Scientific journal

International Journal of Applied and fundamental research

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

Развитие монолитно-каркасного строительства с использованием легких стеновых блоков в условиях Севера требует создания высокоэффективных кладочных растворов из местного сырья. Используемые в настоящее время обычные цементно-песчаные растворы, обладают рядом недостатков, одной из которых является повышенная толщина кладочного материала, что, в целом, влияет на результирующее значение термического сопротивления стенового ограждения здания.

С целью улучшения теплотехнических характеристик ограждающей конструкции, возможно применение тонкошовного кладочного раствора, полученного на основе сухой строительной смеси заводского изготовления. Такая строительная смесь создается из песка, цемента, водоудерживающих, пластифицирующих и гидрофобных добавок. Толщина шва, как правило, не превышает 2-5 мм, что практически исключает появление «мостиков холода» и потери стенами тепла. Также использование такого состава позволяет сократить материальные затраты на возведение стен за счет сокращения расхода материала на 1 м2.

Вопрос снижения стоимости конечной строительной продукции для Республики Саха (Якутии) является актуальным в силу того, что рынок строительных материалов представлен в основном привозной продукцией, цена на которую, существенно превышает средние российские показатели. Основным фактором повышения цен на строительные товары являются сложность и дороговизна транспортировки. Поэтому основным ориентиром промышленной политики региона является создание собственных предприятий по производству строительных материалов различного назначения, в том числе и сухих строительных смесей.

Сырьевая база региона позволяет производить строительные материалы различной номенклатуры. Так, в 2011 году при Северо-Восточном федеральном университете было организованно малое инновационное предприятие ООО «Стройкомпозит» по выпуску изделий из автоклавного газобетона. Для выполнения качественных строительных работ из данного материала, необходимо разработать кладочный раствор с повышенными эксплуатационными характеристиками для применения в суровых климатических условиях.

Учеными Василовской Н.Г., Верещагиным В.И., Дружинкиным С.В. [1] были проведены исследования по выявлению возможности использования цеолитсодержащей породы в качестве наполнителя в составе сухой строительной смеси, которые показали увеличение прочности сцепления с оштукатуриваемой поверхностью, как кирпичной, так и бетонной, а также снижение высолообразования на 29 %. Это связано с тем, что цеолитсодержащая порода является структурообразующим вяжущим за счет активизации процессов гидратации, так как цеолит выполняет роль растущих центров кристаллизации в условиях, когда эти кристаллы омываются щелочным алюмосиликатным раствором.

Согласно выбранного аналога в данной работе предполагается оптимизация состава кладочного раствора с двумя видами наполнителей: цеолитсодержащая порода Сунтарского месторождения и горелая порода Кильдямского месторождения. Для улучшения взаимодействия цемента с наполнителем его подвергают предварительному помолу в шаровой мельнице. С целью улучшения адгезионных характеристик оптимизируемого кладочного раствора дополнительно вводится воздухововлекающая добавка –карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) техническая. Эксперимент проводили по двухфакторному математическому плану ПФЭ 32, где X1 – содержание цемента в составе кладочного раствора, %; X2 – содержание карбоксиметилцеллюлозы, % (от массы вяжущего). Шаг варьирования для переменной Х1 составляет 4 %, а для переменной Х2 – 0,05 %.

В результате эксперимента получены уравнения зависимости основных свойств кладочного раствора от его состава:

Y1= 8,29 – 0,94X12 + 0,04X22 + 0,41X1+0,19X2 – 0,09X1X2

Y2=13,94 – 0,27X12– 1,55X22 +01,01X1+1,32X2+0,39X1X2

где, Y1 – уравнение зависимости предела прочности на изгиб Rизг от количества горелой породы; Y2 – уравнение зависимости предела прочности на сжатие Rсж от количества горелой породы ;

Y1=4,54+0,16X12+0,24X22– 0,82X1+0,9X2 + 0,2X1X2

Y2=21,3+0,26X12 – 7,11X22+2,52X1– 4,24X2– 2,15X1X2

где, Y1 – уравнение зависимости предела прочности на изгиб Rизгот количества цеолита; Y2 – уравнение зависимости предела прочности на сжатие Rсж от количества цеолита;

По полученным уравнениям были построены графики зависимости свойств от вида и количества наполнителя в составе кладочного раствора, произведено сравнение полученных результатов (таблица).

Сравнение характеристик составов кладочного раствора на основе горелой породы и цеолита

Анализируя полученные данные, следует отмтеить, что применение тонкомолотого цеолита на порядок эффективнее, чем использование горелой породы. Введение цеолита в состав кладочного раствора позволяет получить более высокие прочностные показатели за счет того, что аморфный глинозем цеолита, находясь в микроскопическом состоянии, чем у других наполнителей, связывает сульфатионы и выделяющиеся при гидратации клинкерных минералов ионы кальция в гидросульфоалюминаты, которые увеличивают прочность. Повышенные показатели прочности при отрыве у образцов с использованием тонкомолотого цеолита, можно объяснить тем, что введение в состав сухих строительных смесей цеолитсодержащей породы повышает прочность контактного слоя между раствором и основанием за счет интенсификации процессов гидратации.

Введение КМЦ в состав раствора, позволяет, фактически заменить воду гомогенным желеобразным раствором метилцеллюлозы, в котором частицы цемента и заполнителя находятся во взвешенном состоянии. Высокая водоудерживающая способность такой системы способствует полной гидратации цемента и позволяет раствору набирать прочность даже при тонкослойном нанесении. После ухода воды полимер в виде тончайшей пленки остается на поверхностях между цементным камнем и наполнителем, никак не влияя на механические характеристики затвердевшего раствора.