П.И., Нерадовский Е.Г., Петухов С.А. Сухие смеси в современном строительстве / Новосибирск: 1998. -94с.

15. Алтыкис М.Г., Рахимов Р.З.Гипс. Строительные материалы и изделия: Учебное пособие / -Казань, Казанский инж. строит. Инст. 1994. - 107 с.

16. Терехов В.А. Состояние и перспективы развития гипсовой промышленности // материалы семинара «Повышение эффективности производства и применения гипсовых материалов и изделий» /НИИСФ РААСН, МГСУ, ОАО «ВНИИСТРОМ» М.: 2002. - cl 1-21.

17. Дергунов С.А. РубцоваВ.Н. Модификация сухих строительных смесей // Сборник докладов 6-ой Международной научно-технической конференции «Современные технологии сухих смесей в строительстве»/М., 2004.

18. Северинова Г.В., Разумова Л.Ф Производство и применение сухих строительных смесей /. обзорная информация. М.: ВНИИНТПИ, 1966. -74 с.

19. Ферронская А.В. Развитие теории и практики в области гипсовых вяжущих веществ // Строитеьные материалы, 200. №2 - с.26-29.

20. Феронская А.В. Перспективы производства и применения гипсовых материалов в 21 веке //материалы семинара «Повышение эффективности производства и применения гипсовых материалов и изделий» /НИИСФ РААСН, МГСУ, ОАО «ВНИИСТРОМ». М.: 2002. - с.11-21

21. Технология и оборудование для переработки гипса и производства V изделий на его основе //Рекламно-информационный проспект. М.:1. Внешторгиздат, 1987. 11с.

22. Калашников В.И. Основы пластифицирования минеральных дисперсных систем для производства строительных материалов. Автореф. Дис. Докт.техн.наук. - Воронеж, 1996. - 89с.

23. Методические рекомендации по технологии устройства гипсовых самонивелирующихся стяжек / ЦНИИОМТП Госстроя СССР/ М.:1. Госстрой СССР, 1986. 16с.

24. Руководство по технологии механизированного производства штукатурных работ раствором из сухих гипсовых смесей и по подбору этих смесей / ЦНИИОМТП Госстроя СССР/ М.: Стройиздат, 1983. -24с.

25. Келли К., Суттрард Д., Андерсен К. Термодинамические свойства гипса и продуктов его дегидратации М.: ВТИ МПСМ РСФСР, 1984. - 79с.

26. Литвиненко М.Д. Алунито-ангидритовый цемент и изделия на егооснове: Автореферат дис. Канд. Техн. Наук. Киев, 1963. - 22 с.

27. Кисляков А.А. Изменение свойств гипса, обожженного при высоких температурах. Автореф.дис.канд. техн. Наук. - М.: 1953. - 22с.

28. Будников П.П., Загребнева А.В. Исследование свойств гипса, обожженного при высоких температурах//Украинский химический журнал.-1958. -Т.24. -вып.4." с. 529-532.

29. Стройиздат, 1954.- 174с. 32.Юнг В.Н. Основы технологии вяжущих веществ. М.: Промстройиздат, i 1951.-547 с.

30. Шох К. Строительные вяжущие вещества: Цемент-известь-гипс, 4.1, -М.: Госстройиздат, 1934. 302 с.

31. Ермаков Л.И. Влияние тонины помола на качество гипсового литья /Строительные материалы, 1936. №4.

32. Гершман М.И. Влияние температуры обжига и тонкости помола на свойства штукатурного гипса/ Строительные материалы, 1936. №7.

33. Бутт Ю.М., Дейнека В.К., Окороков С.Д., Боков А.Н. Под редакцией Юнга В.Н.Технология вяжущих веществ / М.: Стройиздат, 1947.

34. Бутт Ю.М., Сычев М.М., Тимашов В.В. Химическая технология вяжущих материалов: учебник для ВУЗов/ Под редакцией Тимашова В.В. М.: Высшая школа, 1980. - 472 с.

35. Товаров В.В., Карканица Т.Н. Зависимость свойств строительного гипса от его дисперсного состава//Строительные материалы. 1983. - №7. - с. 27-28

36. Кузнецов Т.В., Осокин А.П. применение промышленных отходов в технологии строительных материалов// Строительные материалы. 1989 - №7. - с. 7-10.

37. М. Мюллер, X. Б. Фишер Влияние тонкости помола на процесс растворения и гидратации сульфатов кальция. Материалы 3-его Всероссийского семинар по гипсу «Повышение эффективности производства и применения гипсовых материалов и изделий». Тула 2006.

38. М. Мюллер, X. Б. Фишер Кондуктометрические описание процессов взаимодействия сульфатов кальция с водой Материалы Международной научно-практической конференции «Гипс, его применение и исследование». Красково 2005.

39. Герольд X. Влияние редиспергируемых полимерных порошков наосновные свойства самонивелирующихся масс для напольных покрытий.

40. Сборник докладов 6-ой Международной научно-практической конференции «Современные технологии сухих смесей в строительстве». М.,2004

41. Дилгер Удо Оборудование для механизации переработке сухих строительных смесей: история развития и современное состояние. Сборник докладов 6-ой Международной научно-практическойконференции «Современные технологии сухих смесей в строительстве».1. М.,2004

42. Дергунов С.А., Рубцова В.Н. Модификация сухих строительных строительных смесей. Сборник докладов 6-ой Международной научно-практической конференции «Современные технологии сухих смесей в строительстве». М.,2004

43. Рубцова В.Н., Дергунов С.А. Оптимизация минеральной части сухих строительных смесей. Сборник докладов 5-ой Международной научно-практической конференции «Современные технологии сухих смесей в строительстве». С-Пб.,2003

44. Бурьянов А.Ф., Петраченко В.В. Влм=ияние добавок на гидратацию ангидритового вяжущего. Материалы 3-его Всероссийского семинар по гипсу «Повышение эффективности производства и применения гипсовых материалов и изделий». Тула 2006.

45. Халиулин М.И., Алтыкис М.Г., Рахимов Р.З. и др. Многофазовое гипсовое вяжущее на основе природного ангидрита для сухихштукатурных смесей. Материалы Международной научно-практической конференции «Гипс, его применение и исследование». Красково 2005.

46. Сычева Л.И., Ануфриев М.В. Выпуск ангидритового вяжущего из фосфогипса // Цемент. 1996. - №5-6. - с. 60-62.51 .Иванова В.П Строительные материалы. М.: ЦИНИС Госстроя СССР, 1963.-63 с.

47. Брюкнер X., Дейлер Е., Фитч Г. Гипс. Изготовление и применение гипсовых строительных материалов. М., Стройиздат, 1981. - 223с.

48. Кушнер С.В. О возможности существования моногидрата сульфата кальция //Минералогический сб. Львовского ун-та Львов: Изд-во Львовского ун-та - 1990. - №1. - с. 77-81.

49. Шульц В.В., Тишер В., Эттель В.П. Растворы и бетоны на нецементных вяжущих. М.: Стройиздат, 1990. - 149 с.

50. Клименко В.Г., Балятинская Л.И., Володченко Л.Н. Ускоренный подбор активирующих добавок к ангидриту //строительные материалы, 1990. -№3-с.22-23.

51. Сулимов Е.В., Лапидус М.А., Гаркави М.С. Вопросы твердения ангидритовых вяжущих //Строительные материалы, 1993. №7 - с. 2526.

52. Велтаури Т.Х., Ратинов Б.В. О влиянии добавок на гидратацию ангидрита// Тр. ГосВНИИстроит. материалов и конструкций, 1989. -№67. - с.59-66.

53. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества М.: Стройиздат, 1986.-464с.

54. Мчедлов-Петросян О.П. Кристаллохимия вяжущих свойств //Тр. Совещания по химии цемента. -М.:Промстройиздат, 1956.-с63-77.

55. Волженский А.В., Феррноская А.В. Гипсовые вяжущие и изделия. -М.: Стройиздат, 1974.- 153 с.

56. Гончар В.Ф. Высокопрочные гипсовые и ангидритовые вяжущие и изделия на их основе//Строительные материалы, 1994. №5. - с.19.

57. Горчаков Г.И., Баженов Ю.М. Строительные материалы, учебник М.: Стройиздат, 1986.-688с.бб.Козлов В.В. Сухие строительные смеси: учебное пособие М.: Изд-во1. Асв, 2000.-96 с.

58. Песцов В.И., Большаков Э.Л. Современное состояние и перспективы развития производства сухих строительных смесей в России /Строительные материалы, 1999. №3. - с.3-5.

59. Сычева Л.И., Ткачева О.А. Опыт применения ангидритового вяжущего из фосфогипса для устройства самонивилирующихся стяжек пола

60. Всероссийское совещание «Наука и технология силикатных материаловв современных условиях рыночной экономики». М.: 1995. - с.55-56.

61. Гонтарь Ю.В., Чалова А.И. Сухие гипсовые смеси для отделочных работ // Строительные материалы, 1994. №5. - с. 19-20.

62. Рекомендации по проектированию полов (в развитие СНиП 2.03.13-88 «Полы»), МДС 31-1.89. М.: АО «ЦНИИпромзданий», 1998. - 71с.

63. Гонтарь Ю.В., Чалова А.И., Модифицированные сухие смеси дляотделочных работ, ж. Строительные материалы №4,2001.

64. Дубошина Н.М. Эффективные сухие строительные смеси на основе местных материалов: атореферат. Дис. Канд техн наук Пенза, 1999-18с

65. Кудяков А.И., Смирнов А.Г., Петров Г.Г. Проектирование и использование заполнителей с малой межзерновой пустотностью в бетоне //Изв. ВУЗов. Строительство и архитектура,- 1987. №7.- с. 13 5138

66. Рекитар Я.А. Долговременные тенденции развития производства строительных материалов и инвестиционная политика в этой области. Строительные материалы, оборудование, технологии 21 века.- 2001 г. -№7

67. Телешов А.В. Новый завод по производству сухих строительных смесей: установки и заводы небольшой мощности//Строительные материалы. -2002.-№9

68. Хигерович М.И., Меркин А.П. Физико-химические и физические методы исследования строительных материалов. М.: Высш. Школа., 1968.-192 с.

69. A Konietzko применение современных сухих строительных смесей заводского изготовления / ZKG (Zement/ Kalk/ Gips) International/ -48(1985)/по/12/

70. Бортников Е.В. Основные тенденции и перспективы развития промышленности строительных материалов// Строительные материалы, оборудование, технологии 21 века.-2000.- №2. с. 4-5

71. Гаркави М.С. Кинетические и термодинамические закономерности образования диссипативной структуры при твердении вяжущих/ М.С. Гаркави, М.М. Сычев // Цемент. 1990. -№8. - с. 2-3.

72. Карнаухов Ю.П. и др.Новые пластифицирующие -воздуховолекающие добавки на основе побочных продуктов БЛПК (Химические добавки для бетонов), Сб. научных трудов, М., НИИЖБ Госстроя СССР, 1987.

73. Чурилин Б.Б., Бродский Ю.А. и др. Оборудование для производства сухих строительных смесей. Ж. Строительные материалы, №3, М., 1999.

74. Большаков Э.Л. Сухие смеси для отделочных работ. Ж. Строительные материалы, №7, М., 1997.

75. Батраков В.Г. Модифицированные бетоны. Теория и практика, М., 1998.

76. Телешов А.В., Сапожников В.А. Производство сухих строительных смесей: критерий выбора смесителя. Ж. Строительные материалы, №1 -2 М., 2000.

77. Федулов А.А. Технико-экономическое обоснование преимущества применения сухих строительных смесей . ж. Строительные материалы №3, М., 1999.

78. Хребтов Б.М., Кашин П.А., Генцлер И.В. Высококачественные материалы для сухих строительных смесей. Ж. Строительные материалы, №5, М., 2000.

79. Северинова Г.В., Громов Ю.Е. Сухие гипсовые отделочные смеси в строительстве . ж. Строительные материалы, №5 М., 2000.

80. Дугуев С.В., Иванов В.Б. Механохимическая активация в производстве сухих строительных смесей. Ж. Строительные материалы№5, М., 2000.

81. Калашников В.И., Демьянов B.C. и др. Сухие строительные смеси на основе местных материалов, ж. Строительные материалы №5, М., 2000.

82. Демьянов B.C., Калашников В.И. и др. Эффективные сухие строительные смеси на основе местных материалов. М.: Асв, 1999.

83. Урецкая Е.А., Жукова Н.К. и др. Модифицированные сухие смеси

84. Полимикс» в современном строительстве, ж. Строительные материалы5, М., 2000.

85. Урецкая Е.А., Жукова Н.К. и др. Преимущества полимерных сухих смесей /Современные конструктивно-технологические системы зданий и строительные материалы/. Сборник трудов. Минск., 1997.

86. Лебедев А.О., Сиденко И.Л. и др. Новый высокоэффективный ремонтный материал БАРС ж. Строительные материалы №5, М., 2000.

87. Карпузов Е.К., Лутц Г. И др. Сухие строительные смеси. Справочноепособие, Изд. «Техника», Киев, 2000

88. Казарновский З.И., Савилова Г.Н. Сухие смеси новые возможности в строительстве. Ж. Строительные материалы №2,1999.

89. ЮО.Коломацкий А.С., Кучеев С.В. и др. Гидратация клинкерныхматериалов с полимерными добавками, ж. Строительные материалы, №9,2000.

90. У 101. Демьянова B.C., Калашников В.И. и др. Эффективные сухиестроительные смеси на основе местных материалов, М., Изд. АСВ, 2001.

91. Ю2.Султанбеков Т.К., Шаяхметов Г.З. и др. Современные сухие строительные смеси. Республика Казахстан, Алматы,2001.

92. ЮЗ.Холберг Л. Подбор состава сухих смесей для устройства полов /Сборник докладов 3-ей Международной научно-технической конференции «Современные технологии сухих смесей встроительстве»/С-Петербург, 2001.

93. Дьяченко Е.И., Сушенков А.Н. Роль зернового состава заполнителя в сухих строительных смесях /Сборник докладов 3-ей Международной научно-технической конференции «Современные технологии сухих смесей в строительстве»/С-Петербург, 2001.

94. Ю5.Гонтарь Ю.В., Чалова А.И. Особенности применения гипсовых вяжущих в сухих строительных смесях // Сборник докладов 4-ой

95. Международной научно-технической конференции «Современные технологии сухих смесей в строительстве»/С-Петербург, 2002.

96. Ю7.Садуакасов М.С., Колесникова И.В. и др. Повышение адгезионной прочности гипсовых покрытий на основе сухих смесей // Материалы семинара «Повышение эффективности производства и применения гипсовых материалов и изделий»», М., 2002.

97. Ю8.0нищенко А.Г Отделочные работы в строительстве.- М. 1989.

98. Ю9.Северинова Г.В, Громов Ю.Е. Сухие смеси в строительстве: обзорн информ. Сер. Строительные материалы, вып. 3 М., 1992

99. Ю.Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества. -М 1986.

100. Корнеев В.И., Зозуля П.В. Словарь «ЧТО» есть «ЧТО» в сухих строительных смесях, С-Петербург, 2004.

101. Главный инженер ООО «МаСт»

102. Заведующий лабораторией ОАО «ВНИИСТРОМ им. П.П.Бу, Аспирант

103. Ю.В.Гонтарь А.К. Гайнутдинов1. Утверждаю:1. Актждсрш гипс»2£аа "А к I1. UnTv'о выпуске опытно-промышленных партий сухих строительных смесей на ангидритовых вяжущихг. Волгоград 16. 04.2007 г

104. Работа проводилась в соответствии с договором №77 от 14 декабря 2006 года между ОАО «ВНИИСТРОМ им. П.П.Будникова и ООО «ВОЛГОГРАДСКИЙ ГИПС».1. Главный технолог1. ООО «ВОЛГОГРАДСКИЙ ГИПС»1. Кузнецова В.М.

105. Заведующий лабораторией ОАО «ВНИИСТРОМ им. П.П1. Гонтарь Ю.В.1. Аспирант1. Гайнутдинов А.К.1. Актиспытаний опытно-промышленных партий сухих строительных смесей на ангидритовых вяжущих

106. Для испытаний были предоставлены следующие виды сухих строительных смесей на ангидритовых вяжущих:

107. Штукатурная смесь на гипсоангидритовом вяжущем

108. Напольная смесь для устройства стяжки

109. Самонивелирующаяся напольная смесь для финишного слоя

110. В процессе испытаний были выполнены следующие виды работ:

111. Штукатурной смесью на гипсоангидритовом вяжущем оштукатурено около 15 кв. метра стены из красного кирпича.

112. Напольная смесь для устройства стяжки использована для заливки основания пола площадью около 20 кв. метров.

113. Самонивелирующаяся напольная смесь была применена для выравнивания поверхности основания пола на площади 27 кв.метров.1. Заключение

114. ВНИИСТРОМ им.П.П.Будникова»

115. Начальник ПТО ООО «РСУ -1»

116. ОАО «ВНИИСТРОМ им. П.П. БУДНИКОВА»1. ОКП 5745501. Группа Ж 131. УТВЕРЖДАЮ:

117. Директор по научной работе ОАО «ВНИИСТРОМ им. П.П.Будникова»1. Ю.В.Гудков2007г.

118. СМЕСИ СУХИЕ ШТУКАТУРНЫЕ НА ГИПСОАНГИДРИТОВЫХ ВЯЖУЩИХ

119. Технические условия ТУ 5745-043-00284753-2007вводятся впервые)

120. Дата введения: с 1 сентября 2007 года Без ограничения срока действия1. РАЗРАБОТАНО:

121. Завлабораторией ОАО «BHMMCJPOM им. П.П.Будникова»1. О? Ю.В.Гонтарь2007г.1. Аспирант ОАОiQM им. П.П.Будникова»1. А.К.Гайнутдинов

122. Настоящие технические условия распространяются на смеси сухие штукатурные на гипсоангидритовых вяжущих, представляющих собой рационально подобранную смесь вяжущих, легких минеральных наполнителей и полимерных добавок целевого назначения.

123. Смеси применяются для внутренней отделки помещений с сухим и нормальным режимами эксплуатации при строительстве, реконструкции и ремонте зданий и сооружений различного назначения.

124. Условное обозначение смесей должно состоять из:- названия смеси;- вида;- марки по прочности;- обозначения настоящих технических условий.

125. Пример условного обозначения смеси:- Смесь сухая ангидритовая штукатурная марка прочности 5,0 ТУ 5745043-00284753 -2007.- Смесь сухая гипсоангидритовая штукатурная марка прочности 2,5 ТУ 5745-043- 00284753 -2007.

126. Требования настоящих технических условий являются обязательными, кроме указанных в тексте, как рекомендуемые или справочные.

127. Перечень нормативной документации, на которую даны ссылки в настоящих технических условиях, приведен в приложении 1.1. Технические требования

128. Содержание ангидрита в смесях должно находится в пределах 20 -40% по массе.

129. ТУ 5745-043-00284753-2007 ОАО ВНИИСТРОМ им. П.П.Будникова Лист 21. Технические условия

130. Показатели качества штукатурных смесей должны соответствовать требованиям, указанным в табл. 1.