Кладочная смесь

Кладочная смесь

Реферат

Изобретение относится к области производства строительных материалов. Смесь предназначена для приготовления растворов для соединения элементов различных кладок (кирпича, природного камня, бетонных блоков).

Для каменной кладки чаще всего применяют цементные, цементно-известковые и цементно-глиняные растворы [1]. В цементно-известковые растворы обычно входят портландцемент, известь и кварцевый песок в различных пропорциях в зависимости от назначения в сочетании с небольшим количеством органических добавок [2]. Такой состав и был выбран в качестве прототипа. Слабыми местами кладочных растворов являются низкая прочность, недопустимая деформация при твердении, слабая водоудерживающая способность, невысокая прочность сцепления с кладкой и др.

Задачей изобретения является создание сухой цементно-известковой кладочной смеси с применением в качестве добавки отхода производства глинозема - красного шлама - при сохранении или улучшении всех показателей готового кладочного раствора.

Поставленная задача решается тем, что в состав кладочной смеси, включающей портландцемент, гашеную известь, кварцевый песок и органические добавки, согласно заявленному решению, в качестве органических добавок взяты стеарат кальция и олеат натрия, и также добавлен измельченный красный шлам с удельной поверхностью не менее 12000 см²/г, остаточной влажностью не более 2% и содержанием водорастворимых щелочей не более 0,6% при следующем содержании всех компонентов, % мас.:

портландцемент - 14-17,

гашеная известь - 3-5,

кварцевый песок - 75,24-81,28,

стеарат кальция - 0,11-0,13,

олеат натрия - 0,11-0,13,

красный шлам - 1,5-4,5.

Широкие экспериментальные исследования позволили определить как возможность достижения этой задачи, так и допустимые пределы содержания красного шлама в составе кладочных смесей. Опытным путем установлено, что красный шлам лучше всего вводить в состав в количестве 1,5-4,5%.

Красный шлам обладает сложным составом с содержанием Al₂O₃ - не менее 10%, Fe₂O₃ - не менее 50%, Na₂O - не более 5%, TiO₂ - до 7%, СаО - до 8%, SiO₂ - до 6% и не может считаться эквивалентной заменой ни одного из других компонентов кладочной смеси.

В ходе опытов также выяснилось, что для приготовления растворов приемлемого качества пригоден лишь тонкоизмельченный красный шлам с удельной поверхностью не менее 12000 см²/г, остаточной влажностью не более 2% и содержанием водорастворимых щелочей не более 0,6%.

Красный шлам вводили в следующих количествах:

- контроль - 0%,

- вариант 1 - 1,5%,

- вариант 2 - 4,5%,

- вариант 3 - 2,5%.

В таблице приведены результаты тестовых испытаний растворов, приготовленных из кладочных смесей. Определение относительных линейных деформаций производилось на образцах размером 40×40×160 мм при температуре 20±2°С. Из таблицы видно, что добавление красного шлама изменяет кинетику развития деформаций при твердении, однако, в целом через 28 суток деформации оказываются близкими во всех вариантах и не выходят за рекомендуемый предел для кладочных растворов: 1,20 мм/м. Хорошо видно, что включение красного шлама в состав смесей существенно увеличивает прочностные характеристики: если прочность при изгибе возрастает незначительно, то при сжатии растет в 1,5-2 раза, а прочность сцепления с основанием увеличивается практически втрое. Также заметно подрастает и водоудерживающая способность.

Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод, что вариант 1 и вариант 2,3 существенно улучшают качество кладочной смеси. Более высокие содержания красного шлама показали результаты хуже. Поэтому логично обозначить оптимальный диапазон содержания красного шлама как 1,5-4,5%.

Техническим результатом изобретения является вовлечение отхода производства глинозема - красного шлама - в изготовление сухих строительных смесей, что позволяет освободить занятые шламовыми полями территории и снижает стоимость готового продукта.

Источники информации

1. В.Г. Микульский и др. Строительные материалы. Учеб. изд. // М., Издательство ассоциации строительных вузов, 2004, с.308.

2. Э.Г. Мурадов. Материалы для приготовления бетонной смеси и строительного раствора // М. «Высшая школа», 1987, с.100.

Таблица 1
Кладочная смесь
№ примеров	Исходные компоненты, % мас.
Портландцемент	Гашеная известь	Стеарат кальция	Стеарат натрия	Красный шлам	Кварцевый песок
1	14,0	3,0	0,11	0,11	1,5	81,28
2	15,0	4,0	0,13	0,11	4,5	76,26
3	17,0	5,0	0,13	0,13	2,5	75,24
4	13,0	3,0	0,10	0,10	1,0	82,80
5	18,0	6,0	0,20	0,20	5,0	70,60
Прототип	17,0	5,0	0,11	0,11	0	77,78
№ примеров	Свойства
Водоудерживающая способность, %	Прочность при изгибе через 28 сут, МПа	Прочность при сжатии, МПа, через сут	Прочность сцепления с основанием через 28 сут, МПа	Линейная деформация, мм/м, через сут
3	7	28	1	7	14	20	23	28
1	80,3	2,9	4,7	9,4	13,8	0,30	0,06	0,18	-0,23	-0,84	-0,91	-0,94
2	82,2	2,6	4,5	9,3	12,9	0,29	0,08	0,20	-0,18	-0,80	-0,89	-0,91
3	82,4	2,4	4,4	9,3	11,2	0,28	0,18	0,28	-0,16	-0,78	-0,86	-0,90
4	79,0	2,2	3,8	6,6	9,9	0,25	0,01	0,00	-0,25	-0,88	-0,94	-0,94
5	78,1	2,3	4,0	7,1	10,2	0,27	0,04	-0,07	-0,28	-0,92	-0,99	-1,03
Прототип	77,5	2,1	1,2	3,0	7,2	0,11	-0,01	-0,06	-0,51	-0,87	-0,99	-1,00

Кладочная смесь, включающая портландцемент, гашеную известь, кварцевый песок и органические добавки, отличающаяся тем, что в качестве органических добавок взяты стеарат кальция и олеат натрия, и также добавлен измельченный красный шлам с удельной поверхностью не менее 12000 см²/г, остаточной влажностью не более 2% и содержанием водорастворимых щелочей не более 0,6% при следующем содержании всех компонентов, мас.%:

портландцемент	14-17
гашеная известь	3-5
кварцевый песок	75,24-81,28
стеарат кальция	0,11-0,13
олеат натрия	0,11-0,13
красный шлам	1,5-4,5