Вплив механічної активації мінеральних складових на властивості полегшених складів цементних сухих сумішей для підлог

Abstract

В роботі досліджено вплив механічної активації мінеральних складових на властивості полегшених складів цементних сухих будівельних сумішей (СБС). Встановлено, що механічний домел карбонатних заповнювачів до необхідної гранулометрії дозволяє отримати активний наповнювач для полегшених СБС. Виявлено, що при веденні золивинесення теплоелектростанцій на стадії механічної активації даного заповнювача та подальшому спільному помелі із цементом підвищується міцність затверділих розчинів пористої структури. Введення у суху суміш на стадії механічної активації високопластичних глин та кварцового піску разом із поверхнево-активними та піноутворюючими добавками дозволяє покращити реологію та пластичну міцність приготованого поризованого розчину. Результатом теоретико-експериментальних досліджень є отримання складів полегшених мінеральних СБС на основі портландцементу та звичайних щільних заповнювачів (кварцовий пісок, вапняк, глини, зола-винесення) із високою реологічною активністю, міцністю до 15 МПа, покращеними тепло- та звукоізоляційними характеристиками. Це визначає можливість застосування даних сумішей для влаштування елементів підлог цивільних будівель.

Технология изготовления и применения сухих строительных смесей (ССС) требует высокой тонкости помола компонентов. Высокие требования к экономии материальных ресурсов и потребности в широкой номенклатуре цементных растворов требуют исследования методов, которые позволят получить сухие смеси с заданным комплексом высоких эксплуатационных характеристик с одновременным снижением затрат цементного вяжущего и дорогих химических функциональных добавок. Доля минеральной составляющей (вяжущее, заполнитель, наполнитель) в рецептуре ССС обычно составляет 95%. Поэтому механическая активация – один из эффективных способов модификации и оптимизации свойств многокомпонентных сухих строительных смесей, особенно для получения растворов пористой структуры. Кроме того, при производстве ССС большинство минеральных заполнителей потребуют дополнительного измельчения до определенной гранулометрии. В отличие от органических, минеральные порошки после механической активации способны активно менять гранулометрию, развивать поверхность зерен, получать определенную активность, электрический заряд поверхности, изменять форму частиц и силу прививки между ними, абразивность и др. В работе исследовано влияние механической активации минеральных составляющих на свойства облегченных составов цементных ССС. Установлено, что механический домол карбонатных заполнителей до необходимой гранулометрии, позволяет получить активный наполнитель для облегченных ССС. Обнаружено, что при введении золы-уноса теплоэлектростанций на стадии механической активации данного заполнителя и дальнейшем совместном помоле с цементом повышается прочность затвердевших растворов пористой структуры. Введение в сухую смесь на стадии механической активации высокопластичных глин и кварцевого песка вместе с поверхностно-активными и пенообразующими добавками, позволяет улучшить реологию и пластическую прочность приготовленного поризованного раствора. Результатом теоретико-экспериментальных исследований является получение составов облегченных минеральных ССС на основе портландцемента и обычных плотных заполнителей (кварцевый песок, известняк, глины, зола-унос) с высокой реологической активностью, прочностью до 15 МПа, улучшенными тепло- и звукоизоляционными характеристиками. Это определяет возможность применения данных смесей для устройства элементов полов гражданских зданий.

The technology of manufacturing and use of dry building mixtures (DBM) requires a high fineness of grinding components. High requirements for the economy of material resources and the need for a wide range of cement solutions require the study of methods that will allow to obtain a dry mixture with a given set of high performance characteristics while reducing the cost of cement binder and expensive chemical functional additives. The share of the mineral component (astringent, filler) in the formulation of DBM is usually 95%. Therefore, mechanical activation is one of the effective ways of modifying and optimizing the properties of multi-component dry mortars, especially for the formation of solutions of porous structure. In addition, in the production of dry building mixtures, most mineral fillers require additional grinding to a certain granulometry. Unlike organic, mineral powders, after mechanical activation, can actively change granulometry, develop the surface of grains, obtain a certain activity, electric charge of the surface, change the shape of particles and the force of grafting between them, abrasiveness, etc. The effect of mechanical activation of mineral components on the properties of lightweight compositions of cement dry building mixtures has been investigated. It was established that the mechanical additional grinding of carbonate fillers to the required granulometry allows to obtain an active filler for the lightweight DBM. It was found that the addition of fly ash of thermal power plants at the stage of mechanical activation of a given filler and subsequent joint grinding with cement increase the strength of hardened solutions with porous structure. The introduction of high-plastic clay and quartz sand together with surface-active and foamforming additives into a dry mixture at the stage of mechanical activation can improve the rheology and plastic strength of the prepared porous solution. Theoretical and experimental studies resulted in obtaining the compositions of the lightweight mineral dry building mixtures on the basis of Portland cement and conventional dense fillers (quartz sand, limestone, clay, fly ash) with high rheological activity, the strength up to 15 MPa, and improved thermal and acoustic characteristics. This determines the possibility of using these mixtures for the elements of floors in civil buildings.