Аналіз асортименту будівельних сумішей в Україні

    Графіт  — це пігмент сірувато-чорного  кольору; за хімічним складом має  високий вміст вуглецю (до 95%). Використовується для виготовлення олійних фарбових сумішей, має стійкість до дії кислот та високих температур.

    Червоні пігменти. Залізний сурик випускають у вигляді тонкого порошку  оксиду заліза цегляно-червоного кольору  або інших відтінків, залежно від співвідношення складових частин Рb₂О₃ і СаSО₄.

    Свинцевий сурик — порошок червоно-оранжевого кольору, який містить в основному  РbО та Рb₂О₃. Токсичний і досить важкий пігмент (істинна густина 8,32...9,16 г/см³), застосовується в антикорозійних олійних фарбових сумішах по металу та дереву.

    Крон  червоний має високу світлостійкість та здатність захищати Сталеві конструкції від корозії. За хімічним складом це хромовокислий свинець.

    Редоксайд — червоний залізоокисний пігмент, який має підвищену стійкість  до дії лужного середовища. Використовують для фарбування по деревині та штукатурці.

    Жовті пігменти. Крон свинцевий — штучний  пігмент, одержуваний внаслідок  хімічної взаємодії хромпику із солями свинцю, має колір від світло-лимонного  до темно-жовтого, токсичний. Завдяки  високій покривній здатності  та антикорозійній стійкості крон широко використовується в лакових і олійних фарбових сумішах по металу та дереву. Покривність крону 40...190 г/м2,  істинна  густина 6,12 г/см3.

    Вохри — природні пігменти жовтого, коричневого  та червоного кольорів. їх здобувають із глин, які містять до 25 % (за масою) Ре₂О₃. Колір вохри залежить від вмісту оксиду заліза. Це найдешевші пігменти, їх широко застосовують для виготовлення фарб.¹³

    Сині  пігменти. Ультрамарин — порошок  синього кольору. За хімічним складом  це алюмосилікат натрію, який містить сірку в колоїдному стані. Його одержують випалюванням композицій каоліну із содою та сіркою або сірчанокислого натрію з вугіллям. Значного поширення ультрамарин набув як барвник в олійних сумішах з метою усунення жовтих відтінків.

    Лазур — інтенсивний штучний пігмент темно-синього кольору. Це порошок залізної солі залізисто-синеродистої кислоти. Світлостійкий пігмент, проте руйнується під дією лугів і тому не застосовується для фарб по штукатурці та цементних розчинах.

    Зелені  пігменти. Оксид хрому Сr₂О₃ стійкий до дії лугів, кислот та підвищених температур. Щоб одержати зеленкувато-сині відтінки, добавляють ультрамарин.

    Цинкову зелень одержують, змішуючи крони, малярну  лазур та наповнювач ВаSО₄. Її використовують у фарбових сумішах для робіт по металу та дереву.

    Зелень  свинцева хромова — це механічна  суміш жовтого крону з лазур'ю  та наповнювачем. За властивостями  подібна до жовтого свинцевого крону: має високу покривність, барвну здатність  та антикорозійні властивості. її використовують в олійних фарбових сумішах, проте внаслідок руйнування пігменту в лужному середовищі вона не придатна для робіт по штукатурці та цементних розчинах.

    Металеві  порошки застосовують у фарбових сумішах для декоративних робіт  по металу.

    Пудра алюмінієва — це тонкодисперсний, лускатоподібний порошок сріблястого кольору, добре відбиває сонячне проміння. Покривність її ,10 г/м2, істинна густина 2,5...2,6 г/см3. Пудру добавляють до лаку перед його використанням, аби надати йому антикорозійних властивостей.¹⁴

    1.2.2. Вплив технології виробництва на формування споживчих властивостей

     Технологія  виробництва будівельних сумішей  в загальному випадку полягає  у змішуванні відповідних компонентів  суміші. Проте для кожного виду суміші вона відрізняється. Наприклад з метою досягнення потрібних кінцевих результатів раціональна й економічна технологія висуває до всіх бетонних сумішей наступні вимоги. До закінчення формування суміші мають перемішуватися, транспортуватися й укладатися з найменшими затратами енергії; не розшаровуватися; швидкість твердіння відформованого бетону має відповідати заданим строкам розпалублення; витрата цементу в суміші має бути обґрунтовано мінімальною, оскільки він є найдорожчим компонентом.¹⁵

    Щоб можна було готувати шлаколужні бетонні  суміші, бетонозмішувальні вузли та заводи залізобетонних виробів потрібно дообладнати технологічною лінією приготування розчину лужного компонента. Суміші рекомендується готувати в бетонозмішувачах примусової дії, бетонні суміші на крупному заповнювачі — в бетонозмішувачах гравітаційної дії. Тривалість перемішування шлаколужних бетонних сумішей, як правило, не відрізняється від тривалості перемішування сумішей на портландцементі. Якщо треба подовжити строки збереження легкоукладальності, то розчин лужного компонента вводять у два прийоми з інтервалом 2...3 хв. Неприпустимо змішувати шлаколужні бетонні суміші  з сумішами на   інших видах в’яжучих

    Виробничі приміщення та лабораторії, де проводять  роботи з лужним компонентом, мають  бути обладнані припливио-витяжною механічною вентиляцією, яка забезпечує допустиму концентрацію пилу в повітрі робочої зони в перерахунку на NaOH не більш як 0,5 мг/м³.

    Шлаколужні  бетонні суміші можуть використовуватися  в умовах від'ємних температур.

    Для бетонів, які тверднуть в умовах від'ємних температур (до —15 °С), слід застосовувати швидкотверднучі шлаколужні в'яжучі, в яких лужними компонентами є рідкі луги чи метасилікат натрію.

    Головну роль у змінюванні стану суміші відіграє цементне тісто, а в ньому —  властивості в'яжучого.   Структурна в'язкість цементного тіста залежить від концентрації твердої фази у водній суспензії. У процесі випробування цементу це виражається показником нормальної густоти тіста (НГ) — умовним ступенем пластичності, потрібним для наступних випробувань, а в технології бетону — відношенням В/Ц.

    Тут корисно простежити: якщо для гідратації цементу стехіометрично потрібно 15...20 % води за масою залежно від мінералогічного  складу й тонкості помелу, для нормальної густоти треба — 24...30 %, ю для  бетонної суміші —практично 40...70 % (В/Ц = 0,4...0,7). Потреба щодо надлишків води диктується лише реологічними умовами перемішування та ущільнення.

    Під час бетонування для забезпечення потрібної якості бетону після його затвердіння бетонна суміш повинна  мати консистенцію, яка відповідає умовам її укладання. Мірою консистенції є так звана легкоукладальність — здатність бетонної суміші заповнювати форму чи опалубку з найменшими затратами зовнішньої енергії. Це найважливіший технологічний показник. Щоб оцінити легкоукладальність суміші, розроблено технічні характеристики: рухливість і жорсткість. Рухливість суміші виражають у сантиметрах осадки суміші, яку визначають за допомогою стандартного конуса. Якщо суміш після зняття стандартного конуса не осідає, тобто якщо, то використовують спеціальний прилад для визначення жорсткості в секундах.

    Для формування жорстких сумішей потрібна механічна дія, наприклад вібрування з привантаженням чи вібропрокатуванням, які можливі лише в умовах заводів  залізобетонних виробів. Водночас, використовуючи жорсткі суміші, можна знижувати витрату цементу.

    Проектування  складу бетонної суміші для конкретних умов включає в себе кілька послідовних  етапів.

    1. Визначення проектних даних:

    R_б — задана марка бетону за міцністю на стиск, МПа чи кгс/см2;

    П (ОК.) або Ж — відповідно рухливість (осадка конуса), см, і жорсткість, с, які характеризують легкоукладальність бетонної суміші.

    Ці  дані беруть з проектної документації.

    2. Визначення вихідних даних (характеристики  компонентів), вид. цементу, його  активність R_ц, МПа чи кгс/см²; істинна густина складових (цемент, пісок, щебінь або гравій) — ρ_ц, ρ_п, ρ_щ(г), кг/м³;

    міжзернова  пустотність, (об'єм пустот) крупного заповнювача V_п.щ(г), частки одиниці;

    найменша  D_нм та найбільша D_нб крупність зерен заповнювача, мм; насипна густина складових ρ_ц, ρ_п, ρ_н.щ(г), кг/м³; вологість заповнювачів, якщо треба виконати перерахунок лабораторного складу бетону на виробничий;

    якісна  характеристика заповнювачів (вміст  різних домішок).¹⁶

    Зерновий (гранулометричний) склад піску має  велике значення для виготовлення бетонної суміші із заданими властивостями. Він характеризується процентним вмістом зерен різних розмірів і так званим модулем крупность Мк. Щоб визначити ці показники, використовують ситовий аналіз.

    Стандартний набір сит включає в себе послідовно (згори вниз) розміщені сита з вічками: 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,16 мм. Залишки піску на кожному ситі зважують і підраховують так звані часткові залишки на кожному ситі, %:

    

    де m_i, m — маси відповідно залишку на даному ситі та просіюваної наважки, г. Часткові залишки характеризують розподіл зерен за ступенем крупності в пробі піску. Далі визначають повні залишки з точністю до 0,1 % на кожному ситі як суму часткового залишку на даному ситі  і суми залишків на попередніх ситах,   %:

    Ai=a_2,5+…+a_i

    де   a_2,5 +…+ а_і — часткові  залишки, починаючи з розміру 2,5 мм і включаючи частковий залишок на даному ситі а_і, %.

    Загальну  оцінку крупності піску даної  проби виражають модулем-крупності:

    

    Проте й при наявності обчислених значень ще не створюється1 достатнє уявлення про ступінь придатності піску за зерновим складом, оскільки не ясно, наскільки компактно поєднуються в піску його1 окремі фракції, зафіксовані ситами. Саме оптимальне поєднання фракцій, забезпечує сипкому матеріалу найменшу міжзернову пустотність, тобто мінімальний об'єм, який має бути зайнятий цементним тістом.. Кінцевий результат полягатиме не лише в економічності бетону (за витратою цементу), а й у поліпшенні деяких його важливих технічних властивостей—зменшенні усадки й повзучості.

    Для виробництва  щебеню подрібнюють  вивержені породи — граніт, діабаз, діорит; щільні осадові породи —  вапняк, доломіт; метаморфічні кварцити. При* дрібненні на; сучасних кар'єрах його поділяють на фракції: 5...10 мм, 10...20, 20...40, 40...70 мм. У разі потреби (на замовлення споживача) складають "суміш.: з двох-трьох фракцій.

    Якщо  немає достатніх гірських масивів, щоб організувати; видобуток щебеню, можна виробляти його подрібненням крупного гравію на щебінь. У цьому  разі виключаються затрати на ведення буровибухових робіт.

    Гравій (щебінь) просіюють крізь набір  сит, розміри отворів яких послідовно 1,25D_нб, D_нб, 0,5 (D_нб+ D_нм), D_нм (індекс нб означає найбільший діаметр, нм —найменший), і визначають часткові й повні залишки на кожному ситі, виражаючи їх у процентах за масою до просіюваної проби. Маса проби становить 5, 10, 20,30, 50 кг при найбільшій крупності 10, 20, 40, 70 мм. Якщо немає сит з вічками, діаметр яких дорівнює 1,25D_нб і 0,5 (D_нб + D_нм), то користуються ситами стандартного набору, розміри вічок яких найближчі: до потрібних.

    Виробництво сумішей на основі без цементних  в’яжучих ґрунтується на гідротермальному синтезі гідросилікатів кальцію, здійснюваному  в автоклаві при підвищених значеннях  тиску й температури водяної  пари. Тому такі матеріали й вироби дістали назву автоклавних силікатних.

    Аби підвищити міцність готових виробів, замість вапна застосовують вапняно-піщане в'яжуче, виготовлене одночасним помелом  грудкового негашеного вапна та кварцового піску. Змінюючи співвідношення між компонентами в'яжучого та тонкість помелу, регулюють активність в'яжучого та міцність готових виробів.

    При виготовленні автоклавних силікатних сумішей та виробів можуть використовуватися  також в'яжучі, які містять вапно. Їх виготовляють одночасним помелом негашеного вапна та гранульованого шлаку чи активних мінеральних добавок. Можна також використовувати білпозий (нефеліновий) шлам.¹⁷

    Технологія  виготовлення фарбових сумішей відрізняється  в залежності від типу та призначення  суміші. Оліфи — зв'язуючі для олійних фарбових сумішей, це продукти нагрівання до 160... 300 °С (варіння) рослинних висихаючих олій (лляної, конопляної, тунгової) при безперервному перемішуванні й продуванні крізь них повітря. Щоб прискорити висихання оліфи, під час .варіння олій до них додають 2...4 % сикативів — солей оксидів свинцю, марганцю, кобальту чи розчини інших металевих солей жирних кислоту органічних розчинниках. Таким чином, при виготовленні натуральної оліфи відбувається процес полімеризації вихідного мономеру.