Сухая строительная смесь - RU2233255C1

Описание

Изобретение относится к сухим строительным смесям и предназначено преимущественно для изготовления покрытий полов, а также может быть использовано для изготовления покрытий стен, потолков, фасадов, кровель, металлических и деревянных конструкций, штучных строительных изделий.

В настоящее время, учитывая возрастание неблагоприятных геофизических и техногенных факторов, очень важным является вопрос создания экологически безопасных покрытий в целях защиты человека, обеспечения пожаровзрывобезопасности производственных процессов и используемых в них веществ и материалов.

Такая задача решается, в частности, применением в строительных материалах веществ с удельным объемным электрическим сопротивлением 10⁷ Ом·м, с удельным поверхностным электрическим сопротивлением до величины 10⁹ Ом (по ГОСТ 6433.2-71) и способностью придать заданные свойства по электропроводности композиционному материалу.

Этому требованию в максимальной степени отвечают шунгитовые породы III разновидности благодаря своему химическому и минеральному составу и структуре.

Шунгитовые породы представляют собой природный композит, в котором в аморфной углеродной матрице равномерно распределены высокодисперсные кристаллические силикатные частицы. Именно благодаря такой структуре при относительно невысоком содержании проводящей углеродной фазы шунгитовые породы обладают довольно высокой электропроводностью (2000-5000 Ом/м).

Известно также, что шунгитовые породы III разновидности характеризуются высокой, близкой к гранитам, механической прочностью на сжатие (800-2000 кг/см²), высокой плотностью (2,35-2,45 г/см³) и малой пористостью (не более 0,5%).

Благодаря наличию минеральных фаз различной природы полярности (полярной силикатной и неполярной углеродной фазы) шунгит хорошо совмещается со всеми неорганическими вяжущими (цемент, известь, жидкое стекло, гипс, ангидрит и др.), а также в качестве наполнителя может входить в состав органики (смола, каучук, фторопласты и др.).

Известна полимербетонная смесь, применяемая для монолитных покрытий полов, в качестве основы которой используют эпоксидно-диановую смолу ЭД-20 (ГОСТ 10587-84) и отвердитель и в которой минеральным наполнителем являются молотые природные материалы: кварцевый песок, шунгит и др. материалы с размером частиц 0,4-1 мм (патент РФ №2059585, публикация 1996 г.).

Известна композиция, используемая в качестве защитно-декоративного покрытия по металлу, бетону, древесине, древесно-плиточным материалам, асбоцементу, а также в качестве склеивающего материала, который включает фосфатное связующее, смесь оксидов и наполнитель - по крайней мере один компонент из группы: оксид кремния, каолин, шунгит и др. (патент РФ №2097356, публикация 1997 г.).

Известна строительная смесь, содержащая портландцемент в роли вяжущего, заполнитель, наполнитель, стабилизирующую и модифицирующие добавки (лигносульфонаты) и воду (авторское свидетельство СССР №1470713, публикация 1989 г.).

К недостаткам известной смеси относится неудовлетворительная износостойкость, недостаточные прочность и водоудерживающая способность получаемых строительных конструкций.

Известна строительная смесь, содержащая магнезиальный цемент в роли вяжущего, заполнитель и стекловолокно (международная заявка WO №98/5419, публикация 1998 г.).

Недостатком этой строительной смеси является ее низкая технологичность (недостаточная подвижность) в процессе изготовления покрытия, а также быстрая истираемость и хрупкость получаемых полов.

Известна сухая смесь строительного назначения, содержащая порошок магнезитовый каустический, водный раствор хлорида магния, минеральную и/или химическую добавку и минеральный наполнитель (патент РФ №2121987, публикация 1998 г.).

К недостаткам известной смеси относится необходимость использования дополнительных технологических приемов для интенсификации процесса твердения и увеличения прочностного эффекта.

Известна также сухая строительная смесь, включающая компонент, содержащий активный оксид магния - каустический магнезит, модифицирующие добавки, заполнитель, наполнитель (патент РФ №2163578, публикация 2001 г.).

Задачей настоящего изобретения является создание недорогих и несложных в изготовлении и применении на строительных объектах специальных сухих строительных смесей, обладающих уникальными комбинациями свойств и оптимальными эксплуатационными характеристиками, заменяющими несколько разных строительных материалов с моносвойствами. К вышеназванным свойствам относятся: высокая прочность, беспыльность, маслобензостойкость, безусадочность, морозоустойчивость, токопроводность (антиэлектростатичность), стойкость к истиранию, высокая адгезия к различным строительным материалам, защита от ионизирующих излучений и от проникновения радиоактивного газа радона, негорючесть, регулируемые теплозвукоизолирующие характеристики, экранирование помещений от электромагнитных излучений и геопатогенного воздействия поля Земли.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Сухая строительная смесь включает компонент, содержащий активный оксид магния - порошок магнезитовый каустический, модифицирующую добавку, и дополнительно содержит природный минерал шунгит III разновидности при следующем соотношении компонентов, мас.%: порошок магнезитовый каустический 10-40; модифицирующая добавка 0,5-10,0; природный минерал шунгит III разновидности - остальное.

Каустический магнезит является компонентом, содержащим активный оксид магния с массовой долей активного оксида магния от 0,75 до 0,95 - для этого используются порошки магнезитовые каустические по ГОСТ 1216-87.

Дополнительно смесь может включать в качестве компонента, содержащего активный оксид магния, каустический доломит с массовой долей активного оксида магния от 0,15 до 0,21 в количестве до 40% от массы смеси.

Дополнительно смесь может содержать кварцевый и/или вспученный перлитовый, или доломитовый, или мраморный, или гранитный песок или щебень кварцевый, или доломитовый, или мраморный, или гранитный в количестве до 70% от массы смеси.

Дополнительно смесь может содержать легкий заполнитель - вспученный вермикулит, древесные опилки, гидролизный лигнин в количестве 1-10% от массы смеси.

В качестве модифицирующей добавки смесь может содержать полимерный редиспергируемый порошок - гомо- и сополимеры винилацетата, или этилена, или виниллаурата, или винилверсалата.

В качестве модифицирующей добавки смесь может содержать компонент, содержащий активный кремнезем - микрокремнезем или кварцевую муку.

Смесь дополнительно может содержать стабилизирующую и водоудерживающую добавку, в качестве которой может быть использован водорастворимый модифицированный эфир целлюлозы метилгидроксиэтил, или карбоксиметил, или этилгидроксиэтил, или гипан в количестве 0, 02-0,2% от массы смеси.

Смесь может дополнительно содержать водопонижающую добавку, в качестве которой может быть использован суперпластификатор - соль сульфонированных нафталинформальдегидных или меламинформальдегидных полимеров в количестве 0,01-0,3% от массы смеси.

Смесь может дополнительно содержать антивспенивающую добавку, в качестве которой может быть использован пеногаситель - смесь жирных углеводородов и полигликолей на инертном носителе - аморфном кремнеземе в количестве 0,1-0,3% от массы смеси.

Смесь может дополнительно включать пигмент в количестве 0,5-4% от массы смеси. В качестве пигмента может быть использован тонкодисперсный порошок шунгита.

Присутствие в составе сухой строительной смеси природного минерала шунгит (в виде щебня, фракционированного шунгитового песка и тонкодисперсного порошка), обладающего токопроводящими свойствами, в заявленном количестве позволяет уменьшить электросопротивление и создать новый класс токопроводящих магнезиальных строительных материалов, сочетающих высокие эксплуатационные характеристики (механическая прочность, морозостойкость, износостойкость), негорючесть, антистатическую искробезопасность, и обеспечить высокий уровень эффективности экранирования в высокочастотном диапазоне (более 30 МГц) свыше 100 дБ.

Шунгитовые РЭМ (радиоэкранирующие материалы) имеют преимущества перед металлическими экранами в надежности, долговечности (отсутствие металлической арматуры в составе материала), экологичности и стоимости. Кроме того, они не искажают геомагнитное поле Земли.

Техническим результатом изобретения является достижение удельного объемного электрического сопротивления готового покрытия не выше величины 10⁷ Ом·м и удельного поверхностного сопротивления не выше величины 10⁹ Ом, что позволяет в соответствии с ГОСТ 12.4.124-83 “Средства защиты от статического электричества. Общие технические требования” отнести предлагаемый материал к антиэлектростатическим веществам.

Прочностные характеристики токопроводящего покрытия, получаемого из заявленной смеси, составляют: 10-60 и выше МПа по прочности на сжатие, 5-20 и выше МПа по прочности на изгиб, не менее 200 циклов по морозостойкости. Эти данные позволяют применять состав в конструкции пола, в том числе самовыравнивающегося (подвижность получаемого раствора, оцениваемая по пятну расплыва с помощью вискозиметра Сутторда, не ниже 25 см).

Технология изготовления сухой строительной смеси включает следующие операции: подготовка, дозирование и перемешивание в смесителе порошка магнезиального каустического, минерального наполнителя и модифицирующих добавок с последующей расфасовкой в защищенные бумажные мешки по 20-25 кг.

Готовые сухие смеси доставляются на объекты строительства в сухом виде и смешиваются непосредственно перед использованием с бишофитом - солевым раствором плотностью 1,1-1,35 кг/л одной из следующих солей сильных кислот двух- и трехвалентных металлов: хлористого магния MgCl₂ , хлорного железа FeCl₃, сульфата магния MgSO₄.

Технология получения предложенной сухой строительной смеси иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

Для приготовления партии сухой строительной смеси составляют смесь, состоящую из 10,4% каустического магнезита, 0,6% микрокремнезема и 89% природного минерала шунгит III разновидности (в виде щебня шунгитового (3-5 мм) и песка шунгитового (до 3 мм)). Дополнительно к указанной смеси добавляют каустический доломит с массовой долей оксида магния 0,15, суперпластификатор (натриевая соль сульфонированной меламинформальдегидной смолы), пеногаситель (например, агитан) и гидролизный лигнин в количестве 15%, 0,5%, 0,2% и 1,0% соответственно от массы смеси. После дозирования компоненты в сухом виде перемешивают в смесителе и смешивают с солевым раствором бишофита плотностью 1,2 кг/л (массовая доля солевого компонента составляет 0,2).

Данный состав используется для изготовления защищающей от ЭМИ стяжки антиэлектростатической с удельным объемным электросопротивлением не выше 2·10³ Ом·м, с прочностью на сжатие 30 МПа через 28 суток с начала затвердевания.

Пример 2.

Для приготовления партии сухой строительной смеси составляют смесь, состоящую из 70% каустического магнезита с массовой долей оксида магния 0,75, 7,5% кварцевой муки в качестве модифицирующей добавки и 22,5% природного минерала шунгит III разновидности (в виде песка шунгитового (до 3 мм)). Дополнительно к указанной смеси добавляют доломитовый песок (до 3 мм), суперпластификатор (натриевая соль сульфонированной меламинформальдегидной смолы), полимерный редиспергируемый порошок (например, драйкрил) в количестве 40%, 0,25% и 5,0% соответственно от массы смеси. После дозирования компоненты в сухом виде перемешивают в смесителе и смешиваются с солевым раствором бишофита плотностью 1,2 кг/л (массовая доля солевого компонента составляет 0,3).

Данный состав используется как защищающее от ЭМИ безыскровое антиэлектростатическое лицевое покрытие с удельным объемным электросопротивлением не выше 5·10³ Ом·м, с прочностью на сжатие 35 МПа через 28 суток с начала затвердевания.

Пример 3.

Для приготовления партии смеси берут 33,0% каустического магнезита с массовой долей оксида магния 0,75; 66,5% песка шунгитового (0,1-1,0 мм); 0,5% кварцевой муки. Дополнительно к указанной смеси добавляют 0,5% порошка шунгитового тонкодисперсного (60-80 мкм), 5,5% вспученного песка перлита, 0,05% суперпластификатора (натриевой соли сульфонированной меламинформальдегидной смолы), 0,1% водоудерживающей добавки (карбоксиметила или метилгидроксиэтила).

После дозирования компоненты в сухом виде перемешивают в смесителе и смешиваются с солевым раствором бишофита плотностью 1,15 кг/л (массовая доля солевого компонента составляет 0,25).

Данный состав используется как штукатурное негорючее покрытие с удельной плотностью 900 кг/м³, защищающее от ЭМИ, с прочностью на сжатие 10 МПа через 28 суток с начала затвердевания.

На основе предложенной сухой смеси могут быть изготовлены строительные материалы и изделия из них, обладающие токопроводящими свойствами и обеспечивающими антиэлектростатическую искробезопасность и защиту от электромагнитных излучений.

Применение предложенного состава позволяет получать штукатурные растворы (составы для литья изделий), в том числе теплозвукоизоляционные, которые обеспечивают не только эффективную тепло- и звукоизоляцию, но и экранирование служебных и жилых помещений от вредных ЭМИ излучений.

Использование предложенной сухой смеси при строительстве (реконструкции) жилых домов и производственных помещений позволяет создать внутри помещения неискаженную структуру естественного магнитного поля Земли и защитить человека от неблагоприятных воздействий электромагнитных излучений естественной и антропогенной природы.

Реферат

Изобретение относится к сухим строительным смесям и предназначено преимущественно для изготовления покрытий полов, а также может быть использовано для изготовления покрытий стен, потолков, фасадов, кровель, металлических и деревянных конструкций, штучных строительных изделий. Технический результат - создание недорогих и несложных в изготовлении и применении на строительных объектах специальных сухих строительных смесей, обладающих уникальными комбинациями свойств: высокой прочностью, беспыльностью, маслобензостойкостью, безусадочностью, морозоустойчивостью, токопроводностью (антиэлектростатичностью), стойкостью к истиранию, высокой адгезией к различным строительным материалам, защитой от ионизирующих излучений и от проникновения радиоактивного газа радона, негорючестью, регулируемыми теплозвукоизолирующими характеристиками, экранированием помещений от электромагнитных излучений и геопатогенного воздействия поля Земли. Сухая строительная смесь, включающая компонент, содержащий активный оксид магния - порошок магнезитовый каустический, модифицирующую добавку, дополнительно содержит природный минерал шунгит III разновидности при следующем соотношении компонентов, мас.%: порошок магнезитовый каустический 15-40, модифицирующая добавка 0,5-10, природный минерал шунгит III разновидности - остальное. Компонент, содержащий активный оксид магния, дополнительно может содержать каустический доломит с массовой долей активного оксида магния от 0,15 до 0,21 в количестве до 40% от массы смеси. Дополнительно смесь может содержать кварцевый и/или вспученный перлитовый, или доломитовый, или мраморный, или гранитный песок или щебень кварцевый, или доломитовый, или мраморный, или гранитный в количестве до 70% от массы смеси. Дополнительно смесь может содержать легкий заполнитель - вспученный вермикулит, древесные опилки, гидролизный лигнин в количестве 1-10% от массы смеси. В качестве модифицирующей добавки смесь может содержать полимерный редиспергируемый порошок - гомо- и сополимеры винилацетата, или этилена, или виниллаурата, или винилверсалата. В качестве модифицирующей добавки смесь может содержать компонент, содержащий активный кремнезем - микрокремнезем или кварцевую муку. Дополнительно смесь может содержать стабилизирующую и водоудерживающую добавку – водорастворимый модифицированный эфир целлюлозы - метилгидроксиэтил, или карбоксиметил, или этилгидроксиэтил, или гипан в количестве 0,02-0,2% от массы смеси. Смесь дополнительно может содержать водопонижающую добавку - суперпластификатор - соль сульфонированных нафталинформальдегидных или меламинформальдегидных полимеров в количестве 0,01-0,3% от массы смеси. Смесь дополнительно может содержать антивспенивающую добавку - пеногаситель - смесь жирных углеводородов и полигликолей на инертном носителе - аморфном кремнеземе в количестве 0,1-0,3% от массы смеси. Смесь дополнительно может содержать пигмент в количестве 0,5-4% от массы смеси - тонкодисперсный порошок шунгита. 13 з.п. ф-лы.

Формула