Гіпс може використовуватися як основне в'яжуче, так і у вигляді мінеральної добавки. У першому випадку, як правило, потрібне введення добавки, яка уповільнює схоплювання гіпсу. Особливу увагу слід приділяти максимальній крупності зерен, оскільки часто вітчизняні гіпсові в'яжучі не відповідають вимозі по кількості зерен розміром більше 0,2 мм (не більше 14%).
Вапно. У гідратному вапні окрім вимог по обмеженню вмісту оксидів магнію (не більше 1%) і кальцію (не більше 3%) необхідно контролювати крупність зерен (не більш 0,3 мм). В деяких випадках гідратне вапно перед вживанням необхідно просіяти для відділення випадкових включень і сміття. Для сухих сумішей вельми важлива і вологість вапна. Існуюча вимога, що обмежує вологість гідратного вапна 5%, не цілком забезпечує необхідну вологість готової сухої суміші, оскільки деякі рецептури містять вапно в кількості 5% і більш. У зв'язку з цим слід обмежити вологість використовуваного вапна до 3%.
Пісок і наповнювачі.
Роль піску і наповнювачів в твердючій суміші дуже велика. Саме ці матеріали виконують роль скелета, що приймає на себе навантаження від внутрішніх напруг, що виникають через деформації структури як на стадії твердіння (усадка, контракція, хімічне розширення), так і в період експлуатації (температурні деформації і деформації від вологи). Крім того, введення наповнювача із зниженим модулем пружності підвищує тріщиностійкость і морозостійкість покриттів, оскільки частинки такого наповнювача служать перешкодою для зростання мікротріщин, що утворилися. Проте щоб наповнювач повністю виконував відведену йому роль, необхідно розподілити частинки так, щоб дрібніші фракції розташовувалися в проміжках між крупними, не розсовуючи їх. Це можливо тільки при введенні в суміш мінімум трьох різних фракцій наповнювача, діаметри яких повинні співвідноситися в певній пропорції. Завод сухих сумішей, який має декілька силосів для піску, дозволяє виконати роздільне дозування дрібної, середньої і крупної фракції у необхідній кількості, але тільки в тому випадку, якщо пісок перед завантаженням буде висушений і розділений на фракції потрібних розмірів. При цьому вологість піску і наповнювачів не повинна перевищувати 0,1%. Відносно домішок в піску необхідно керуватися вимогами СНиП 26633.
Домішки. Наявність великого числа домішок введених в строго необхідній кількості, - одна з головних відмінностей сухої будівельної суміші від товарного розчину, що дозволяє регулювати в достатньо широкому діапазоні як будівельно-технологічні, так і експлуатаційні властивості сумішей. Достатньо велике число вітчизняних хімічних домішок використовується в сухих сумішах для управління процесами схоплювання і твердіння, зміни рухливості, підвищення морозостійкості і водонепроникності. Проте цілий клас домішок - водорозчинних полімерів на основі ефірів крохмалю, метил целюлози, вінілацетата і ін. в Україні не виробляється. Це вельми істотно позначається на вартості вітчизняних сухих сумішей, оскільки виробники вимушені використовувати імпортні домішки цього класу. Відомо, що саме ці домішки забезпечують можливість використання тонкошарової технології, підвищують обробність і зв'язність суміші, покращують зчеплення покриття з основою, змінюють деформативні характеристики затверділого розчину. Все це вказує на необхідність і важливість організації виробництва водорозчинних полімерів цього виду в Україні.
1.2.3 Використання модифікуючих домішок при виробництві сухих будівельних сумішей
Без використання модифікуючих домішок неможливе виробництво високоякісних будівельних матеріалів, що забезпечують велику швидкість проведення робіт в сукупності зі світовим рівнем якості будівництва.
Первинна модифікація сухих будівельних сумішей (СБУ) досягається введенням складних ефірів целюлози (ЕЦ) - гідроксиетил- і гідроксипропілметилцелюлози в кількості 0,05-0,5% для поліпшення таких властивостей будівельних розчинів, як водоутримання, пластичність, відкритий час розчину. Добавка ЕЦ дозволяє застосовувати розчини в тонкому шарі, значно знизивши норму витрати суміші. Основними продуктами для будівельної хімії є метил-гідроксипропілцелюлоза (МГПЦ) і метил-гідроксиетилцелюлоза (МГЕЦ). Метилцеллюлоза формує високу водоутримуючу здатність композиції і зберігає свої властивості при температурі 4-40 °С; регулює консистенцію і реологічні процеси в будівельних системах; покращує адгезійну здатність матеріалів до основи. Завдяки цьому можливий контроль над такими якостями початкового матеріалу, як еластичність і формостійкість.
Застосування синтетичних дисперсій як додаткового зв'язуючого в сумішах з гідравлічними в'яжучими згодом дало поштовх розвитку ідеї перекладу водної дисперсії в суху форму - порошок.
Ця ідея вперше в світі була реалізована фірмою "Wacker-Chemi GmbH" в 1953 p., внаслідок чого методом розпилювального сушіння був одержаний гомополімерний дисперсійний порошок "VINNAPAS". У подальші роки було освоєне виробництво сополімерних порошків на основі вінілового ефіру, вінілхлориду, етилену, стиролу і акрилату.
Внаслідок додавання в склад СБС редиспергуючих сополімерних порошків (РСП), які можуть виступати в якості домішок або самостійного полімерного в'яжучого досягається більш високий рівень їх модифікації. Мінеральні в'яжучі забезпечують високу міцність при стисненні, але не можуть працювати на розтягування і згин, мають погану адгезію до "неспоріднених" матеріалів, особливо до тих, що не всмоктують воду - глазурованої кераміки, пластиків, металів, пенополістиролу і т.п. При дозуванні РСП від 0,5 до 5 мас. % значно поліпшуються технологічність, адгезія до основи, міцність на згин, водостійкость, морозостійкість. При дозуванні більш 5-7 масі. % РСП починають працювати як самостійні полімерні в'яжучі. Тому модифіковані ними будматеріали починають проявляти еластичні властивості: витримують великі деформуючі навантаження, мають підвищену стійкість проти стирання, кращу технологічність нанесення.
Для збільшення текучості розчину, зниження водопотреби суміші, і як наслідок збільшення кінцевої міцності, густини і однорідності затвердіваючого каменю використовують пластифікатори. Сучасні пластифікатори являють собою продукт поліконденсації на основі меламін-формальдегіда, полікарбоксилата и поліетиленгліколя. До таких домішок, наприклад, відносяться суперпластфікатори Melment і Melflux виробництва німецької фірми "SKW Polymers". Особливо вони рекомендуються в рецептурах самовирівнюючих сумішей, де грають важливу роль розріджувачів, пластифікаторів, диспергаторів і зменшують усадку.
В комплекс спеціальних хімічних домішок, які використовуються для виробництва СБС також входять:
• Модифікатори схоплювання (прискорювачі та уповільнювачі схоплювання);
• Диспергатори;
• Пароутворювачі;
• Антивспінники;
• Гідрофобізатори (в якості них використовуються стеарати кальція і цинку);
• Целюлозні волокна;
• Консерванти.
Кожен із вище перерахованих продуктів був спеціально розроблений для вирішення тих або інших властивостей матеріалу. Саме це обумовлює успіх при виробництві СБС у всьому світі.
1.3 Особливості заводської технології виготовлення СБС
Європейські виробники сухих сумішей і устаткування для їх виготовлення вважають, що потужність заводу менше 8-10 т/год. економічно недоцільна. Це твердження цілком обґрунтовано, якщо врахувати, що незалежно від того, яку потужність має завод, він повинен випускати мінімально необхідну номенклатуру сумішей того рівня якості, який визначений в державних стандартах. Цього можна досягти лише в тому випадку, якщо заводська технологія передбачає:
- наявність не менше 8 витратних силосів (в деяких випадках їх кількість досягає 20), що забезпечує мінімально необхідну номенклатуру сумішей і їх необхідну якість;
- наявність спеціального змішувача центрифужного типу;
- можливість використання сухого піску мінімум трьох-чотирьох фракцій;
- можливість зберігання і введення необхідних доз хімічних домішок в змішувач;
- автоматизовану систему управління виробничим процесом, включаючи при необхідності сушіння і
- розсівання на фракції піску або інших заповнювачів, що виключає дію на процес суб'єктивних або випадкових чинників.
З одного боку, забезпечення вказаних вище умов для заводу малої продуктивності (7 т/год. і менше) приводить до істотного збільшення одноразових витрат і підвищення вартості експлуатації такого комплекту устаткування. З іншою - невиконання цих умов приведе до неможливості забезпечення потрібної якості продукції.
Без виконання вказаних вище умов створити виробництво, що стабільно випускає продукцію на сучасному якісному рівні незалежно від країни-виробника не представляється можливим.
Наступна особливість виробництва сухих сумішей пов'язана з використовуваним піском. Як указувалося вище, пісок необхідний декількох різних фракцій з вологістю не більше 0,1%. Разом з тим далеко не у всіх регіонах України такий пісок присутній на будівельному ринку, а якщо сухий пісок і може бути поставлений, то не завжди вдається повністю виключити попадання в нього вологи в процесі транспортування, особливо при дощовій погоді. Висновок очевидний: забезпечити необхідну якість сухої суміші в цьому випадку можливо, тільки якщо завод включає технологічну лінію по підготовці піску, тобто його сушку і розсівання на фракції.
Досить прогресивною є адаптація заводів по виробництву СБС до найбільш ефективної лізингової системи.
Однією з найпоширеніших схем заводу для виробництва СБС являється вертикальна. її принцип полягає в розміщенні силосів сировинних компонентів в верхній частині башти над витягнутим зверху вниз ланцюгом технологічного обладнання. Сировинні матеріали піднімаються вверх один раз - при завантаженні їх в силоси і далі при проходженні всіх технологічних операцій рухаються вниз.