CC BY
13УДК 667.634.7
Г.Н. ШИБАЕВА, канд. техн. наук (shibaevagn@mail.ru), Хакасский технический институт филиал ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет» (Абакан)
Шпатлевка на основе полимерсиликатного вяжущего и отходов гидролизного производства
Улучшение качества строительных изделий и конструкций, повышение их заводской готовности относятся к числу важных технологических задач. Расходы на устранение дефектов поверхности конструкций составляют до 30% стоимости отделки. В связи с этим постоянно разрабатываются новые композиции для выравнивания поверхности и ее подготовки к окончательной отделке.
Основу выравнивающих композиций могут составлять минеральные и органические, в основном полимерные, связующие, от которых зависят основные свойства композиций. Согласно теории композиционных материалов существенную роль в формировании свойств композитов выполняют также наполнители минерального или органического происхождения.
В Хакасском техническом институте — филиале ФГОУ ВПО «Сибирский федеральный университет» разработана новая выравнивающая композиция. В качестве основы принят блок компонентов, часто используемый в известково-меловых шпатлевках, — известковое тесто, животный клей, молотый мел. В целях улучшения свойств композиции предложено добавить в вяжущую часть жидкое стекло и бутадиен-стирольный латекс, в качестве наполнителя использовать гидролизный сернокислотный лигнин. При этом жидкое стекло повышает прочность и теплостойкость состава; бутадиен-стирольный латекс уменьшает усадку, повышает водостойкость и эластичность, а также способствует его совмещению с лигнином; лигнин выполняет роль наполнителя, активно взаимодействующего с вяжущим и понижающего щелочность системы.
Лигнин является многотоннажным отходом гидролизного производства. По химической структуре представляет собой трехмерный полимер ароматической природы, имеющий большое количество функциональных групп. В связи с этим эластичность лигнина невелика, однако несколько больше, чем у твердых минеральных наполнителей. В связи с присутствием остатков серной кислоты (до 2,5%) имеет кислую реакцию (рН = 3,5—4). Пористость лигнина 83,5—85%; насыпная плотность 200 кг/м3;
30
20
10
о 1=
10
20
30
теплопроводность 0,046—0,079 Вт/(м-°С) в зависимости от влажности; набухание до 1,5% [1].
Методом планирования эксперимента получена оптимальная рецептура шпатлевки (мас. %): известковое тесто 19—24; 10% водный раствор животного клея 11—14; молотый мел 28—33; порошок гидролизного лигнина 10—12; жидкое стекло 7—8; бутадиен-стирольный латекс 3—7; вода — остальное. Состав признан изобретением, получено авторское свидетельство [2].
Исследование процесса твердения (погружением иглы прибора Вика) и набора прочности при сжатии (рис. 1) показало, что существует переходный период, когда шпатлевочная масса еще может раздвигаться, но уже имеет некоторую прочность при сжатии.
К возрасту 24 ч состав набирает прочность сцепления с поверхностью бетона, превышающую прочность на разрыв в массе состава. С практической точки зрения такой результат расценивается как положительный.
Так как частицы лигнина защищены уплотненной полимерсиликатной оболочкой от действия воды, гидроизоляционные свойства разработанного состава существенно выше, чем у цементно-песчаного раствора —
Время, ч
Рис. 1. Кинетика твердения (1) и набора прочности при сжатии (2)
Рис. 2. Технологическая схема изготовления выравнивающего состава: 1 - известегасильный бак; 2 - отстойный бак; 3 - расходная емкость известкового теста; 4 - бак для набухания кусков клея; 5 - смеситель лопастной; 6 - емкость для антисептирования клея; 7 - дробилка; 8 - бак для растворения стекла; 9 - бак-накопитель; 10 - сушильный барабан; 11 - ситовой сепаратор; 12 - накопительный бункер фракционированного лигнина; 13 - мелотерка; 14 - бак гидрофобизации мела; 15 - накопительный бункер; 16 - емкость для латекса; 17 - бак стабилизации латекса; 18 - турбулентный смеситель; 19 - бункер готового состава; 20 - растворонасос
0
0
www.rifsm.ru научно-технический и производственный журнал ¡Д^ |'3
62 май 2010
Таблица 1
Метод определения Срок испытания, сут
1 5 10 15 20 25 30
Поверхностное поглощение воды покрытием, % 0,04 0,3 0,9 1,1 1,1 1,1 1,1
Линейные деформации образца-кубика 2x2x2 см при выдержке в воде, мкм 1 1,8 2,7 3 3,6 4 4
Объемное набухание образца-кубика, % 0,3 0,5 0,8 0,9 1 1,1 1,1
Таблица 2
Свойство Разработанный состав Известково-меловый состав без добавок
Погружение иглы прибора Вика (сразу после затворения) при 20оС, мм 27 23
Жизнеспособность при 20оС, сут 7 8,5
Удобонаносимость хорошая хорошая
Время высыхания при 20оС, ч 1,7-3 1,9-3,4
Гибкость покрытия на цилиндре, мм 100 100
Твердость покрытия, усл. ед. по прибору М-3 0,28 0,35
Ударопрочность на приборе У-1а, см 45 24
Растяжимость на пресс-приборе, мм 0,9 0,5
Шлифуемость шкуркой с зерном № 8-10 хорошая хорошая
Прочность при сжатии, МПа 1,2-1,4 1,3-1,5
Адгезионная прочность 0,3-0,35 0,2-0,28
Ударная вязкость, кДж/м2 40-44 25-30
Плотность, кг/м3 1230 1300-1320
Водопоглощение за 48 ч, мас. % 1,8-2,2 3,5-5,1
Объемное набухание за сут, % 0,3-0,5 0,7-0,9
Водостойкость за 48 ч 0,8-0,85 0,7-0,72
Морозостойкость за 10 циклов 0,85-0,9 0,75-0,8
основного компонента бетона, и помимо основной функции состав может служить защитно-изоляционным покрытием [3].
Набухание шпатлевки не превышает 1,1% как при поверхностном увлажнении покрытия, так и при выдержке в воде образцов-кубиков (табл. 1). Это свидетельствует об устойчивости структурных связей в шпатлевке и способствует повышению водостойкости покрытия (по сравнению с известково-меловой шпатлевкой без добавок).
Уплотненная структура шпатлевки приводит также к повышению теплостойкости и морозостойкости покрытия: покрытие сохраняет 80% прочности при повышении температуры до 70оС и после 40—50 циклов замораживания-оттаивания.
Приготовление шпатлевки включает несколько технологических самостоятельных операций (рис. 2).
Известковое тесто получают в известегасильных машинах, а в малых количествах известь гасится в стальных баках размером 2x2x1 м. Готовое тесто с 50% содержанием воды сливается в бак для отстаивания, откуда периодически забирается в расходную емкость.
Животный клей в товарном виде представляет плоские брикеты или плитки светло-коричневого цвета. Брикеты перед растворением заливают холодной водой для набухания на 10—12 ч. Набухший клей растворяют в воде при 60—70оС при постоянном перемешивании лопастным смесителем. Далее приготовляют 10% водный
раствор клея с добавлением антисептика. Не допускается длительное хранение раствора во избежание желати-низации.
Для приготовления стекла натриевого жидкого силикат-глыбу предварительно измельчают, затем безавтоклавным способом растворяют куски силиката натрия в теплой (60—70оС) воде. Продукт, идущий в отделочный состав, представляет собой коллоидный раствор силиката натрия, имеющий плотность 1,3—1,35 г/см3 при содержании воды 50—70%.
При приготовлении лигнина как компонента выравнивающего состава частицы крупностью до 40 мм с влажностью до 67% высушивают до влажности 5—7%. Сушка производится в барабанных сушилках, применяемых в технологии древесных плит.
Из данных гранулометрического состава следует, что подходящая для выравнивающего состава среднедис-персная фракция (размер частиц 0,14—0,315 мм) составляет 30% всей пробы. Таким образом, для выравнивающих составов может быть использована почти треть вырабатываемого и направляемого в отход лигнина. Это свидетельствует об экономической целесообразности изготовления составов, наполненных лигнином. Фракционирование производят на ситовом сепараторе. После отсева используемую фракцию собирают в накопительном бункере с защищенными от коррозии внутренними поверхностями стенок.
Су ■. ■ научно-технический и производственный журнал www.rifsm.ru
Ы' ® май 2010 63
Молотый мел получают из органогенных известняков — мелкозернистых слабосцементированных пород белого цвета. Для данного выравнивающего состава используют молотый мел размером частиц 5—20 мкм. Помол кусков мела производится в мелотерке. Частицы мела склонны к образованию агрегатов сухого комкования, отрицательно влияющих на качество наполнителя. Для устранения этого недостатка мел подвергают гидрофобизации смесью стеарата кальция и стеариновой кислоты.
Если бутадиен-стирольный латекс не стабилизирован в заводских условиях, то прежде чем совмещать с высокощелочной средой растворимого стекла, его стабилизируют добавкой 2% казеината аммония.
Композицию готовят, загружая в турбулентный смеситель расчетное количество известкового теста, заливают раствор клея и жидкое стекло; смесь перемешивают в течение 4—6 мин. Затем в смеситель вводят гидролизный лигнин, перемешивают состав и в последнюю очередь загружают мел и стабилизированный латекс. Всю массу дополнительно перемешивают до однородного состояния, общее время перемешивания не превышает 15—20 мин. Воду добавляют в процессе перемешивания до получения пластичной массы с подвижностью 10—12 см по конусу СтройЦНИЛ.
Готовый состав доставляется на строительные объекты, где перекачивается растворонасосом к месту отделки конструктивных элементов. Нанесение состава на поверхность конструкций возможно как вручную, так и механизированным способом.
Полученная шпатлевка обладает повышенными технологическими (подвижность, жизнеспособность, удо-бонаносимость) и эксплуатационными (адгезионная прочность, эластичность, ударопрочность, трещино-стойкость, долговечность, тепло-, морозо- и водостойкость) свойствами (табл. 2).
Ключевые слова: шпатлевка, полимерсиликат, лигнин.
Список литературы
1. Завадский В.Ф. Лигноминеральные строительные материалы и изделия. Новосибирск: НГАСУ, 2004. 180 с.
2. Плотников Э.П., Шибаева Т.Н. Шпатлевка. А. с. 1775443 СССР. Опубл. 15.11.92, Б.И. № 42.
3. Магдалин А.А., Мартынов К.Я., Хрулев В.М. Тепло- и гидроизоляционные материалы из лигнина и эффективность их применения в Хакасии. Абакан: Хакасское книжное издательство, 1994. 48 с.
_ВВФВВШВВВВ
I Национальный конгресс «Комплексная безопасность в строительстве»
18-19 мая 2010 г. в Москве на ВВЦ прошел I Национальный конгресс «Комплексная безопасность в строительстве» в рамках международного салона «Комплексная безопасность 2010». Конгресс имеет статус федерального мероприятия и выполняет задачи ведущей отраслевой площадки для общения профессионалов, занимающихся вопросами безопасности предприятий строительного комплекса России.
В рамках конгресса прошла конференция «Комплексная безопасность в строительном комплексе и ЖКХ». Открывая конференцию, президент Ассоциации предприятий архитектурно-строительного и коммунального комплекса «АСКОМ» А.Н. Маршев сказал, что обеспечение безопасности в области строительства имеет цель -защита интересов граждан и прежде всего их жизней, здоровья, имущества. И потому формирование политики обеспечения безопасности в строительной отрасли должно проходить при активном участии общественных объединений, саморегулируемых организаций в области строительства.
В обращении к участникам конференции представитель полномочного представителя Президента РФ в Центральном федеральном округе А.Е. Соколов говорил о стратегии национальной безопасности Российской Федерации до 2020 г., утвержденной Указом Президента РФ. Он отметил, что основным приоритетом национальной безопасности является государственная и общественная безопасность. Согласно стратегии для ее обеспечения необходимо укреплять режим безопасной работы предприятий, организаций и учреждений оборонно-промышленного, ядерного, химического и атомно-энергетического комплекса страны, а также объектов жизнеобеспечения населения.
Президент Ассоциации строителей России Н.П. Кош-ман подчеркнул, что в настоящее время вопросы обеспечения безопасности в сфере строительства приоритетны и требуют комплексного разрешения. Говоря о комплексной безопасности возводимого объекта, необходимо в первую очередь оценить все возможные угрозы, такие как пожар, взрывы, террористические акты, техногенные
аварии, и определить комплекс мероприятий по защите объекта от таких угроз. Определенные действия в этом направлении осуществляются. Также было отмечено, что проводимая в России реформа технического регулирования идет достаточно тяжело. Несовершенство первоначальной редакции Федерального закона «О техническом регулировании» фактически привело к потере нескольких бесценных лет. И сейчас, несмотря на все внесенные поправки, он нуждается в дальнейшем совершенствовании. Президент АСР высказал озабоченность тем, что закон позволяет применять в России иностранные стандарты без должной адаптации к российской технологической среде. Это может привести к потере для отечественных производителей российского рынка и проникновению на него недобросовестных участников из-за рубежа, появлению на территории Российской Федерации строительной продукции, не соответствующей основным требованиям безопасности.
Кроме того, были обсуждены общие вопросы безопасности в строительстве, техрегулирования и саморегулирования, безопасности при проектировании, повышения безопасности строительства и эксплуатации объектов топливно-энергетического комплекса и др.
В рамках мероприятия прошли круглые столы «Новые подходы к обеспечению пожарной безопасности в строительстве в свете законодательства о техническом регулировании»; «Повышение безопасности при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений»; «Вопросы безопасности и проблемы саморегулирования в проектировании».
По материалам пресс-службы Ассоциации строителей России
www.rifsm.ru научно-технический и производственный журнал ¡Д^ |'3
64 май 2010
