Способ получения гипсового вяжущего

Изобретение относится к способам изготовления строительных материалов и может быть использовано при получении гипсовых вяжущих. Технический результат - замедление сроков схватывания гипсового вяжущего и повышение прочности гипсового камня на его основе. В способе получения гипсового вяжущего, включающем дробление гипсового сырья, его дегидратацию до получения гипсового вяжущего в присутствии модификатора и последующий помол, в качестве модификатора используют карбонатсодержащий шлам водоумягчения ТЭЦ, механохимически активированный помолом совместно с суперпластификатором С-3, при этом модификатор имеет, например, следующий состав, мас.%: карбонатсодержащий шлам водоумягчения ТЭЦ 99,0-99,5, суперпластификатор С-3 0,5-1,0, а гипсовое вяжущее получают, например, из следующего состава, мас.%: гипсовое сырье - 85,0-95,0, модификатор - 5,0-15,0. 4 з.п. ф-лы, 4 табл.

 

Изобретение относятся к способам изготовления строительных материалов и может быть использовано при изготовлении гипсовых вяжущих.

Известен способ получения гипсового вяжущего путем двухстадийной тепловой обработки измельченного гипсового камня с введением в него 0,2-0,4 мас.% добавки водного раствора хлористого кальция и/или хлористого натрия, и/или натриевой соли нафталинсульфоновой кислоты (А.С. СССР №1511231, МКИ⁴ С 04 В 11/00, опуб. 30.09.89, бюл. №36).

Недостатками способа являются короткие сроки схватывания и низкая прочность получаемого гипсового вяжущего, а также сложность технологического процесса его производства.

Известен способ получения гипсового вяжущего путем тепловой обработки гипсового сырья, измельченного до удельной поверхности 3600-4000 см²/г, которое перед помолам обрабатывается распылением 0,02-0,04% технических лигносульфонатов. В процессе тепловой обработки гипсового камня при атмосферном давлении в котел вводятся водный раствор поваренной соли в количестве 0,2-0,5% от массы сырья и дополнительно распылением технические лигаосульфонаты в количестве 0,1-0,2% от массы сырья (А.С. СССР №1491833, МКИ⁴ С 04 В 11/00, опуб. 07.07.89, бюл. №25).

Недостатками известного способа являются короткие сроки схватывания полученного вяжущего, сложная технология его получения, а также быстрый износ оборудования для варки гипса вследствие воздействия на него поваренной соли.

Известен способ получения гипсового вяжущего в варочном котле с добавкой 0,1-0,15% поваренной соли (Вихтер Я.И. Производство гипсовых вяжущих веществ. Учебное пособие для подготовки рабочих на производстве. - М.: Высшая школа, 1974, с.233-234).

Недостатком известного способа является быстрая потеря активности полученного вяжущего вследствие усиленного поглощения водяных паров из воздуха, а также быстрый износ варочных котлов, причиной которого является поваренная соль.

Известен способ получения гипсового вяжущего, включающий тепловую обработку гипсового камня и его помол в присутствии суперпластификатора С-3 при температуре не менее 75-80°С (А. С.СССР №1784602, МКИ⁵ С 04 В 28/14, опубл. 30.12.92).

Недостатками известного способа являются сложность и высокая стоимость технологического оборудования.

Известен способ получения гипсового вяжущего, включающий помол гипсового камня с добавкой суперпластификатора С-3 и тепловую обработку при атмосферном давлении (А.С. СССР №1744074, МКИ⁵ С 04 В 11/00, 28/14, опуб. 30.06.92, бюл. №24 - прототип).

Недостатком известного способа являются короткие сроки схватывания получаемого вяжущего.

Технической задачей изобретения является замедление сроков схватывания гипсового вяжущего и повышение прочности гипсового камня на его основе.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе получения гипсового вяжущего, включающем дробление гипсового сырья, его дегидратацию до получения гипсового вяжущего в присутствии модификатора и последующий помол, в качестве модификатора используют карбонатсодержащий шлам водоумягчения ТЭЦ, механохимически активированный помолом совместно с суперпластификатором С-3, причем в качестве гипсового сырья используют гипсовый камень, а операцию помола при механохимической активации выполняют, например, в шаровой мельнице, при этом модификатор может иметь, например, следующий количественный состав, мас.%:

Карбонатсодержащий шлам	99,0-99,5
водоумягчения ТЭЦ
Суперпластификатор С-3	0,5-1,0

а гипсовое вяжущее может быть приготовлено из следующего количественного состава, мас.%:

Гипсовое сырье	85,0-95,0
Модификатор	5,0-15,0

Изобретение имеет следующие отличия от прототипа:

- в качестве модификатора используют карбонатсодержащий шлам водоумягчения ТЭЦ, механохимически активированный помолом совместно с суперпластификатором С-3;

- в качестве гипсового сырья используют гипсовый камень;

- операцию помола при механохимической активации выполняют, например, в шаровой мельнице;

- модификатор может иметь, например, следующий количественный состав, мас.%:

Карбонатсодержащий шлам	99,0-99,5
водоумягчения ТЭЦ
Суперпластификатор С-3	0,5-1,0

- а гипсовое вяжущее получают, например, из следующего количественного состава, мас.%:

Гипсовое сырье	85,0-95,0
Модификатор	5,0-15,0

Это позволит замедлить срок схватывания гипсового вяжущего и повысить прочность гипсового камня на его основе.

В просмотренном нами патентно-информационном фонде не обнаружено аналогичных технических решений, а также решений с указанными отличительными признаками.

Изобретение применимо и будет использовано на предприятиях отрасли в 2005-2006 г.г.

Следует отметить, что заявители претендуют на правовую охрану прежде всего качественного состава используемой для выполнения способа композиции, что и отражено в первом независимом пункте формулы изобретения. Что касается количественных составов модификатора и вяжущего, то они находятся в стадии апробации и могут уточняться в зависимости от качества используемых отдельных компонентов, а также при применении заявленного способа в тех или иных условиях различных предприятий-изготовителей.

Для выполнения способа применяли следующие вещества:

- гипсовый камень Камско-Устьинского месторождения по ГОСТ 4013-82 размером частиц не более 5 мм;

- карбонатсодержащий шлам, образующийся при водоумягчении Казанской ТЭЦ-1;

- суперпластификатор С-3 производства ООО "Полипласт Новомосковск" (г.Новомосковск), (ТУ 6-36-0204229-625-90), полученный на основе натриевых солей продукта конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида. В таблице 1 представлен химический состав используемого гипсового сырья.

В таблице 2 представлен минеральный состав используемого гипсового сырья.

В таблице 3 представлен химический состав шлама водоумягчения Казанской ТЭЦ-1.

Способ осуществляли следующим образом.

ПРИМЕР.

Гипсовое сырье (гипсовый камень) подвергают дроблению до размера частиц, например, не более 5 мм. Для получения модификатора карбонатсодержаший шлам водоумягчения ТЭЦ высушивают при температуре, например, 60°С до постоянной массы. Затем карбонатсодержащий шлам водоумягчения ТЭЦ и суперпластификатор С-3 в соотношениях, приведенных в качестве примерных в п.4 формулы изобретения подвергают механохимической активации помолом в шаровой мельнице до тонкости помола по остатку на сите №008, например, не более 2%. Далее гипсовое сырье вместе с модификатором в соотношениях, приведенных в качестве примерных в пункте 5 формулы изобретения, подвергают дегидратации при температуре 150-160°С до получения гипсового вяжущего.

После остывания полученного гипсового вяжущего до температуры 20+5°С его размалывают до тонкости помола,например, не более 14% по остатку на сите №02.

В таблице 4 представлены составы для обжига по приведенным примерам и физико-технические показатели полученных при этом гипсовых вяжущих. Из таблицы 4 видно, что использование заявленного способа позволяет замедлить сроки схватывания гипсового вяжущего с 6 минут до 19-22 минут по началу и с 8 минут до 22-24 минут по концу схватывания, при этом прочность гипсового камня на основе такого вяжущего повышается в 1,2-1,5 раза по сравнению с прочностью гипсового вяжущего по прототипу.

Таблица 1 Химический состав гипсового камня
Содержание, %
SiO2	Al2O3+Fe2O3	CaO	MgO	SO3	H2O гидратная
0,49	0,05	32,75	0,47	46,58	19,52
Таблица 2 Минеральный состав гипсового камня
Содержание, %
Двуводный гипс	Ангидрит	Доломит	Кварц и глинистые минералы
92-94	4,5-5,5	1-1,5	0,5-1
Таблица 3 Химический состав шлама водоумягчения Казанской ТЭЦ-1
Содержание, %
Н2O	1,41
SiO2	5,44
TiO2	0,07
Al2O3	1,48
Fe2O3	5,73
MnO	0,08
CaO	42,55
MgO	4,29
Na2O	0,11
К2O	0,21
Р2O5	0,16
SO3 - общ.	0,37
ппп 1000°	39,6

Таблица 4 Составы для обжига и свойства полученного гипсового вяжущего
№состава	Соотношение компонентов, %	Физико-технические свойства полученного гипсового вяжущего
	Гипсовое сырье (гипсовый камень)	Модификатор при соотношении карбонатсодержащий шлам: С-3, мас.%	Сроки схватывания, мин.	Предел прочности при сжатии через 2 суток, МПа
99,5:0,5	99,3:0,7	99,0:1,0	начало	конец
1.(прототип)	100	-	-	-	6	8	6,9
2.	95	5			7	8	10,4
3.	90	10			8	9	10,0
4.	85	15			19	22	9,5
5.	95		5		6	7	9,7
6.	90		10		9	10,5	9,1
7.	85		15		20,5	23	8,3
8.	95			5	5	6	9,0
9.	90			10	10	12	8,3
10.	85			15	22	24	7,0

1. Способ получения гипсового вяжущего, включающий дробление гипсового сырья, его дегидратацию до получения гипсового вяжущего в присутствии модификатора и последующий помол, отличающийся тем, что в качестве модификатора используют карбонатсодержащий шлам водоумягчения ТЭЦ, механохимически активированный помолом совместно с суперпластификатором С-3.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве гипсового сырья используют гипсовый камень

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что операцию помола при механохимической активации выполняют в шаровой мельнице.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что модификатор имеет следующий состав, мас.%:

Карбонатосодержащий шлам водоумягчения ТЭЦ	99,0-99,5
Суперпластификатор С-3	0,5-1,0

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что гипсовое вяжущее получают из следующего состава, мас.%:

Гипсовое сырье	85,0-95,0
Модификатор	5,0-15,0