Характеристика и классификация сухих строительных смесей
Сухие строительные смеси - порошкообразные соединения, состоящие из минерального, либо полимерного вяжущего, различных наполнителей, добавок (модификаторов), приготавливаемые в заводских условиях [65,78].
Для применения по назначению эти составы только затворяются необходимым количеством воды.Сухие строительные смеси позволяют обеспечить высокое качество отделочных работ и сократить затраты на транспортировку по сравнению с традиционными материалами, что обеспечивает эффективность их применения [29].
Анализ рынка сухих строительных смесей позволяет классифицировать их по нескольким признакам [13,101]. По назначению сухие смеси подразделяются на выравнивающие, облицовочные, напольные, ремонтные, защитные, монтажные, кладочные, декоративные, теплоизоляционные, гидроизоляционные, грунтовочные.
В зависимости от входящего в состав вяжущего вещества сухие строительные смеси подразделяются на: гипсовые, цементные, полимерные, известковые, сложные.
По наибольшей крупности зёрен смеси делят на растворные, бетонные, дисперсные [154].
В качестве требований к сухим строительным смесям следует рассматривать соответствующие стандарты для строительных растворов и цемента [52,53,136]. Согласно стандартам, характеристика готовых к употреблению смесей является следующей:
- расслаивание свежеприготовленных составов не должно превышать 10%;
- максимальное допустимое отклонение плотности готовой смеси от показателя, указанного в проекте, не должно превышать 10%;
- водоудерживающая способность смеси, изготовленной на рабочем месте должна составлять не менее 75% от этого показателя, определенного в лабораторных условиях;
- водоудерживающая способность свежеприготовленной смеси в лабораторных условиях должна составлять более 90% в зимнее время и более 95% в летнее время.
В процессе приготовления растворной смеси дозирование вяжущих и наполнителей производится по массе, дозирование жидкости - по массе или объему.
Погрешность дозирования для вяжущих, воды и сухих добавок не должна превышать 2%, для заполнителей - 2,5% [80]. Дозаторы должны соответствовать требованиям стандартов [58]. Температура воды для затворения смесей должна составлять около 80°С, в случае, если в состав смеси входят полимеры и метилцеллюлоза - не более 70°С.Средняя плотность растворов позволяет разделить их на легкие (менее 1500 кг/м3) и тяжелые (более 1500 кг/м3) [103]. Значение средней плотности должно соответствовать проектному с максимальным отклонением в 10%.
Основными материалами для производства сухих строительных смесей являются вяжущие вещества, наполнители и химические добавки [81,82].
В качестве вяжущих для сухих смесей используются: гипс, белый цемент, портландцемент, ангидрит, известь, полимерные порошки.
Наполнителями в сухих смесях могут служить: известняк, кварцевый песок, мел, доломит, микрокремнезем, керамзит и др. [83].
Для придания необходимых свойств смеси в неё вводят такие химические добавки, как: стабилизирующие и водоудерживающие пластификаторы, полимерные порошки, ускорители, замедлители, загустители, гидрофобизаторы и др. [4].
Технология производства сухих строительных смесей основывается на нижеуказанные операций:
1) Сушка песка;
2) Фракционирование наполнителей и песка;
3) Дозирование заполнителей;
4) Загрузка дозированных компонентов в смеситель принудительного действия;
5) Дозирование и загрузка в тот же смеситель вяжущих, добавок и других составляющих будущей смеси;
6) Перемешивание всех компонентов смеси до достижения ею требуемой однородности;
7) Расфасовка готового материала и отправление его на склад.
В зависимости от особенностей компонентов смеси указанные операции могут изменяться или дополняться [16].
1.2. Анализ состояния техники смешивания сыпучих материалов
Существует два основных типа смесителей для производства сухих строительных смесей: непрерывного и периодического (циклического) действиях [15,24,64].
В смесителях непрерывного действия исходный материал подается постоянно, проходя процесс перемешивания в ходе перемещения от загрузочного к разгрузочному устройству [152]. Использование аппаратов такого типа сопряжено с проблемами получения готового продукта стабильно высокого качества из-за необходимости точного дозирования компонентов [119]. Следовательно, исследование закономерностей процессов смешивания в смесителях такого типа является затруднительным из-за неизбежных погрешностей вспомогательного оборудования, поэтому в данной работе они не рассматриваются.Смесители периодического действия работают по заданным циклам, состоящим, как правило, из этапов загрузки исходного материала, перемешивания и выгрузки готовой смеси. Классификация смесителей этого типа показана на рис.
1.1.
Наряду с представленной классификацией смесители периодического цикла работы также разделяются по принципу воздействия на перемешиваемый материал: гравитационного и принудительного действия [100].
Рисунок. 1.1 Классификация смесителей
Смесители принудительного действия оснащены подвижными месильными органами, которые, приводя в движение массу исходных компонентов, осуществляют перераспределение их частиц в общем объеме [3,7,123,129,140].
1.2.1.