Строительство и архитектура/4. Современные строительные материалы

Магистрант Орехова Т.Н.,

студент Голубятников А.А.

Белгородский государственный технологический

университет им. В.Г. Шухова, Россия

Сухие строительные смеси и проблемы производства

Спектр применения сухих строительных смесей постоянно расширяется, появляются новые продукты и материалы, а современные условия диктуют производителям необходимость выпуска широкой гаммы продуктов. В связи с этим возникает необходимость в обеспечении гибкости производства. Современная линия по производству сухих строительных смесей должна включать в себя оборудование, позволяющее выпускать несколько наименований продуктов, обеспечивать легкий переход с продукта на продукт и их соответствующее качество.

Основные преимущества применения сухих строительных смесей по сравнению с традиционными составами и технологиями следующие:

- сухие смеси обеспечивают широкую номенклатуру научно- обоснованных составов (для каждого вида строительных работ);

- заводское изготовление смесей при весовом дозировании компонентов обеспечивает стабильность их составов;

- упрощается доставка, обеспечиваются всесезонность и длительные сроки хранения, упрощается утилизация тары;

- обеспечивается повышение производительности труда строителей в 2-5 раз, особенно при использовании специальной техники для применения смесей;

- снижение материалоемкости строительных работ (применение тонкослойных технологий) .

Сухая строительная смесь (ССС) – это приготовленный в заводских условиях строгодозированный в соответствии с рецептурой набор ингредиентов, предназначенных для выполнения спектра задач.

Состав любой строительной смеси является строго определенным для конкретного её назначения. Сухие строительные смеси производятся на автоматизированных заводах, где минеральное вяжущее (цемент либо гипс) и заполнители (песок) смешиваются соответствующим образом. По содержанию компонента в смеси, выраженного в процентах, условно разделим все компоненты на четыре типа: основные – более 10 %, вспомогательные - от 2 до 10 %; добавки – от 0,5 до 2 %; микродобавки – менее 0,5 % .

Несмотря на положительные моменты, в работе отрасли имеются ряд нерешенных проблем, которые затрудняют развитие отечественного производства сухих строительных смесей:

– отсутствие единой общепринятой терминологии;

– ограниченная нормативная база документов регламентирующих технические требования к продукции и методов их испытаний;

– ограниченный опыт сертификации продукции и производств;

– низкая стабильность качества продукции;

– высокая доля кустарного оборудования и производств с низким уровнем механизации и автоматизации;

– низкий уровень информационного обеспечения производителей и разработчиков о современных достижениях в разработке новых видов добавок, смесей и рецептур;

– низкая степень механизации переработки сухих смесей.

Среди перечисленных вопросов, требующих решения, центральное место занимает создание нормативной базы для сухих строительных смесей [3], основной целью, которой является установление требований к качеству продукции в зависимости от области ее применения, для обеспечения надежности и долговечности при эксплуатации.

Вид применяемого вяжущего в сухих смесей во многом определяют большинство технологических свойств растворных (бетонных) смесей и эксплуатационных показателей растворов (бетонов) на их основе [4].

По виду вяжущих сухие смеси подразделяются на простые и сложные. Простые вяжущие соответственно делятся на цементные, гипсовые, известковые и полимерные. Сложные смеси состоят из нескольких вяжущих веществ, при этом содержание каждого из них должно быть не менее 20% (рис. 1.1). Совмещение нескольких вяжущих позволяет получать сложные смеси со специальными свойствами. Наибольшее распространение среди них получили смеси на основе цементно-известковых вяжущих, применяемых для приготовления штукатурных смесей, и на основе портландцемента и глиноземистого цемента – для быстротвердеющих и расширяющих смесей [1].

Вид вяжущего прежде всего определяет условия твердения и эксплуатационные свойства: влажностный режим эксплуатации, стойкость в условиях знакопеременных температур и циклическому увлажнению – высушиванию и др. Гидравлические вяжущие вещества (портландцемент, глиноземистый цемент, цветной и белый портландцементы, сульфатостойкий цемент и др.) применяются для смесей, которые предпочтительней эксплуатировать в водных и влажных условиях, а воздушные (строительный гипс, воздушная известь, полимерные редисперсионные порошки и др.) – в сухих условиях.

Рис. 1.1 Классификация сухих строительных смесей по виду вяжущих

Согласно ГОСТ 7473-94 и ГОСТ 28013-98, по крупности заполнителей-наполнителей, сухие смеси подразделяются на бетонные и растворные. В последнее время на рынке появились сухие смеси для тонкослойных технологий, имеющие существенные отличия от растворных смесей. Дисперсные смеси используются для работы в тонких слоях (0,5...6 мм), которые в свою очередь подразделяются на крупно–, мелко– и тонкодисперсные. Каждому виду смесей соответствует определенная минимальная толщина рабочего слоя, которая представлена в таблице 1.1.

Таблица 1.1

Минимальная толщина рабочего слоя в зависимости крупности заполнителей

№	Вид смеси	Заполнители		Наполнители				Минимальная толщина слоя смеси, мм
		Крупный >5 мм	Мелкий 0...5 мм	0,315-0,63мм	0,315-0,16 мм		<0.16 мм
1	Бетонные	+	+	+	+		+	50,0
2	Растворные	–	+	+	+		+	15,0
3	Дисперсные
3.1	Крупнодисперсные	–	–	+		+	+	2,0
3.2	Мелкодисперсные	–	–	–		+	+	1,0
3.3	Тонкодисперсные	–	–	–		–	+	0,5

В течение длительного времени в теории строительных композитов проходит дискуссия по вопросу, что считать наполнителем и где проходит граница между заполнителем и наполнителем. Согласно приведенной классификации можно дать следующее определение: «Наполнителем, называется зернистый материал с наибольшей крупностью не превышающей D_наиб<0,63 мм, который используется для наполнения дисперсных смесей».

Таким образом, обязательным показателем, является вид вяжущих и максимальная крупность заполнителей-наполнителей, которая характеризует минимальную толщину рабочего слоя.

Сухие строительные смеси используются при проведении различных видов работ. Наибольший объем применения сухих смесей приходится на растворные и дисперсные смеси, которые по основному функциональному назначению подразделяются на следующие группы: облицовочные; штукатурные; напольные; ремонтные; защитные; кладочные; монтажные; декоративные; гидроизоляционные; теплоизоляционные.

Для декоративного оформления поверхностей конструкций зданий могут применяться три вида смесей: малярные, рельефные и структурные. При использовании малярных смесей на поверхности формируется тонкий слой при этом декоративный эффект достигается за счет придания окрашенному слою различной цветовой гаммы. Структурные и рельефные смеси помимо цветовых возможностей формируют на поверхности зернистую текстуру из специально подобранного наполнителя или декоративный рельеф поверхности.

Рассмотрим типовую схему получения сухой строительной смеси без сушильного оборудования на рис. 2, которая качественно характеризует ее состав и назначение [5,6]. Схема имеет четыре стадии производственного процесса (накопление исходного компонента, дозирование, смешение и упаковка) с соответствующим набором технологического оборудования: бункера, дозаторы, смеситель и упаковочная машина. Каждая стадия контролируется визуально на мониторе компьютера с возможностью управления рецептурами и системой обработки заказов.

Наиболее распространенная фасовка смесей – в мешки по 25 килограмм. Некоторые производители также фасуют свою продукцию по 5, 10, 15, 50 килограмм.

Ведущими производителями оборудования, использующегося на российском рынке, являются AML Anlagentechnik GmbH, M-tec mathis technik gmbh, Rafiz, Raute (Lahti) Precision, «Вселуг». При этом производительность отечественных линий значительно ниже зарубежных. Производительность линии для изготовления сухих смесей «Вселуг» составляет 3-5 тонн в час, а производительность «M-tec» — 20 тонн в час.

Рис. 2 Типовая схема получения сухой строительной смеси

Наиболее современные заводы по производству ССС находятся в Дубаи, Шанхае, Сингапуре, Сан Пауло, Каире, Москве, Пекине.

Актуальными на сегодняшний день являются разработки малотоннажных технологических линий по производству ССС различной номенклатуры для сферы индивидуального жилищного строительства, так как на строительном рынке наблюдается рост частного жилищного сектора.

Литература:

1. Большаков, Э.Л. Производство сухих строительных смесей в России: современное состояние и перспективы./ Э.Л. Большаков //Современные технологии сухих смесей в строительстве. – С. Петербург, 2000- 120 с.

2. ГОСТ 31189-2003. Смеси сухие строительные. Классификация. Нормативно-технический документ. Текст. Введ. 1.03.2004 – М.: ФГУП ЦПП, 2003.- 16 с.

3. Корнеев, В.И. Современная классификация и особенности производства и применения сухих строительных смесей/ В.И. Корнеев// Сухие строительные смеси.-2010.-№1.- С.20-22.

4. Корнеев, В.И. Сухие строительные смеси./В.И. Корнеев, П.В.Зозуля. - М: РИФ «Стройматериалы», 2009.- 320 с.

5. Орехова, Т.Н. О возможности использования противоточной струйной мельницы для смешения сыпучих материалов/Т.Н. Орехова, В.А.Уваров// Энергосберегающие технологические комплексы и оборудование для производства строительных материалов: межвуз. сб. ст./под ред. В.С. Богданова.- Белгород, 2009.- С. 282-286.

6. Орехова, Т.Н. Определение производительности сухих строительных смесей с учётом анализа устройств смесительных агрегатов/Т.Н. Орехова//Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова.-2011.-№3.-С. 80-86.