Сырьевая смесь для получения модифицированных гипсовых композитов

Авторы патента:

Петропавловская Виктория Борисовна (RU)

C04B28/14 - содержащие цементы на основе сульфата кальция

Владельцы патента RU 2539478:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тверской государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к технологии производства строительных материалов и может найти применение в области строительства в качестве стенового композиционного материала на основе гипса. Технический результат заключается в повышении прочности и водостойкости композиционного материала, а также снижении энергозатрат при его производстве. Сырьевая смесь для получения гипсовых изделий включает измельченный техногенный двуводный гипс в виде отработанных форм фаянсового производства, в качестве извести и воды - насыщенный раствор гашеной извести, а в качестве техногенного двуводного гипса используется бинарная смесь порошков с удельными поверхностями 200-300 м²/кг и 800-900 м²/кг, дополнительно содержит комплексную модифицирующую добавку в составе микрокальцита с удельной поверхностью 2100-2200 м²/кг, поликарбоксилата и шлакопортландцемента при следующем соотношении компонентов, мас.%: техногенный двуводный гипс с удельной поверхностью 200-300 м²/кг - 17,5-18,9, техногенный двуводный гипс с удельной поверхностью 800-900 м²/кг - 52,3-56,7, микрокальцит с удельной поверхностью 2100-2200 м²/кг - 3,8-10,5, поликарбоксилат - 3,5-3,8, шлакопортландцемент - 6,2-6,8, известь гашеная - 0,027-0,035, вода - остальное.

Известна сырьевая смесь для получения строительного материала, содержащая двуводный гипс из группы: молотый природный гипс, фосфогипс, борогипс, цитрогипс, криогипс, гипсовое вяжущее и известковую суспензию до получения композиции, содержащей, масс.%:

двуводный гипс	50-70
гипсовое вяжущее	5-20
известь	15-40

(RU №1132485, кл. C04B 28/14, 07.04.1988).

Недостатками данного изобретения являются низкие физико-механические показатели изделий, сложность процесса изготовления, значительные энергозатраты на их производство и, как следствие, высокая стоимость готовой продукции.

Наиболее близким по технической сущности является сырьевая смесь для изготовления гипсовых изделий, содержащая измельченный техногенный двуводный гипс в виде отработанных форм фаянсового производства, в качестве извести и воды - насыщенный раствор гашеной извести, а в качестве техногенного двуводного гипса используют порошки с удельными поверхностями 300 м²/кг и 900 м²/кг при следующем соотношении компонентов, масс.%:

техногенный двуводный гипс
с удельной поверхностью 300 м²/кг	37,6-41,6
техногенный двуводный гипс
с удельной поверхностью 900 м²/кг	46,4-50,4
известь гашеная	0,0135-0,019
вода	остальное

(RU №2278841, кл. C04B 28/14, 27.06.2006).

Недостатками данного изобретения являются невысокие прочность и коэффициент размягчения, характеризующий водостойкость получаемых изделий.

Задачей изобретения является разработка сырьевой смеси для получения модифицированных гипсовых композитов.

Техническим результатом изобретения является повышение прочности и водостойкости композиционного материала, а также снижение энергозатрат при его производстве.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что сырьевая смесь для получения модифицированных гипсовых композитов включает измельченный техногенный двуводный гипс в виде отработанных форм фаянсового производства, в качестве извести и воды - насыщенный раствор гашеной извести, а в качестве техногенного двуводного гипса используется бинарная смесь порошков с удельными поверхностями 200-300 м²/кг и 800-900 м²/кг. Согласно изобретению сырьевая смесь дополнительно включает комплексную модифицирующую добавку в составе микрокальцита с удельной поверхностью 2100-2200 м²/кг, поликарбоксилата и шлакопортландцемента при следующем соотношении компонентов, масс.%:

техногенный двуводный гипс
с удельной поверхностью 200-300 м²/кг	17,5-18,9
техногенный двуводный гипс
с удельной поверхностью 800-900 м²/кг	52,3-56,7
микрокальцит с удельной поверхностью
2100-2200 м²/кг	3,8-10,5
поликарбоксилат	3,5-3,8
шлакопортландцемент	6,2-6,8
известь гашеная	0,027-0,035
вода	остальное

Повышение прочности гипсового композита достигается за счет введения в состав сырьевой смеси комплексной модифицирующей добавки в составе микрокальцита, поликарбоксилата и шлакопортландцемента.

Микрокальцит обеспечивает систему негидратационного твердения дополнительными ионами кальция, что благоприятным образом влияет на структурообразование системы и позволяет повысить прочность готового изделия. Введение микрокальцита в состав сырьевой смеси позволяет снизить плотность прессованного материала за счет наличия сил трения между частицами в дисперсной системе, а суммарная площадь контактов в таких системах увеличивается с повышением дисперсности частиц, что и приводит к уменьшению средней плотности получаемых композитов. С другой стороны, увеличение количества контактов между частицами в единице объема способствует повышению прочности структуры композита. Варьирование обоих факторов позволяет получить оптимальный состав прессованного композита. При введении микрокальцита в состав сырьевой смеси по масс.% менее 3,8 структурно-фазовое состояние композиционного материала не достигает оптимальных параметров, поэтому прочность и плотность не дают оптимальных значений. Введение микрокальцита по масс.% более 10,5 приводит к повышению прочности структуры за счет увеличения количества контактов, однако мелкокристаллическая структура склонна к повышенной ползучести прессованного композита.

При содержании добавки поликарбоксилата по масс.% менее 3,5 не достигается электростерический эффект. Содержание добавки по масс.% более 3,8 ухудшает процесс структурообразования двуводного гипса, т.к. добавка начинает препятствовать физико-химическому взаимодействию частиц дигидрата сульфата кальция. Наиболее эффективно добавка проявляет свои свойства в системе дигидрата сульфата кальция в присутствии шлакопортландцемента.

При содержании шлакопортландцемента в составе сырьевой смеси по масс.% менее 6,2 повышения прочности прессованного композита не наблюдается. При содержании шлакопортландцемента в составе сырьевой смеси по масс.% более 6,8 прочность прессованного композита повышается, однако повышается и его средняя плотность за счет увеличения содержания в составе смеси компонента с большей истинной плотностью.

Поставленная задача достигается также за счет подбора оптимального содержания комплексной модифицирующей добавки в составе сырьевой смеси, а также водотвердого отношения.

Сырьевая смесь для получения модифицированных гипсовых композитов получается следующим образом.

Пример 1

Предварительно высушенный, в течение одних суток, техногенный двуводный гипс в виде отработанных форм фаянсового производства подвергали дроблению на лабораторной щековой дробилке. Гипсовые порошки получали помолом в шаровой мельнице с мелющими телами - цельбепсами. Производили помол до удельной поверхности 300 м²/кг и 900 м²/кг. Перемешивание порошков для приготовления сырьевой смеси производили вручную.

Комовую известь подвергали дроблению на лабораторной щековой дробилке. Затем затворяли подогретой до 60°C водой в следующей пропорции - 3 л на 1 кг извести. Смесь перемешивали в течение 2 часов. Подготовленный состав выдерживали в течение 12 часов, а затем сливали отстоявшуюся часть насыщенного раствора извести, которую использовали в опытах.

Отвешивали необходимое количество молотого гипса с удельными поверхностями 300 м²/кг и 900 м²/кг соответственно, микрокальцита (в виде отходов мрамора молотого), поликарбоксилата, шлакопортландцемента и перемешивали в течение 1-1,5 минут. Полученную сухую смесь затворяли насыщенным раствором извести, перемешивали в течение 1 минуты и засыпали в подготовленную пресс-форму. Формование образцов осуществляли методом полусухого прессования на лабораторном гидравлическом прессе при давлении 30 МПа. Твердение гипсовых образцов осуществляли при нормальной температуре в эксикаторе с влажностью среды более 95% в течение 14 суток.

Сырьевая смесь для получения модифицированных гипсовых композитов поясняется следующими примерами.

Пример 2 (по составу)

Смесь приготовляли аналогично примеру 1, но использовали следующее соотношение компонентов, масс.%:

техногенный двуводный гипс
с удельной поверхностью 300 м²/кг	18,9
техногенный двуводный гипс
с удельной поверхностью 900 м²/кг	56,7
микрокальцит с удельной
поверхностью 2100-2200 м²/кг	3,8
поликарбоксилат	3,8
шлакопортландцемент	6,8
известь гашеная	0,027
вода	остальное

В ходе эксперимента сырьевой смеси для получения модифицированных гипсовых композитов получены следующие результаты: прочность - 32,9 МПа и коэффициент размягчения - 0,5.

Пример 3 (по составу)

Смесь приготовляли аналогично приведенному выше примеру, но использовали следующее соотношение компонентов, масс.%:

техногенный двуводный гипс
с удельной поверхностью 300 м²/кг	18,1
техногенный двуводный гипс
с удельной поверхностью 900 м²/кг	54,4
микрокальцит с удельной
поверхностью 2100-2200 м²/кг	7,3
поликарбоксилат	3,6
шлакопортландцемент	6,5
известь гашеная	0,031
вода	- остальное.

В ходе эксперимента сырьевой смеси для получения модифицированных гипсовых композитов получены следующие результаты: прочность - 40 МПа и коэффициент размягчения - 0,75.

Пример 4 (по составу)

техногенный двуводный гипс
с удельной поверхностью 300 м²/кг	17,5
техногенный двуводный гипс
с удельной поверхностью 900 м²/кг	52,3
микрокальцит с удельной
поверхностью 2100-2200 м²/кг	10,5
поликарбоксилат	3,5
шлакопортландцемент	6,2
известь гашеная	0,035
вода	остальное

В ходе эксперимента сырьевой смеси для получения модифицированных гипсовых композитов получены следующие результаты: прочность - 38,6 МПа и коэффициент размягчения - 0,45.

Опытно-лабораторные испытания проводились в лаборатории кафедры «Производство строительных изделий и конструкций» Тверского государственного технического университета. Были получены следующие положительные результаты: при содержании в составе сырьевой смеси комплексной модифицирующей добавки, в состав которой входит, масс.%: микрокальцит с удельной поверхностью 2100-2200 м²/кг - 7,3, поликарбоксилат - 3,6 и шлакопортландцемент - 6,5, прочность на 14 сутки твердения достигает 40 МПа, что на 30% выше по сравнению с прототипом; коэффициент размягчения составляет 0,75, что соответствует повышению водостойкости композиционного материала на 20%. При производстве композиционного материала имеет место снижение себестоимости за счет экономии энергозатрат на помол техногенного двуводного гипса.

Сырьевая смесь для получения модифицированных гипсовых композитов, включающая измельченный техногенный двуводный гипс в виде отработанных форм фаянсового производства, в качестве извести и воды - насыщенный раствор гашеной извести, а в качестве техногенного двуводного гипса используется бинарная смесь порошков с удельными поверхностями 200-300 м²/кг и 800-900 м²/кг, отличающаяся тем, что она дополнительно включает комплексную модифицирующую добавку в составе микрокальцита с удельной поверхностью 2100-2200 м²/кг, поликарбоксилата и шлакопортландцемента при следующем соотношении компонентов, масс.%:

техногенный двуводный гипс
с удельной поверхностью 200-300 м²/кг	17,5-18,9
техногенный двуводный гипс
с удельной поверхностью 800-900 м²/кг	52,3-56,7
микрокальцит с удельной
поверхностью 2100-2200 м²/кг	3,8-10,5
поликарбоксилат	3,5-3,8
шлакопортландцемент	6,2-6,8
известь гашеная	0,027-0,035
вода	остальное

Вяжущее // 2532437

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам гипсовых вяжущих, и может быть использовано для изготовления строительных изделий, а также в монолитном домостроении.

Быстро застывающий, готовый к употреблению состав для заделки швов // 2526060

Изобретение относится к готовому к употреблению составу для заделки швов. Технический результат заключается в сокращении времени застывания состава для заделки швов.

Способ полусухого прессования гипса // 2525412

Настоящее изобретение относится к области строительства, в частности к способу полусухого прессования гипса. Технический результат заключается в увеличении прочности конечного изделия при увеличении времени застывания раствора.

Сырьевая смесь для изготовления гипсового кирпича // 2522603

Изобретение относится к области производства строительных материалов на основе фосфогипсового вяжущего. Технический результат заключается в повышении прочности гипсового кирпича.

Комплексная добавка // 2519313

Изобретение относится к области строительства, а именно к комплексным добавкам для гипсоцементно-пуццолановых вяжущих, и может найти применение при производстве строительных изделий и конструкций.

Гипсоперлит // 2519146

Изобретение относится к области строительства, а именно к строительным материалам, и может быть использовано для изготовления несущих теплоизоляционных изделий. Технический результат заключается в повышении теплоизоляционных и прочностных свойств при низкой себестоимости.

Гипсовые смеси для формирования твердых материалов // 2513736

Предложенная группа изобретений относится к высокопрочным настилочным композициям. Смесь для применения в соединении с водой с получением суспензии, которая гидратирует с образованием высокопрочного настилочного состава содержит: от приблизительно 50% до приблизительно 98% по массе полугидрата сульфата кальция, от приблизительно 0,002% до приблизительно 1% по массе полисахарида и от приблизительно 0,02% до приблизительно 2,5% по массе лигнина или лигносульфоната.

Сырьевая смесь для изготовления скульптуры // 2513435

Изобретение касается состава сырьевой смеси, которая может быть использована для изготовления скульптуры. Сырьевая смесь для изготовления скульптуры включает, мас.%: гипсовое вяжущее 98,5-99,0; крахмал 0,2-0,3; бура 0,2-0,3; капроновое волокно, нарезанное на отрезки 3-7 мм, 0,5-1,0.

Гипсокартонные панели и способы их изготовления // 2509743

Изобретение относится к гипсокартонным панелям, включающим новое связующее вещество, и к способам изготовления таких панелей. Связующее вещество, предназначенное для использования при производстве гипсокартонных панелей, содержащее крахмальный материал, обладающий: (i) вязкостью холодной суспензии не более 250 мПа·с; (ii) максимумом вязкости не более 600 единиц Брабендера; и (iii) величиной водоудерживания не более 90 г/м2.

Сухая строительная смесь огнезащитная // 2541989

Изобретение относится к области промышленности строительных материалов, в частности к сухим смесям для приготовления строительных штукатурных растворов, используемых для огнезащиты деревянных, фибробетонных и армоцементных строительных конструкций. Технический результат заключается в увеличении огнезащитной эффективности, трещиностойкости, увеличении прочности при сжатии и изгибе, улучшении реологических свойств растворной смеси, а также расширении линейки сухих строительных смесей на гипсовом вяжущем. Сухая строительная смесь огнезащитная, включающая гипсовое вяжущее, вспученный легкий заполнитель и поверхностно-активную добавку и отличающаяся тем, что в качестве вспученного заполнителя используется вспученный вермикулит фракции менее 1,25 мм и вспученный перлит фракции менее 1,25, в качестве активной минеральной добавки - легкоплавкая глина, в качестве волокнистого наполнителя - стекловолокно длиной менее 5 мм, в качестве поверхностно-активного вещества - воздухововлекающая добавка Silipon 1880, в качестве замедлителя схватывания - винная кислота, в качестве адгезионной добавки - редиспергируемый порошок Vinnapas 5010N, в качестве загустителя - Amitrolit 8882, в качестве водоудерживающей добавки - эфир целлюлозы Mecellose FMC 7150 при следующем соотношении компонентов, мас.%: гипсовое вяжущее 68-73, вспученный вермикулит 13-15, вспученный перлит 4-6, стекловолокно 1,5-2,5, легкоплавкая (кембрийская) глина 6-8, воздухововлекающая добавка 0,02-0,04, замедлитель схватывания 0,05-0,1, редиспергируемый порошок 1,0-1,5, загуститель 0,1-0,2, эфир целлюлозы 0,1-0,2. 3 табл.

Сырьевая смесь для производства плит // 2547520

Изобретение касается производства строительных материалов. Технический результат заключается в повышении прочности изготовленных из сырьевой смеси плит. Сырьевая смесь для производства плит включает, мас.ч.: вода 60-65; измельченные на частицы площадью 0,2-1 см2 использованные проездные билеты метрополитена 1-5; гипсовое вяжущее 100. 1 табл.

Поризованный гипсовый материал с добавлением фотокатализатора-диоксида титана // 2548628

Изобретение относится к строительным декоративно-акустическим материалам и может быть использовано при устройстве элементов подвесных потолков и облицовки других строительных систем (стен и полов). Технический результат заключается в повышении звукопоглощения, снижении плотности и веса изделий, снижении концентрации вредных веществ в воздухе помещений за счет введения фотокатализатора. Поризованный гипсовый материал включает гипсовое вяжущее, диоксид титана, воду и поверхностно-активное вещество при следующем соотношении компонентов, мас.%: гипсовое вяжущее 60-82, диоксид титана 0,1-25, ПАВ 0,05-0,6 от воды затворения, вода - остальное. 1 табл.

Смесь для производства газогипса // 2552238

Смесь для производства газогипса предназначена для изготовления конструктивных строительных изделий на основе гипса. Технический результат заключается в снижении стоимости производства, регулировании объемного веса газогипса. Смесь содержит полуводный гипс, древесные опилки, серную кислоту с содержанием кислоты 45-50% и воду при следующем соотношении, мас.%: полуводный гипс 54-56, опилки 3,4-3,5, серная кислота 1,35-1,4, вода остальное. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Сырьевая смесь для выравнивания поверхности гипсовых изделий // 2555963

Изобретение касается составов сырьевой смеси, которая может быть использована для выравнивания поверхности различных гипсовых изделий. Технический результат заключается в увеличении срока годности сырьевой смеси. Сырьевая смесь для выравнивания поверхности гипсовых изделий включает, мас.ч.: алебастр 100; крахмал 0,01-0,1; вода 30-45; молоко 20-25. 1 табл.

Способ получения высокопрочного гипсового вяжущего // 2555979

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано на промышленных предприятиях, выпускающих кладочные и отделочные строительные смеси, в состав которых входят гипсовые вяжущие. Технический результат заключается в сокращении продолжительности процесса получения гипсового вяжущего и увеличении прочности при его применении по назначению. Способ получения высокопрочного гипсового вяжущего включает в себя пропитку гипсового сырья раствором малеиновой кислоты и тепловую обработку гипсового сырья под давлением, причем в качестве гипсового сырья используют содержащий двуводный сульфат кальция продукт переработки глиноземсодержащих отходов, а пропитку и обработку гипсового сырья ведут одновременно путем варки гипсового сырья в водном растворе малеиновой кислоты с концентрацией 0,02-0,10 мас.% и при соотношении гипсового сырья и водного раствора малеиновой кислоты, равном 1:3, полученную пульпу охлаждают, а затем фильтруют, полученный после фильтрации осадок направляют на сушку и последующее измельчение. 1 табл.

Ускоритель схватывания для гидратации гипса // 2556097

Изобретение относится к ускорителю схватывания для гидратации гипса, в частности к ускорителю схватывания, который уменьшает период начальной индукции, замедляющий схватывание гипса. Технический результат заключается в быстром инициировании кристаллизации. Гипсовый продукт содержит матрицу кристаллов дигидрата сульфата кальция с измельченными кристаллами брушита, распределенными в указанной матрице, при этом измельченная суспензия брушита присутствует в количествах от примерно 0,013% до примерно 1,7% по массе сухого брушита в пересчете на массу дигидрата сульфата кальция. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 табл.

Легкие, гипсовые панели с пониженной плотностью и установленной степенью огнестойкости // 2558057

Изобретение относится к гипсовым панелям с пониженной массой и пониженной плотностью. Технический результат заключается в улучшении теплоизоляционных свойств, устойчивости к термоусадке и повышении огнестойкости. Огнестойкая гипсовая панель содержит гипсовый средний слой, расположенный между двумя облицовочными листами, при этом гипсовый средний слой содержит кристаллическую матрицу отвержденного гипса и частицы с высоким коэффициентом расширения, способные расширяться до примерно 300% или более относительно их начального объема после нагревания в течение примерно одного часа при температуре примерно 1560ºF (примерно 850ºС), имеет плотность (D) примерно 40 фунтов на кубический фут (примерно 640 кг/м3) или менее и твердость среднего слоя, составляющую по меньшей мере примерно 11 фунтов (примерно 5 кг), и при этом показатель теплоизоляции панели (TI) составляет примерно 20 минут или больше. 3 н. и 27 з.п. ф-лы, 22 табл.

Сырьевая смесь для изготовления строительных материалов и изделий // 2561390

Изобретение относится к области производства строительных материалов и изделий (плит, кирпича, блоков и др.) на основе гипсовых вяжущих. Технический результат заключается в уменьшении плотности строительных материалов и изделий на основе гипсового вяжущего. Сырьевая смесь для изготовления строительных материалов и изделий, содержит, мас.ч.: алебастр 100; нарезанная на отрезки 5-30 мм композитная арматура 1-10; вода 50-55. 1 табл.

Химическая добавка для гипсовых изделий // 2563524

Изобретение относится к гипсовым композициям, гипсовым плитам, к способам их изготовления и к использованию дегидроаскорбиновой кислоты (DHA) в качестве препятствующей изгибу добавки в гипсовом изделии. Технический результат заключается в сопротивлении изгибу в условиях высокой влажности и температуры, повышении устойчивости гипсового изделия. Гипсовая композиция включает гипс и противодеформационную добавку, причем противодеформационная добавка включает, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, которую составляют дегидроаскорбиновая кислота, дегидроаскорбат и полудегидроаскорбиновая кислота. 5 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 табл.