Торфосодержащая магнезиальная композиция
Владельцы патента RU 2562632:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)
Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий, применяемых для малоэтажного строительства, а также для тепло- и звукоизоляции жилых, административных и промышленных зданий. Технический результат заключается в повышении прочности и водостойкости изделий. Композиция содержит компоненты при следующем соотношении компонентов, мас.%: каустический магнезит - 33-60, торф - 7-22, водный раствор бикарбоната магния - 33-45. 1 табл., 1 пр.
Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий, применяемых для малоэтажного строительства, а также для тепло- и звукоизоляции жилых, административных и промышленных зданий.
На основе торфа получают материалы, в которых он выступает в качестве вяжущего, активной добавки или наполнителя. При этом обеспечение теплоизоляционных свойств торфосодержащих изделий осуществляется за счет структуры частиц торфа.
Известна сырьевая смесь для изготовления древесно-торфяных строительных материалов, содержащая 20…40% древесных отходов, 18…25% бишофита, 1…3% алюмохромфосфата, 10…25% верхового торфа со степенью разложения от 5 до 15% и остальное магнезит[Патент RU 2005108 C1, кл. C04B 28/30, C04B 16/02, 30.12.1993].
Данная смесь содержит большое количество компонентов. Способ изготовления изделий по данному способу, который включает в себя термовоздействие при прессовании, отличается достаточной сложностью. Основным недостатком данного изобретения является использование магнезиального вяжущего (магнезит+бишофит) в сочетании с алюмохромфосфатной добавкой, что отрицательно сказывается на формировании прочностных свойств и водостойкости изделий.
Наиболее близкой по сути к предлагаемому изобретению является композиция для изготовления строительных материалов [Авторское свидетельство SU 1794929 A1, кл. C04B 28/30, 15.02.1993] содержащая оксид магния 47-51%, оксид кальция 3-9%, низинный торф 20-26%, гидроксид натрия 4-12% и остальное вода. При этом оптимальный состав вяжущей композиции, показывающий максимальную прочность при сжатии, соответствует следующему соотношению ингредиентов, мас.%:
| Оксид магния | 49 |
| Оксид кальция | 7 |
| Низинный торф | 22 |
| Гидроксид натрия | 8 |
| Вода | 14 |
Недостатком этой композиции является многокомпонентность состава и низкая прочность изделий при достаточно высокой их плотности. Наблюдается низкая водостойкость изделий. При этом оптимальный состав композиции, твердеющий в течение 28 сут в среде с влажностью воздуха 35%, имеет значение набухания 0,85. Следовательно, эксплуатировать изделия представленного состава можно только при пониженной влажности окружающего воздуха.
Задачей настоящего изобретения является упрощение состава торфосодержащей магнезиальной композиции, которая обеспечивает получение прочных и водостойких изделий.
Поставленная задача достигается тем, что при приготовлении композиции, содержащей торф и каустический магнезит, в качестве жидкости затворения используется водный раствор бикарбоната магния (Mg(HCO3)2) при следующем соотношении компонентов в смеси (мас.%):
| Каустический магнезит | 33-60 |
| Торф | 7-22 |
| Водный раствор бикарбоната магния | 33-45 |
Магнезиальноторфяные композиции с различным содержанием торфа готовились следующим образом. Высушенный и измельченный природный торф смешивается с порошком каустического брусита и затворяется водным раствором бикарбоната магния. Из полученной смеси формуются образцы.
В отличие от прототипа при затворении магнезиальноторфяной композиции водным раствором бикарбоната магния в результате его взаимодействия с оксидом магния образуются водонерастворимые соединения гидратгидроксокарбонаты магния в высокодисперсном состоянии, которые обволакивают частицы торфа, предотвращая ее взаимодействие с водой. Кроме этого, пропитка частиц торфа жидкостью затворения, содержащей ионы магния, бикарбонат- и карбонат-ионы, повышает их минерализацию, что способствует гидрофобизации торфа.
Пример. Для изготовления магнезиальноторфяных композиций было приготовлено четыре состава с различным содержанием компонентов. При приготовлении исходных смесей композиций использовали высушенный до влажности 2-5% измельченный природный торф с размером частиц менее 2 мм. Приготовленный торфяной заполнитель смешивали в соответствующих пропорциях с порошком каустического магнезита с содержанием активного MgO=75% (марка каустического магнезита ПМК-75). Сухие компоненты тщательно перемешивались. Затем смесь затворялась водным раствором бикарбоната магния с концентрацией 13-19 г/л, который получали карбонизацией в автоклаве каустического магнезита при давлении диоксида углерода 9 атм. Из полученного теста нормальной густоты формовались образцы-кубики размером 2,5×2,5×2,5 см. Образцы в форме твердели в течение 1 суток, далее часть образцов, извлеченных из формы, для дальнейшего твердения оставляли на воздухе, часть образцов помещали в эксикатор над водой, а часть образцов помещалась в воду. Через 28 суток твердения образцы подвергались сушке при температуре 85-95°C и испытывались на предел прочности при сжатии. Результаты испытаний представлены в таблице 1. Коэффициент водостойкости определялся по отношению прочности при сжатии образцов, твердевших в воде, к прочности образцов, твердевших на воздухе:.
Анализ данных таблицы 1 показывает, что трехкомпонентный состав магнезиальноторфяных композиций, содержащий в качестве жидкости затворения водный раствор бикарбоната магния, позволяет получать прочные изделия на основе магнезиального вяжущего и торфяного заполнителя с высоким коэффициентом водостойкости. Высокая водостойкость изделий на основе торфосодержащих магнезиальных композиций предлагаемого состава обусловлена принципиально новым составом малорастворимых продуктов гидратации, образующихся в магнезиальной матрице при твердении как в воздушной, так и в водной среде.
Таким образом, использование принципиально новой жидкости затворения в предлагаемом составе позволяет получить водостойкие материалы строительно-теплоизоляционного назначения, способные интенсивно набирать прочность и эксплуатироваться как в воздушно-сухих условиях, так и во влажной среде.
Торфосодержащая магнезиальная композиция, включающая торф, отличающаяся тем, что дополнительно содержит каустический магнезит и в качестве жидкости затворения используют водный раствор бикарбоната магния (Mg(HCO3)2) при следующем соотношении компонентов в композиции, мас.%
| Каустический магнезит | 33-60 |
| Торф | 7-22 |
| Водный раствор бикарбоната магния | 33-45 |
