Сухие строительные смеси

Преимущества сухих строительных смесей перед традиционными растворами неоспоримы. Традиционные растворные смеси изготавливают путем перемешивания минеральных вяжущих (цемент, известь, строительный песок) 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. 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 нестабильности  составов. Как правило, такой способ  приготовления растворных смесей не предусматривает введение различных химических добавок и не позволяет изготовлять высококачественные смеси широкой номенклатуры. В результате наблюдаются случаи несоблюдения проектных решений и серьёзных 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 технологий изготовления традиционных  растворных смесей, технологии изготовления  сухих смесей позволяют получать  смеси со строго оптимизированным фракционным составом наполнителей и точным дозирование исходных компонентов. 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. [1,6]

 

2. Технология производства сухих строительных смесей

 

Технология  производства сухих смесей складывается из следующих операций:

• тепловая обработка (сушка) в сушильных агрегатах заполнителя, песка в частности, до влажности, равной 0,5 %;
• рассев заполнителя на ситах на требуемое количество фракций;
• просеянный песок после дозирования загружается в смеситель принудительного действия;
• в тот же смеситель загружают предварительно отдозированные на весовых дозаторах другие компоненты ССС;
• отдозированные материалы перемешивают до требуемой степени однородности;
• полученную смесь затаривают в емкости, необходимые для реализации и подают в склад готовой продукции.

Смеси хранят в  сухом месте, а  с полимерными добавками при температуре не выше 40°С.

Схема технологии производства приведена на рис.1.

1 – силос цемента; 2,4,6 – шнековые питатели; 3 – элеватор; 5 – расходный бункер; 7,20,23 – дозатор; 8 – смеситель непрерывного действия; 9 – склад песка; 10 – ленточный конвейер; 11 – сушильный барабан; 12 – бункер накопитель; 13 – грохот; 14 – емкость с отходами песка; 15 – элеватор; 16 – сито-бурат для песка разных фракций; 19 – ленточный питатель; 21 – дополнительный питатель; 22 – емкость добавок.

 

Рис. 1 – Схема  приготовления сухой смеси

Основными процессами технологической цепочки производства сухих строительных смесей, оказывающих существенное влияние на их эксплуатационные характеристики, является: подготовка сырьевых компонентов, их дозирование и смешивание, распределение малых химических добавок и премиксов в основной массе продукта.

  Однородность материала, является основой требуемого качества современных строительных смесей. От того, насколько равномерно отдельные компоненты будут распределены в основном объеме смеси, напрямую зависят эксплуатационные характеристики получаемого продукта. Даже небольшое отклонение содержания малых добавок, вызванное плохим их распределением, может негативно сказаться как на физико-механических, так и на технико-эксплуатационных свойствах смеси. Соответственно, выбор оборудования, является важнейшим шагом на пути получения высококачественного продукта. [1]

 

2.1.Технологическое  оборудование 

 

Участок подготовки исходных материалов обеспечивает заполнение и поддержание в необходимых  объемах сырья в бункерах. Бункеры  вяжущих в основном заполняются  с помощью пневмотранспорта. Материал подается из автомобильных, железнодорожных емкостей или с дополнительных складов. Заполнение бункеров добавок, поступающих в мешках, ведрах или бочках, осуществляется вручную с помощью подъемных устройств. В качестве сушильных агрегатов могут быть использованы электрически е сушилки типа СВТ - 0,5 или ПЭВ – 270. Для подачи материала на участке используются винтовые питатели. Для подъема сухого песка используется элеватор. Для рассева сухого песка используется вибрационные сита типа СВ. Загрузка материала производится через центральный патрубок в крышке сита.[1]

На рис. 2 приведена общая структурная схема минизавода для производства ССС.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 – склад  песка; 2 – грохот для первичной  просевки песка; 3 – электрическая  сушилка непрерывного действия; 4 – вибросито с очистителем сеток; 5 – склад добавок; 6 – пост фасовки добавок; 7 – бункера фракционированного песка: 8 –дозаторы для песка; 9 – силосы для вяжущих; 12 – смеситель; 13 – фасовочная установка; 14 – склад готовой продукции.

 

Рис. 2 – Структурная  схема мини – завода для производства сухих смесей[1]

 

2.2. Смесительное оборудование и режимы смешивания

 

  В производстве  сухих строительных смесей в  настоящее время применяется  разнообразное смесительное оборудование, в частности, принудительные смесители  циклического действия и принудительные  смесители непрерывного действия.

  Процесс  цикличного смешивания состоит  из следующих фаз: загрузка  материалов в емкость смесителя,  непосредственно смешивания компонентов  для достижения заданного уровня  однородности получаемого продукта  и, наконец, разгрузка смесителя. После разгрузки материала цикл повторяется.

  Метод непрерывного  смешивания компонентов сухих  смесей основан на получении  готового продукта в постоянном  режиме, когда загрузка смесителя,  смешивание компонентов и разгрузка  получаемого продукта происходят в непрерывном режиме.

  Сегодня,  в производстве сухих строительных  смесей наиболее широкое распространение  получили циклические смесители  с горизонтальным валом. Именно  этот тип смесительного оборудования  наиболее часто используется  на отечественных предприятиях.

  Для смесителей  циклического действия с горизонтальным  валом, характерна большая гибкость  при работе с часто меняющимися  составами смеси. Цикличность  процесса смешивания компонентов  позволяет приготавливать сложные  составы в объеме, равному одному замесу.

  Смесители  циклического действия с горизонтальным  валом, в зависимости от диаметра  активатора (вылета стоек с лопастями)  и угловой скорости вращения  смешивающего органа, осуществляют  перемешивание компонентов сухих  смесей в четырех основных  режимах. Условно их можно обозначить как: «тихоходный», «среднескоростной», «скоростной» и «высокоскоростной» режимы смешивания.

  Для классификации  смесителей по реализуемому ими  режиму смешивания обычно используется  безразмерный критерий Фруда: 

 

Fr = R ω²/g                                                                                                                (1)   

                                                    

где R - максимальный радиус рабочего органа;

ω - угловая скорость вращения;

g - ускорение свободного падения. [3,5]

 

3. Технические требования, предъявляемые к сухим строительным смесям

 

Ввиду многообразия ССС технические требования к  мим зависят от их назначения (кладочные  и штукатурные растворы, плиточные  клеи, шпатлевки и т.д.) и формулируются в соответствующих нормативных документах. 
На строительные растворы распространяется ГОСТ 28013-89. 
Основными показателями качества растворной смеси являются: подвижность, водоудерживающая способность, расслаиваемость, средняя плотность. 
В зависимости от подвижности растворные смеси подразделяют на марки: Пк4, ПК8, Пк12, и ПК14.

Водоудерживающая  способность свежеприготовленной  растворной смеси, определяемая в лабораторных условиях, должна быть не менее: 
90% - для растворных смесей, приготовляемых в зимних условиях; 
95% - для растворных смесей, приготовляемых в летних 
условиях.

Водоудерживающая  способность растворной смеси, определяемая на месте производства работ, должна быть не менее 75% водоудерживающей способности, установленной в лабораторных условиях.

Расслаиваемость свежеприготовленной растворной смеси должна быть не более 10 %.

Отклонение  средней плотности растворной смеси  в сторону увеличения допускается  не более 10% от установленной проектом. При применении воздухововлекающих добавок снижение плотности не должно превышать 6%. 
Составы растворных смесей должны подбираться таким образом, чтобы обеспечить получение растворных смесей с заданными свойствами при наименьшем расходе вяжущего.

Сухие растворные смеси, изготовленные в заводских  условиях, должны иметь влажность, не более 0,1% по массе При приготовлении растворных смесей дозирование вяжущих и заполнителей должно производиться по массе, а воды и добавок в жидком виде - по массе или по объему и корректироваться при изменении свойств, входящих в состав растворной смеси материалов. Погрешность дозирования не должна превышать:

±2% - для вяжущих, воды, сухих добавок, рабочего раствора жидких добавок;

±2,5% - для заполнителей.

Дозирующие  устройства должны отвечать требованиям  ГОСТ 10223. Температура растворов, применяемых в зимний период, должна быть не менее 9°С. Вода для затворения растворов должна иметь температуру не более 80°С, а с добавками полимеров и метилцеллюлозы - не более 70°С.

Растворные  смеси должны приготовляться в смесителях цикличного или непрерывного типа, гравитационного или принудительного действия.

Основными показателями качества раствора являются: прочность  при сжатии, морозостойкость, средняя плотность.

Прочность раствора характеризуют марками по прочности  на осевое сжатие в возрасте 28 суток. Марку прочности раствора на осевое сжатие назначают и контролируют во всех случаях. Для раствора установлены следующие марки по прочности при сжатии: М4, М10, М25, М50, М75, М100, М150, М200.

Для растворов, подвергающихся попеременному замораживанию и оттаиванию, в увлажненном состоянии в конструкциях зданий и сооружений назначают и контролируют марки по морозостойкости: F10, F15, F25, F35, F50, F75, F100. Растворы должны удовлетворять требованиям по морозостойкости, установленным проектом.

По средней  плотности растворы подразделяют, на: тяжелые (со средней плотностью менее 1500 кг/м3 и более), легкие (со средней  плотностью менее 1500 кг/м3). Отклонение средней плотности раствора допускается не более 10 % от проектного.

Основные технические требования к плиточным клеям и достаточной степени сформулированы в стандарте ДИН 18-156 (ФРГ). К ним относится:

наибольшее  зерно (остаток на сите по ДИН 4188-2 не должен превышать 0,5%);

прочность на отрыв  склееной системе (не менее 5 МПа);

образование засыхающей пленки (не ранее 10 мин);

налипание клея (не менее 65%);

сползание плитки (не более 0,5 мм);

время для корректировки - открытое время (не менее 10 мин).

Особое место  в номенклатуре ССС занимают шпатлевки. Это вязкие массы, предназначенные  для заполнения неровностей и исправления дефектов отделываемых поверхностей, эксплуатируемых в атмосферных условиях и внутри помещений.