кладочная смесь

Формула изобретения

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

Описание изобретения к патенту

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 Al₂ O₃ - 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