Моделирование процессов
использования сухих строительных растворов

Леонид Сафронович Стреленя,
главный технолог ООО "ПЕТРОМИКС"

Производство сухих строительных смесей - сравнительно новая отрасль строительной индустрии России.

Повышение качества CCC требует развития научных исследований в области технологии композиционных материалов. Одним из разделов таких исследований и является моделирование производственных процессов применения ССС в лабораториях производителей. Ярким примером моделирования условий приклеивания плитки, пришедшим к нам с европейскими технологиями, является определение такого показателя контроля качества ССС, как устойчивость к скольжению растворной смеси. В этом случае осуществляется прямое моделирование условий установки кафельной плитки, ее прижатие к основанию с заданной нагрузкой в течение требуемого времени и возможность фиксации величины перемещения плитки при ее вертикальном положении. Физическое моделирование жидкотекучих составов (самонивелирующиеся составы для полов) осуществляется в вискозиметре Суттарда, где испытуемая проба растекается под собственным весом. Так как цементно-полимерные составы по реологическому признаку относятся к вязко-пластическим телам со сложными моделями, целесообразно глубже оценивать научно обоснованные, а не условные реологические параметры таких составов на вискозиметрах ротационного или капиллярного типов.

Такие исследования позволят рационально и целенаправленно управлять реологическими параметрами для получения композиционных материалов с изначально заданными свойствами. По предложению, растекание самонивелирующихся составов для пола может оцениваться показателем, характеризующим связь эффективной вязкости цементно-полимерного состава с пластической вязкостью этого же образца. Установлена закономерность: чем меньше характер течения цементно-полимерных составов отличается от течения истинных ньютоновских жидкостей, тем больше вероятность получить заданную текучесть. С другой стороны, цементно-полимерные составы как вязкопластичные материалы обладают прочностными свойствами, которые можно оценить предельным статическим напряжением сдвига.

На основе экспериментов предлагается безразмерный комплекс, характеризующий растекание самонивелирующихся составов:



где Д= 0,2 м - условный диаметр растекания;
y - удельный вес строительной смеси, Н/м3;
- предельное статическое напряжение, Н/м3.

Этот комплекс характеризует растекание дисперсных систем на основе прочностных показателей в статике.

Критическая величина этого комплекса будет уточняться в процессе набора статистических данных.

Такой показатель штукатурных составов, как "стекание", характеризует ползучесть растворов в толстых слоях на вертикальных стенах и может моделироваться путем нанесения цилиндрического слоя на вертикальную стенку с помощью металлического кольца заданной высоты. Численным показателем здесь может служить величина перемещения внешнего торца цилиндра, приготовленного из штукатурного состава. В штукатурных составах, отвечающих показателю "отсутствие стекания", смещение торца кольца не превышает 0.1 толщины слоя за 10 минут нахождения в вертикальном положении. В опытах использовали кольцо, которое применяется при определении водоудерживающей способности строительного раствора. Кольцо устанавливается на асбестовую плиту, наполняется штукатурным составом, затем кольцо снимается, а плита устанавливается в вертикальное положение. Такой показатель качества строительного раствора, как липкость к инструменту, в настоящее время является субъективным параметром и в практике не оценивается количественно, а моделирование в лабораторных условиях такого процесса разработано недостаточно.

Величина липкости в технологии отделочных работ носит двойственный характер: строительные растворы должны надежно прилипать к строительным элементам (липкость - предпосылка для высокой адгезионной прочности отвердевшего строительного раствора), и в то же время сила прилипания к инструменту должна быть ниже, чем к строительным конструкциям. Один из способов дифференциальной оценки липкости может быть основан на "эффекте пристенного скольжения". Эффект пристенного скольжения проявляется в инструментальной реологии при оценке реологических параметров дисперсных систем, к которым и относятся цементно-полимерные смеси. Сущность эффекта пристенного скольжения заключается в том, что при течении дисперсных систем на контакте с твердой стенкой появляется скольжение потока. Этот эффект занижает показатели прочностных характеристик дисперсных систем.

Моделирование этого способа может быть осуществлено на вискозиметре ротационного типа с использованием гладкого и рифленого измерительных цилиндров.

Качественную дифференциальную оценку липкости раствора к инструменту можно произвести и на приспособлении для определения скольжения кафельной плитки. В этом случае эксперименты по оценке скольжения и сползания проводятся дважды: один раз плитку на начесанный строительный раствор укладывают рабочей стороной (с гофрами), а другой раз - гладкой (глазурированной) стороной. Дополнительно на кафельную плитку навешивают грузы до момента обрушения (сползания). Оценка липкости осуществляется по разности показателей напряжений сдвига на гладкой и рифленой поверхности.

Сухие смеси ООО "ПЕТРОМИКС" разрабатывались с помощью указанных способов моделирования процессов их применения.