Минеральное вяжущее
Изобретение относится к составам вяжущих материалов и может быть использовано при монолитном возведении конструкций зданий - стен, перегородок, перекрытий, покрытий, для изготовления мелкоштучных изделий, а также для изготовления на его основе сухих строительных смесей. Минеральное вяжущее включает, мас.%: гипс 50-99,5, дефекат - отход сахарного производства с содержанием кальцита 60-85% и размером частиц менее 50 мкм 0,5-50. Технический результат - увеличение сроков схватывания минерального вяжущего. 2 табл.
Изобретение относится к составам вяжущих материалов и может быть использовано при монолитном возведении конструкций зданий - стен, перегородок, перекрытий, покрытий, для изготовления мелкоштучных изделий, а также для изготовления на его основе сухих строительных смесей.
При работе с гипсовыми вяжущими и смесями на их основе возникает проблема увеличения сроков схватывания, которая существует и в настоящее время.
Известен состав гипсового вяжущего, где кроме полуводного гипса вводится добавка тонкоизмельченного известняка в количестве от 50 до 100% к полуводному гипсу, что увеличивает начало схватывания с 7,5 минут до 12 минут и конец схватывания с 11 минут до 16 минут (авт. свид. №73705, Кл. 80b, 601, опубл. 31.01.1949 г.), который взят в качестве прототипа.
Однако данный состав имеет недостаточное увеличение интервала начала и конца схватывания для проведения с ним работ по монолитным заливкам в построечных условиях, кроме этого применяемый в составе высокопрочный гипс является дорогим для его применения в обычных перегородках, стенах, конструкциях покрытий, в общественных внутренних работах.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в увеличении сроков схватывания минерального вяжущего.
Для достижения указанного технического результата минеральное вяжущее вещество, включающее гипс и добавку, в качестве добавки содержит дефекат, являющийся отходом сахарного производства с содержанием кальцита 60-85% и размером частиц менее 50 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас.%: гипс 50-99,5, дефекат 0,5-50.
В результате введения в минеральное вяжущее в качестве добавки дефеката, являющегося отходом сахарного производства с содержанием кальцита 60-85% и размером частиц менее 50 мкм, увеличились сроки схватывания от 10 до 35 раз.
Микронные размеры кальцита в дефекате обусловлены технологией очистки сахарного сиропа известковым тестом с его последующим переводом обратно в кальцит за счет продувки раствора сахарного сиропа углекислым газом. При этом сахарный сироп является границей раздела кристаллов кальцита и органических растительных частиц, предотвращая их агрегатирование и срастание.
Использование дефеката в качестве сырья для получения строительных изделий позволит сахарным заводам освободиться от отходов производства.
Для подбора состава вяжущего используют быстротвердеющий (по ГОСТ 125-79) гипс марки Г-6 Аракчинского завода Республики Татарстан со следующими сроками схватывания, начало схватывания 3-4 минуты, окончание 10 минут, а также нормальнотвердеющий гипс марки Г-6 Волгоградского завода с началом схватывания 13,5 минут и окончанием схватывания 17,5 минут.
В качестве добавки используют порошкообразный дефекат Буинского сахарного завода Республики Татарстан с содержанием 70-75% кальцита, исходной влажностью 25%, размером частиц менее 50 мкм.
Порядок работы по двум нижеприведенным примерам был следующим: сначала в скоростной смеситель заливают весь объем воды, в котором растворяют при перемешивании весь дефекат в течение 0,5-1,0 минуты, после чего постепенно в смесь при работающем смесителе засыпают весь объем гипса, затем перемешивают в течение 1-1,5 минут и получают вяжущее.
Пример 1
Для подбора состава минерального вяжущего используют гипс марки Г-6 Аракчинского завода Республики Татарстан, дефекат Буинского сахарного завода с исходной влажностью 25%, со средним содержанием кальцита 60-85%.
Подбор состава состоит в предварительном стандартном подборе водотвердого отношения для каждого состава вяжущего, определении нормальной густоты вяжущего, с последующим определением сроков схватывания, изготовлением образцов в виде стандартных балочек и их испытании на изгиб и сжатие по ГОСТ 23789-79 Вяжущие гипсовые. Методы испытаний.
Сырьевую смесь вяжущего получают путем предварительного смешивания дефеката с водой с последующим добавлением гипса и в соотношениях гипс:дефекат, равных 99,5:0,5, 98:2, 95:5, 90:10, 80:20, 70:30, 60:40, 50:50, 40:60.
| Таблица 1 | ||||||||||
| Показатели | Гипс Г-6 Аракчинского завода РТ + дефекат с влажностью 25% (составы), мас.% | |||||||||
| 100:0 | 99,5:0,5 | 98:2 | 95:5 | 90:10 | 80:20 | 70:30 | 60:40 | 50:50 | 40:60 | |
| Водотвердое отношение | 0,58 | 0,58 | 0,58 | 0,57 | 0,55 | 0,52 | 0,5 | 0,49 | 0,48 | 0,6 |
| Начало схватывания | 3 | 5 | 8 | 12 | 20 | 27 | 33 | 61 | 106 | 281 |
| Конец схватывания (минут) | 10 | 12 | 15 | 21 | 35 | 50 | 59 | 98 | 194 | - |
| Прочность на сжатие через 2 часа (кг/см2) | 60 | 59 | 55 | 51 | 36,6 | 33 | 21 | 5,3 | ||
| Прочность на сжатие через 7 суток (кг/см2) | 130 | 129 | 126 | 110 | 86 | 70 | 45 | 27 | 23 | 12 |
| Прочность на изгиб через 2 часа (кг/см2) | 31 | 31 | 30 | 29 | 23,8 | 18,2 | 13 | 5,6 | ||
| Прочность на изгиб через 7 суток (кг/см2) | 54 | 54 | 53 | 51 | 49 | 38,9 | 27 | 14,2 | 9,9 | 7,1 |
Из приведенных данных в таблицы 1 видно, что при введении в состав вяжущего дефеката в количестве от 0,5% до 60% наблюдается увеличение сроков схватывания. В соответствии с положениями ГОСТ 125-79 вид исходного гипса Аракчинского завода является быстротвердеющим с началом схватывания 3 минуты и окончанием 10 минут, при введении в исходный гипс 5% дефеката вид вяжущего изменяется на нормальнотвердеющий, а при введении дефеката 10% и более вид вяжущего становится медленнотвердеющим с началом схватывания от 20 минут и более.
Пример 2
Выполняется по примеру 1, с тем отличием, что для получения сырьевой смеси используют нормальнотвердеющий гипс марки Г-6 Волгоградского завода со следующими сроками схватывания: начало схватывания 13,5 минут, окончание - 17,5 минут.
Составы и физико-технические характеристики приведены в таблице 2.
| Таблица 2 | ||||||||||
| Показатели | Гипс Г-6 Волгоградского завода + дефекат с влажностью 25% (составы), мас.% | |||||||||
| 100:0 | 99,5:0,5 | 98:2 | 95:5 | 90:10 | 80:20 | 70:30 | 60:40 | 50:50 | 40:60 | |
| Водотвердое отношение | 0,52 | 0,52 | 0,52 | 0,51 | 0,51 | 0,48 | 0,47 | 0,46 | 0,46 | 0,58 |
| Начало схватывания | 13,5 | 14,1 | 14,1 | 18,0 | 24,5 | 31,5 | 44,0 | 61,5 | 126,5 | 300 |
| Конец схватывания (минут) | 17,5 | 18,2 | 18,2 | 24,5 | 36,0 | 57,0 | 75,0 | 110,5 | 208,0 | - |
| Прочность на сжатие через 2 часа (кг/см2) | 61,0 | 60,0 | 50,5 | 50 | 38,7 | 31,6 | 20,4 | 5,2 | - | - |
| Прочность на сжатие через 7 суток (кг/см2) | 154,8 | 152,0 | 150,2 | 141,6 | 123,6 | 105,8 | 63,8 | 44,6 | 29,6 | 22 |
| Прочность на изгиб через 2 часа (кг/см2) | 34,1 | 34,0 | 33,9 | 32,3 | 26,4 | 19,9 | 14,3 | 5,4 | - | - |
| Прочность на изгиб через 7 суток (кг/см2) | 52,3 | 50,1 | 46,4 | 45,7 | 43,4 | 30 | 18,7 | 11,1 | 5,8 |
При введении в исходный гипс 10% дефеката вид вяжущего изменяется на медленнотвердеющий, с началом схватывания от 20 минут и более.
При введении в гипс (как Аракчинского, так и Волгоградского заводов) свыше 50% дефеката у изделий увеличивается водопотребность, наблюдается водоотделение, падает прочность на сжатие и на изгиб. Готовые изделия при соотношении гипс:дефекат, равном 70-99,5:0,5-30, имеют физико-технические показатели, удовлетворяющие ГОСТ 125-79, марку вяжущего от Г2 до Г6 и в 3-4 раза более продолжительные сроки схватывания по сравнению с прототипом, а составы с соотношением гипс:дефекат, равном 60-50:40-50, имеют начало схватывания более 60 минут и окончание схватывания более 90 минут и пригодны для изготовления на их основе сухих строительных смесей (см. таблицы 1 и 2).
Были проведены натурные испытания предлагаемого минерального вяжущего при монолитном изготовлении межкомнатных перегородок. Смесь вяжущего вещества, состоящая из 70% Аракчинского гипса марки Г-6 и 30% дефеката Буинского сахарного завода с водотвердым отношением 0,5 и началом схватывания 36 минут, а окончанием схватывания 65 минут, перемешивалась в скоростном смесителе в течение 5 минут, загрузка смесителя осуществлялась в следующей последовательности: сначала загружалась вода и дефекат, после чего гипс. Приготовленное вяжущее героторным насосом по шлангам подавалось в смонтированную опалубку межкомнатных перегородок. Через три часа производился демонтаж опалубки. Полученные перегородки имели ровную лицевую поверхность и прочность на сжатие более 20 кг/см2.
Таким образом, предлагаемое минеральное вяжущее позволяет увеличить сроки схватывания в 10-35 раз в зависимости от марки гипса и от его месторождения.
Минеральное вяжущее, включающее гипс и добавку, отличающееся тем, что в качестве добавки оно содержит дефекат - отход сахарного производства с содержанием кальцита 60-85% и размером частиц менее 50 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| гипс | 50-99,5 |
| дефекат | 0,5-50 |
