Современное строительство городов, осуществляемое в последнее время методом точечной застройки, и интенсивное возведение жилья по индивидуальным проектам связано во многом с применением сухих строительных смесей (ССС).
Серьезные достижения в научной проработке и создании мощного производства порошкообразных продуктов принадлежат отечественному направлению – получению вяжущих (включая многокомпонентные, БТЦ тонкого помола и даже «модифицированные» химическими добавками различного назначения), где применены сухие процессы: помол, конвективное перемешивание, конвективная сушка жидких растворов химических добавок и микронаполнителей при их противотоке.
Однако эти технологии были ориентированы на помольные отделения цементных заводов с обычными шаровыми мельницами высокой мощности или на струйные мельницы, установленные локально при ТЭС или отвалах зол гидроудаления. Поскольку цементные заводы в России рассчитаны на крупных потребителей, которыми являлись ранее специализированные строительные министерства, а «облагораживание» промышленных отходов осуществлялось в рамках отдельной экологической программы, в основном не увязанной с потребностями строительства, то несмотря на положительные результаты, указанные материалы и технологии их производства остались не востребованными в основном по экономическим причинам.
Введение операций помола или домола вяжущих с микронаполнителями и др. продуктами в виде шаровых или вибрационных мельниц в существующие технологические линии по приготовлению бетонных или растворных смесей оказалось малоэффективным из-за сложностей подачи материалов в надбункерное отделение и невозможности осуществления автоматического контроля за их помолом в этих условиях. Более успешным для получения новых вяжущих в необходимом объеме оказалось переоснащение технологического комплекса по производству асфальтобетона, где вместо узла для подогрева битумного связующего устанавливались вибрационные или шаровые мельницы. Однако завершающие операции по перемешиванию полученных вяжущих с сухими заполнителями оказались не завершенными из-за трудностей повторного использования мельниц – как смесителя.
Попытки использования для приготовления (ССС) смесителей на заводах ЖБИ оказались также малоэффективными, поскольку осуществляемые в них операции по «пересыпке» или «перелопачиванию» без жидкого компонента сопровождаются «пылением» цементного порошка с непроизводительным увеличением времени перемешивания с получением неоднородных не стабильных по составу (ССС) и к тому же с потерей начальной активности вяжущего за счет гигроскопической влаги от подсасываемого при перелопачивании смеси наружного воздуха.
Однако стремительное появление на российском рынке различных зарубежных смесей заставило отечественных производителей создать ряд специализированных установок по изготовлению ССС, но широкого одобрения технологов они еще не получили.
Объясняется это отсутствием в строительной практике технологически обоснованных сведений по условиям перемешивания сухих компонентов с различными размерами.
Так для перемешивания хотя бы двух порошкообразных продуктов необходимо соблюдение по меньшей мере двух условий – диффузной проницаемости частиц и конвективного воздействия с эффектом псевдоожижения для успешного послойного перемешивания пограничных слоев порошков.
Этим условиям в некотором приближении удовлетворяет оборудование фирмы «Локхья», где поэтапное перемешивание частиц песка нескольких фракций, порошкообразных продуктов и вяжущего осуществляется при повышенном давлении в системе – смеситель + тракты подачи готовой смеси на склад или на расфасовку, еще при этом и сложном движении компонентов между рабочими лопастями смесителя. Однако и в этой технологии, несмотря на удовлетворительную в целом продукцию, сухие смеси имеют сравнительно высокую стоимость.
Учитывая вышеизложенное, авторы проводили систематическое исследование влияния технологических факторов, определяющих получение оптимальных стабильных технических показателей у сухих смесей и уточнения их механизма формирования в процессе приготовления. При этом сделано предположение, что получение свойств у смесей за счет усиления только диффузионной проницаемости возможно при близком контакте частиц и при повышенном давлении от внешних факторов. Этому отвечает в наибольшей степени помол. Поэтому исследования были направлены в первую очередь на улучшение качества вяжущих с минимальным расходом клинкерной составляющей и смесей, получаемых помолом совместно с микронаполнителем и сухой химической добавкой. При этом уточнялись оптимальные количества добавок в сухих смесях, в том числе суперпластификатора С-3 и пластификтора ЛСТМ-2 от вида домолотого с микронаполнителем цемента, порядка их введения в смесь, а также вид и тонкость помола исходного цемента с уточнением влияния этих факторов в твердеющих бетонных смесях.
Выводы
1. В бетонах на молотом портландцементе Михайловского завода и кварцевом песке оптимальные количества добавок ЛСТМ-2 и С-3 составили 0,2 и 0,6%, что меньше, чем в смесях, где молотый песок не имелся.
2. Применение золы в домалываемый цемент вместо в песка привело в бетоне к увеличению расхода С-3 до 0,8%, а ЛСТМ-2 до 0,25-0,3%.
3. Прочность пропаренного бетона на зольном молотом цементе со всеми добавками выше, чем на кварцевом песке и наоборот, значительно меньше в бетоне, не подвергаемом тепловой обработке.