Сырьевая смесь
Владельцы патента RU 2368587:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Брянская государственная инженерно-технологическая академия" (RU)
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий на основе гипсового вяжущего как в гражданском, так и в промышленном строительстве. Технический результат - повышение прочности при сжатии, уменьшение водопоглощения и повышение водостойкости. Сырьевая смесь, содержащая β-полугидрат сульфата кальция, кальцийсодержащий осадок сточных вод радиотехнического производства, высушенный до постоянной массы, и воду, дополнительно содержит модифицирующую добавку с удельной поверхностью 500 м2/г, полученную совместным помолом глауконитового песка с содержанием SiO2 87% и суперпластификатора С-3 в количестве 1% от массы песка, при следующем соотношении компонентов, мас.%: β-полугидрат сульфата кальция 55-57, кальцийсодержащий осадок сточных вод радиотехнического производства 5-6, указанная добавка 10-15, вода остальное. 3 табл.
Известна сырьевая смесь, содержащая, мас.%: - полугидрат сульфата кальция - 40-60, шлам аглодоменного производства - 15-35, вода - остальное. Недостатком этой композиции является высокое водопоглощение (10-18%) и низкая прочность при сжатии через 1,5 ч (4,6-4,8 МПа) (АС СССР №1449554, С04В 11/00).
Наиболее близкой по технической сути и достигаемому результату является вяжущее для изготовления строительных изделий, включающее, мас.%:
| β-полугидрат сульфата кальция | 50-54 |
| Кальцийсодержащий осадок сточных вод | |
| радиотехнического производства | 19-25 |
| Вода | остальное |
Недостатком этой сырьевой смеси являются: невысокая прочность через одни сутки (3,8 МПа) и низкая водостойкость (коэффициент размягчения 0,52) (АС СССР №1731753, С04В 11/00).
Задачей изобретения является получение сырьевой смеси для изготовления гипсобетонных изделий с повышенной прочностью при сжатии, низким водопоглощением и высоким коэффициентом водостойкости.
Решение задачи достигается тем, что сырьевая смесь, состоящая из β-полугидрата сульфата кальция, кальцийсодержащего осадка сточных вод радиотехнического производства и воды, дополнительно содержит модифицирующую добавку, получаемую совместным помолом глауконитового песка и суперпластификатора С-3 в количестве 1% от массы песка при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
| β-полугидрат сульфата кальция | 55-57 |
| Кальцийсодержащий осадок сточных вод | |
| радиотехнического производства | 5-6 |
| Органоминеральная добавка | 10-15 |
| Вода | остальное |
Кальцийсодержащий осадок сточных вод радиотехнического производства представляет собой порошок светло-серого цвета. Химический состав осадка приводится в табл.1.
В качестве модифицирующей используется добавка, получаемая совместным помолом до удельной поверхности 500 м2/кг глауконитового песка с содержанием SiО2 87% и суперпластификатора С-3, взятого в количестве 1% от массы песка.
Известно, что материалы на основе гипсовых вяжущих являются неводостойкими, что связано с высокой растворимостью двуводного гипса CaSО4·H2О в местах контакта кристаллических сростков в его структуре. Коэффициент размягчения таких изделий (Кр) не превышает 0,4-0,55.
Модифицирующая добавка в виде молотого глауконитового песка и С-3 выполняет двойную функцию. С одной стороны, она способствует снижению водопотребности за счет пластифицирующего эффекта С-3 и повышению плотности и прочности. А с другой стороны, являясь активной минеральной добавкой, глауконитовый песок взаимодействует с гидроксидом кальция с образованием гидросиликатов, являющихся связкой, цементирующей крупные кристаллы двугидрата сульфата кальция, которые образуются при твердении β-полугидрата и защищают их от растворения водой, результатом чего является повышение предела прочности при сжатии через 1 сут твердения в 2,0-2,4 раза, снижение водопоглощения в 2,1-2,2 раза, повышение коэффициента размягчения в 1,3-1,4 раза.
Заявленная совокупность существенных признаков проявляет новые свойства, которые обеспечивают получение сырьевой смеси с повышенной прочностью, водостойкостью и низким водопоглощением.
Пример. Приготовление сырьевой смеси производят следующим образом.
1. Дозируют гипс марки Г-2 и высушенный до постоянной массы кальцийсодержащий осадок сточных вод радиотехнического производства в количестве, указанном в табл.2.
2. Дозируют сухую органоминеральную добавку.
3. Перемешивают гипс, кальцийсодержащий осадок сточных вод радиотехнического производства и добавку в течение 10-15 сек.
4. Дозируют воду.
5. Перемешивают подготовленные сухие компоненты с водой в течение 5 сек.
В результате получается сырьевая смесь, из которой изготавливают требуемые изделия и образцы-болочки размерами 40×40×160 мм для контроля качества по исследуемым параметрам. Через 15 мин образцы извлекают из формы и через 2 ч испытывают.
Водопоглощение оценивали по изменению массы образцов через 30 минут экспозиции в воде. Водостойкость определяли по коэффициенту размягчения, который представляет собой отношение прочности насыщенного водой образца к прочности сухого образца после 30-минутного водонасыщения.
Результаты испытаний представлены в табл.3. Из таблицы видно, что именно при данных соотношениях компонентов (состав 2 и 3) достигается технический результат.
Увеличение и уменьшение содержания добавки приводит к снижению предела прочности при сжатии и водостойкости.
Предлагаемая сырьевая смесь по данному изобретению обеспечивает получение сырьевой смеси, отличающейся от прототипа повышенной прочностью при сжатии (в 2,0-2,4 раза), низким водопоглощением (в 2,1-2,2 раза), высоким коэффициентом размягчения (в 1,3-1,4 раза).
| Таблица 1 | |||||||
| Содержание оксидов, % | |||||||
| СаО | SnO | SiО2 | MgO | NiO | P2O5 | Al2O3 | CuO |
| 53,84 | 10,54 | 9,5 | 5,86 | 3,25 | 3,88 | 3,39 | 2,32 |
| Продолжение табл.1 | |||||||
| Содержание оксидов, % | |||||||
| SO3 | Cl2O | K2O | Na2O | Fe2O3 | Cr2O3 | TiO2 | MnO |
| 2,54 | 1,35 | 0,66 | 0,55 | 2,19 | 0,03 | 0,07 | 0,03 |
| Таблица 2 | |||||
| Компоненты | Содержание компонентов, мас.% | ||||
| Прототип | Предлагаемые | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||
| Гипс полуводный | 59 | 59 | 57 | 55 | 50 |
| Кальцийсодержащий осадок | |||||
| сточных вод радиотехнического | 12 | 7 | 6 | 5 | 5 |
| производства | |||||
| Добавка | - | 5 | 10 | 15 | 20 |
| Вода | 29 | 29 | 27 | 25 | 25 |
| Таблица 3 | |||||
| Показатели | Прототип | Составы | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||
| Предел прочности при сжатии, через 1 сут, МПа | 3,5 | 4,8 | 7,1 | 8,3 | 8,4 |
| Предел прочности при сжатии, через 2 ч, МПа | - | 4,2 | 5,8 | 7,7 | 7,9 |
| Средняя плотность, кг/м3 | 453 | 613 | 615 | 618 | 641 |
| Водопоглощение, % | 11,0 | 6,1 | 5,2 | 5,0 | 4,9 |
| Коэффициент размягчения, отн. ед. | 0,52 | 0,61 | 0,65 | 0,71 | 0,72 |
Сырьевая смесь, содержащая β-полугидрат сульфата кальция, кальцийсодержащий осадок сточных вод радиотехнического производства и воду, отличающаяся тем, что она содержит указанный осадок, высушенный до постоянной массы, и дополнительно - модифицирующую добавку с удельной поверхностью 500 м2/г, полученную совместным помолом глауконитового песка с содержанием SiO2 87% и суперпластификатора С-3 в количестве 1% от массы песка, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| β-полугидрат сульфата кальция | 55-57 |
| кальцийсодержащий осадок сточных вод | |
| радиотехнического производства | 5-6 |
| указанная добавка | 10-15 |
| вода | остальное |
