|
ТЕХНОЛОГИИ
/
Технологии
Материалы и
технологии сухих строительных смесей.
1.1. Сухие смеси, их
классификация и преимущества перед традиционными растворными строительными
смесями.
1.2. Минеральные вяжущие строительных смесей.
1.2.1.
Наполнители сухих строительных смесей.
1.3.
Модификация сухих смесей.
1.1. Сухие смеси, их
классификация и преимущества перед традиционными растворными строительными
смесями.
Трудоемкость отделочных работ составляет 35-40%
трудовых затрат, используемых для возведения зданий и сооружений. Поэтому
совершенствованию этого вида строительных работ, освоению новых отделочных
материалов должно уделяться пристальное внимание. Усилия же представителей
строительной науки, проектировщиков и строителей следует направлять на
продвижение передовых технологии с целью снижения трудоемкости технологических
операций отделочных работ.
Для этого, в первую очередь, требуются высококачественные
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ. Сегодня уже невозможно представить себе как
новое строительство, так и реконструкцию или ремонт зданий без использования
Модифицированных сухих смесей (полимерминеральных составов). Их преимущества
перед тради¬ционными растворными смесями неоспоримы.
Традиционные растворные смеси изготовляют путем перемешивания минеральных
вяжущих (цемент, известь), строительного песка и воды в заводских условиях или
непосредственно на строительных объектах.
В процессе транспортировки под воздействием различных факторов может
произойти снижение подвижности товарных смесей, а также их расслаивание. На
строительных объектах в растворные смеси с целью повышения их подвижности, а
значит, и удобоукладываемости, вводят дополнительное количество воды. Известно,
что необоснованное повышение водоцементного отношения приводит к резкому
снижению прочностных характеристик раствора, увеличивается его усадка, снижается
трещиностойкость, повышается пористость и, следовательно, снижается
морозостойкость и, как следствие, долговечность конечного продукта.
Кроме того, для транспортирования товарных смесей заводского изготовления
при отрицательных температурах необходим специальный автотранспорт или в
СМЕСИ надо вводить противоморозные добавки, вследствие чего
ухудшается внешний вид отделочного покрытия и его эксплуатационная надежность.
Приготовление растворных смесей непосредственно на строительном объекте
не обеспечивает точность дозировки, что приводит к не стабильности составов. Как
правило, такой способ приготовления растворных смесей не предусматривает
введение различных химических добавок и не позволяет изготовлять
высококачественные смеси широко и номенклатуры. В результате наблюдаются случаи
несоблюдения проектных решений и серьезных нарушений технологии производства
работ на строительных объектах.
Недостатков традиционных растворных смесей можно избежать, заменив их на
сухие модифицированные смеси заводского изготовления.
Модифицированные
СУХИЕ СМЕСИ представляют собой смесь минеральных вяжущих, минеральных
наполнителей строго фиксированной дисперсности, полимерных связующих и
модифицирующих химических добавок.
В отличие от растворных смесей, приготовленных по традиционной технологии,
сухие смеси доставляют на объекты в сухом виде и перемешивают с водой
непосредственно перед применением.
Таким образом, по сравнению с традиционными растворными смесями
модифицированные сухие смеси имеют следующие преимущества:
- существенно повышается качество строительных работ вследствие стабильности их
составов и эффективного перемешивания;
- в зависимости от вида работ и уровня механизации в 1,5 - 3,0 раза повышается
производительность труда;
- в 3-4 раза снижается материалоемкость работ;
- упрощаются снабжение и складские операции.
Особо следует отметить, что транспортировать сухие смеси можно как при
положительных, так и при отрицательных температурах. Причем у сухих смесей
отсутствуют технологические ограничения по дальности транспортирования. Сухие
смеси могут использоваться на строительном объекте мелкими порциями, храниться
достаточно длительное время (до полугода), сохраняя при этом все свои
положительные свойства.
В отличие от технологий изготовления традиционных растворных смесей,
технологии изготовления сухих смесей позволяют получать смеси со строго
оптимизированным фракционным составом наполнителей и точным дозированием
исходных компо¬нентов. Именно четкое соблюдение требований по подготовке
исходного сырья, его дозированию и перемешиванию обеспечивают получение сухих
смесей и конечной продукции на их основе (растворы и бетоны) стабильно высокого
качества.
Вот почему модифицированные сухие смеси весьма популярны, несмотря на их
высокую первоначальную стоимость.
В конечном итоге сухие смеси и продукция на их основе оказываются дешевле
продукции из традиционных смесей благодаря обеспечению гораздо более высокой
производительности труда, низкой материалоемкости, высоким эксплуатационным
характеристиками, главным образом, существенно большей долговечности. Ведь
именно долговечность является определяющим фактором при оценке экономической
эффективности применения того или иного материала. Известно, что чем короче
межремонтный период, тем больше эксплуатационные расходы. К сожалению, часто
приходится сталкиваться с ситуациями, когда применение дешевых строительных
материалов, в частности растворных смесей, ведет к высоким эксплуатационным
расходам, и получается, что использование сухих смесей было бы экономически
более целесообразно.
Так, например, применение цементно-известковых растворов для
оштукатуривания цокольной части здания приводит к их разрушению уже через 1-2
года эксплуатации. Существует многолетний отрицательный опыт использования
известково-цементных растворов для кирпичной кладки, когда после намокания
кладки появляются «высолы».
Таким образом, для оценки экономической эффективности использования сухих
смесей необходимо рассматривать не только единовременные, но и эксплуатационные
затраты, правильно определяя срок окупаемости. Следует отметить, что даже при
одинаковой производительности труда при выполнении, например, штукатурных работ
с применением модифицированных сухих смесей, получается готовая к
высококачественной покраске поверхность и не требуется целый ряд трудоемких
подготовительных операции по ее шпатлеванию и шлифованию [1, 2]. Это позволяет
сократить затраты уже непосредственно на строительном объекте. Кроме того, в
связи с тем, что номенклатура сухих смесей весьма широка, можно выбрать
оптимальный продукт для конкретного вида работ и снизить тем самым затраты на
его выполнение.
1.2. Минеральные вяжущие строительных смесей.
С целью обеспечения конкурентоспособности
ОТЕЧЕСТВЕННЫХ СУХИХ СМЕСЕЙ необходим тщательный подход, прежде всего,
к выбору исходных материалов.
Как правило,
МОДИФИЦИРОВАННЫЕ СУХИЕ СМЕСИ представляют собой полимерминеральные
композиции. Физико-химические процессы в таких композициях обусловлены
взаимодействием в системе «минеральное вяжущее – полимерное связующее
наполнитель - модифицирующие добавки - вода».
Назначение сухих смесей и эксплуатационные показатели растворов на их
основе определяются, главным образом, видом вяжущего (гипс, известь, цемент). В
ряде продуктов сочетается несколько видов вяжущих (цемент-известь, гипс-известь),
что придает им специфические качества.
Существует ряд общих требований к минеральным вяжущим, которыми надо
руководствоваться при их выборе для
ПРОИЗВОДСТВА СУХИХ СМЕСЕЙ.
В работе отмечается, что специфический подход к минеральным вяжущим,
обусловленный особенностями технологий применения сухих смесей, является более
жестким, чем в случае традиционных технологий применения растворов и бетонов.
Например, обычно известь используется для изготовления отделочных материалов как
вяжущее, обеспечивающее их пластичность, и применяется в виде продукта гашения
комовой оксидной извести. Для применения в сухих смесях известь должна быть
гидратной, т. е. представлять собой гидрооксид кальция. При этом ее влажность
должна быть не более 2 %. Но согласно суще¬ствующей сегодня
нормативно-технической документации допускается влажность извести до 5%. Кроме
того, тонкослойная технология очень чувствительна к превышению содержания не
погасившихся частиц.
Что касается гипсового вяжущего, то в отличие от немецких норм в
отечественной нормативно-технической документации нет его четкого разделения по
химической природе и назначению (штукатурный, для шпатлевания и установки
гипсокартонных плит и т.д.).
ВЫСОКОЕ КАЧЕСТВО СУХИХ СМЕСЕЙ находится в непосредственной
зависимости от входного контроля минеральных вяжущих. Основные контролируемые
показатели качества портландцемента, определяющие его пригодность для
традиционных технологий, представлены в нормативно-технической литературе. Такие
показатели, как дисперсность, сроки начала и конца схватывания, прочность
портландцемента должны обязательно контролироваться и при его использовании в
качестве вяжущего в сухих смесях. Однако эти смеси гораздо более чувствительны к
изменению типа цемента, чем традиционные растворы и бетоны. В связи с этим
количество и природа минеральной добавки является весьма важной характеристикой
клинкера.
Специалисты УП «НИИСМ» Минстройархитектуры РБ оценили возможность
использования минеральных вяжущих, производимых в Беларуси, в качестве основного
компонента сухих смесей и сделали вывод, что белорусский цемент пригоден для
этих целей.
А вот гипсовое вяжущее по ряду показателей для сухих смесей не подходит.
при этом разработка в Гомельской области месторождений гипсового камня, который
годится для сухих смесей, и внедрение технологий производства гипса,
предложенных НИИСМ, требуют больших капитальных вложений, что сдерживает
реализацию этих проектов. Но, к сожалению, известь, изготовляемая большинством
предприятий, также не может быть рекомендована для производства сухих смесей.
1.2.1. Наполнители сухих строительных смесей.
На
СВОЙСТВА СУХИХ СМЕСЕЙ и растворов на их основе заметное влияние
оказывает качество используемого наполнителя. Как правило, применяются такие
минеральные наполнители, как кварцевый песок, мел, известняк, микрокремнезем,
каолин, доломит, легкие минеральные наполнители.
В настоящее время отсутствуют нормативно-технические документы, содержащие
показатели качества к минеральным наполнителям, используемым для
ПРОИЗВОДСТВА СУХИХ СМЕСЕЙ. А представленные в информационной и
научно-технической литературе показатели качества основаны на
научно-практическом опыте авторов.
Необходимо отметить, что в технически развитых странах существуют
исключительно нормативные требования к качеству готовой продукции. Что касается
исходных компонентов, то они подбираются таким образом, чтобы гарантировать
эксплуатационные качества растворов. Правильный выбор наполнителя, имеющего
требуемые дисперсность, влажность, количество примесей, твердость, а также
точное соблюдение соотношения "минеральное вяжущее наполнитель" гарантируют
получение качественного конечного продукта.
1.3. Модификация сухих смесей.
В
СОСТАВ МОДИФИЦИРОВАННЫХ СУХИХ СМЕСЕЙ, наряду с минеральными
вяжущими и наполнителями, входят различные химические добавки. Именно благодаря
модификации сухих смесей появились современные строительные технологии, в
частности тонкослойная: тонкие штукатурки, самонивелиру¬ющиеся стяжки для полов,
клеевые составы для кладки и облицовочных работ, гидроизоляция и др.
Существует два способа
МОДИФИКАЦИИ СУХИХ СМЕСЕЙ. Более простой способ модификации -
введение в состав сухих смесей эфиров целлюлозы.
Более сложный способ модификации - введение в состав сухих смесей
полимерных дисперсионных порошков различной химической природы.
Модифицирующие добавки активно влияют на процесс гидратации
ЦЕМЕНТА и на образование структуры цементного камня.
В работе описан следующий механизм твердения цемента в присутствии
модифицирующих добавок:
- начальная гидратация цемента с образованием портландцемента;
- блокирование активных центров поверхности цементных частиц формирующейся
полимерной пленкой с «запаковыванием» воды внутри системы «цемент - вода»;
- интенсивное образование гидроалюминатов кальция и эттрингита на фоне
замедленной гидратации силикатов натрия;
- формирование упрочняющей полимерной матрицы и интенсификация гидратации
силикатной составляющей цемента.
Таким образом, если в модифицированных системах начальная гидратация
цемента замедляется, то со временем за счет формирования полимерной матрицы
происходит значительное улучшение качества материала.
Эфиры целлюлозы, как отмечено в работе, могут способствовать как
интенсификации, так и замедлению процесса гидратации цемента в зависимости от их
количества. Объяснить это явление можно следующим образом. При содержании
метилцеллюлозы 0,05 масс. % ее частицы рассеяны между зернами цемента. При этом
они адсорбируются на активные центры последних, что и приводит к торможению
процесса гидратации. При увеличении содержания метилцеллюлозы частицы ее
полимеризуются, образуя сплошную «стенку» и освобождая активные центры зерен
клинкера, что способствует повышению скорости гидратации цемента.
Модификация, в конечном итоге, дает возможность управлять технологическими,
физико-механическими и эксплуатационными
СВОЙСТВАМИ СУХИХ СМЕСЕЙ.
|
|
