Способ приготовления сырьевой смеси для строительных изделий

 

Изобретение касается производства строительных изделий на основе гипсосодержащих вяжущих и представляет собой способ приготовления сырьевой смеси, включающий механическую активацию некоторой части гипсоцементной или фосфогипсоцементной смеси с водой и полимерными добавками в диспергаторе кавитационно-ударного типа при скорости вращения ротора не менее 300 мин^-1 в течение 2-3 мин в одну или две стадии. В качестве добавок применяются акриловые, битумные эмульсии, дивинилстирольный латекс, тетраэтоксисилан. На первой стадии диспергируется тетраэтоксисилан с минеральными компонентами и водой, на второй вводится полимерная эмульсия. Композиции характеризуются прочностью при сжатии 45-60 МПа, при изгибе 13-19 МПа, коэффициентом размягчения, равным 0,87-0,92 1 з. п.ф-лы, 5 табл.

Изобретение касается производства строительных материалов и изделий на основе гипсоцементных и гипсоизвестковых вяжущих веществ и может быть использовано при изготовлении декоративных плит, покрытий полов, отделочных растворов и т.п. в жилищном, гражданском и промышленном строительстве.

Известен способ приготовления сырьевой смеси для строительных изделий на основе гипсосодержащего компонента и добавок, например ортосиликата кальция, при котором смесь подвергают механической обработке не бегунах, в процессе которой вводят кремнефтористоводородную кислоту [1] Механическая обработка смеси улучшает ее гомогенизацию и несколько повышает свойства.

Большей однородности смеси удается достигнуть путем применения комплексных воздействий на приготавливаемую гипсоцементную смесь ударного воздействия и диспергирующего усилия до получения гомогенной дисперсной смеси [2] Механические воздействия на смесь улучшают свойства строительных изделий, однако такие показатели, как водостойкость, морозостойкость, истираемость, ударная прочность, прочность при изгибе и растяжении, остаются довольно низкими.

Наиболее близким к предлагаемому является способ приготовления сырьевой смеси для строительных растворов [3] согласно которому фосфогипсоцементная смесь предварительно обрабатывается (активизируется) в агрегате ударного действия совместно с добавками, в качестве которых применяется поташ и сульфитно-дрожжевая бражка, затем диспергируется и гомогенизируется совместно с полуводным гипсом, при этом достигается прочность при сжатии 20,8-30,3 МПа, коэффициент размягчения 0,71, отсутствует солеобразование на поверхности.

Однако указанный способ характеризуется высокой трудоемкостью приготовления смеси, большим количеством операций, вводимые же добавки не обеспечивают даже при существующих активизирующих воздействиях мелотерок, дезинтеграторов, двухвальных смесителей достаточно высокой водо- и морозостойкости, прочности при изгибе и износостойкости изделий на основе указанной сырьевой смеси.

Целью изобретения является получение гипсоцементной либо гипсоизвестковой смеси, обеспечивающей высокую водо- и морозостойкость, прочность при изгибе и износостойкость строительных изделий на ее основе.

Указанная цель достигается тем, что активация некоторой части гипсоцементной или фосфогипсоцементной смеси с полимерными добавками производится в диспергаторе кавитационно-ударного действия при скорости вращения ротора не менее 3000 мин^-1 в течение 2-3 мин в одну или две стадии с последующим перемешиванием активированной смеси с остальным минеральным вяжущим.

В качестве добавок применяются полимерные эмульсии, например акриловая, битумная, латекс и кремнийорганический промотор адгезии, например тетраэтоксисилан.

При активации смеси в две стадии в диспергаторе вначале обрабатывается часть цемента, гипса (фосфогипса) с водой и тетраэтоксисиланом, а затем вводятся полимерные эмульсии.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Были изготовлены гипсоминеральные и фосфогипсоминеральные образцы-цилиндры размером D 30 мм, L 30 мм, образцы балочки 40х40х160 мм согласно прототипу и прелагаемому способу и испытывались на: прочность при сжатии ГОСТ 23789-79; прочность при изгибе ГОСТ 23789-79; водопоглощение ГОСТ 23789-79; водостойкость ГОСТ 23789-79; морозостойкость ГОСТ 7025-78; истираемость ГОСТ 130087-81.

Образцы изготавливались следующим образом: согласно прототипу: фосфогипс, цемент, поташ и сульфитно-дрожжевую бражку смешивали в двухвальном смесителе в течение 120 с и затем перетирали 60 с в краскотерке, после чего смешивали с гипсом и гомогенизировали смесь в мелотерке в течение 12 с; согласно предлагаемому способу смесь полимерных добавок, воды и небольшого количества гипса (фосфогипса), цемента диспергировали в диспергаторе кавитационно-ударного действия (частота вращения ротора 50 с^-1) (в течение 1-4 мин в две стадии, после чего подавали в лабораторную мешалку, где смешивали с остальным гипсом фосфогипсом) и заливали в формы. Затвердевшие образцы испытывали в возрасте 1,14 и 28 суток. В табл.1 представлены составы гипсоцементных смесей, а в табл.2 их физико-механические свойства.

Смеси для диспергирования содержали воду, полимерную эмульсию, тетраэтоксисилан, гипс (фосфогипс) и цемент в соотношении, мас.

Таким образом, соотношение жидких компонентов соответствовало их соотношениям в составах, а твердое вяжущее (гипс + цемент) варьировалось и в экспериментах составляло 0,015; 0,05; 0,07; 0,10; 0,13; 0,30 частей от их количества в рецептуре смеси. При этом смеси, изготовленные по одностадийному режиму активации, характеризовались следующими свойствами (табл.4) Из табл.4 видно, что доля твердого компонента смеси может изменяться, но достаточно высокие технологические и прочностные показатели получаются при диспергировании 0,05-0,1 ч. твердого компонента, в последующем с увеличением этой доли смеси быстро схватываются, чем усложняется технологический процесс, хотя увеличение доли твердого компонента не исключается, однако при этом требуется корректировка расхода воды и режимов укладки.

Режим диспергирования отрабатывался в зависимости от подвижности смесей и физико-механических свойств отвердевшего вяжущего.

Были опробованы 2 режима активации одностадийный и двухстадийный (см.табл.5):
при одностадийном режиме все составляющие диспергировались при одновременной загрузке;
при двухстадийном режиме вначале вводились вода, сухие компоненты и промотор адгезии, диспергировались половину времени от общего времени обработки, затем вводилась полимерная эмульсия и процесс обработки продолжался в течение остального времени. После активации водно-полиминеральная смесь вводилась в остальное вяжущее, перемешивалась в лабораторном двухвальном смесителе в течение 1 мин и заливалась в формочки.

Результаты экспериментов показывают, что предварительная активация водно-полимерминеральной смеси в течение 2-3 мин позволяет значительно повысить за счет кавитационных и гидродинамических сил активность вводимых в смеси полимерных эмульсий и возникающие поверхностные связи силанового типа между полимерными эмульсиями и минеральной составляющей. При этом снижается водовяжущее отношении смесей, увеличивается их прочность (в 2-2,5 раза), снижается водопоглощение (в 2,9-5 раз), повышается морозостойкость в 3-5 раз, снижается истираемость в 2-4 раза.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ СЫРЬЕВОЙ СМЕСИ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий механическую активацию гипсоцементного или фосфогипсоцементного вяжущего с добавками и водой, отличающийся тем, что механической активации подвергают часть, например 1/15, гипсоцементного или фосфогипсоцементного вяжущего и осуществляют ее в диспергаторе кавитационно-ударного типа в течение 2-3 мин при частоте вращения ротора не менее 3000 мин^-1 с последующим перемешиванием с оставшимся гипсоцементным или фосфогипсоцементным вяжущим, при этом в качестве добавок используют тетраэтоксисилан, полимерную эмульсию из группы акриловая, битумная или бутадиенстирольный латекс при следующем соотношении компонентов сырьевой смеси, мас.

Гипс или фосфогипс 70,2-71,2
Цемент 7,02-7,16
Тетраэтоксилан 0,39 0,46
Полимерная эмульсия 1,54-2,31
Вода Остальное
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что механическую активацию осуществляют в две стадии, при этом на первой стадии активируют часть гипсоцементного или фосфогипсоцементного вяжущего с водой и тетраэтоксисиланом в течение 1/2 общего времени активации, на второй стадии вводят полимерную эмульсию или бутадиенстирольный латекс.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4