Композиция для изготовления гипсоволокнистых листов



Композиция для изготовления гипсоволокнистых листов
Композиция для изготовления гипсоволокнистых листов
Композиция для изготовления гипсоволокнистых листов

 


Владельцы патента RU 2619618:

Общество с ограниченной ответственностью "НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ" (RU)

Изобретение относится к области промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления облицовочных листов и других строительных изделий на основе гипса, портландцемента и целлюлозного волокна. Технический результат заключается в увеличении сроков схватывания смеси, придании самоуплотняющейся способности, повышении пределов прочности, увеличении водостойкости и морозостойкости, упрощении производства. Композиция для изготовления гипсоволокнистых листов включает, мас.%: полуводный гипс 50,9-52,5, портландцемент 2,8-14,4, целлюлозное волокно 3,2-4,3, пуццолановый компонент - бинарная смесь метакаолина и ферросилиция при соотношении метакаолин:ферросилиций=1:1 2,2-2,5, водный раствор поликарбоксилатного эфира «Glenium®430» 0,772-0,799, регулятор сроков схватывания и твердения «Бест-ТБ» 0,172-0,198, концентрат на основе алкилсиликоната калия «Типром®С» 0,049-0,065, вода 25,238-29,907, при этом степень помола целлюлозных волокон составляет 30-35°ШР, гидравлическая активность метакаолина - не менее 1200 мг/г, гидравлическая активность ферросилиция - не менее 1400 мг/г. 2 табл.

 

Изобретение относится к области промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления облицовочных листов и других строительных изделий на основе гипса, портландцемента и целлюлозного волокна.

Известна сырьевая смесь для изготовления строительных изделий, включающая, мас. ч.: строительный гипс 9-12, асбестоцементные отходы 12-15, портландцемент 3,9-7,0, зола-унос 13,7-19,15, песок 27-37 и вода - остальное (SU 1574556 A1, С04В 11/30, опубл. 30.06.1990). Недостатком данного изобретения являются относительно невысокие показатели прочности при изгибе, а также канцерогенность асбестосодержащих компонентов сырьевой смеси.

Наиболее близким решением к предлагаемому изобретению является композиция для изготовления гипсоволокнистых плит, включающая мас. %: полуводный гипс 78,2-85,62, портландцемент 11,85-7,6, целлюлозное волокно 9,5-6,3, технические лигносульфонаты 0,45-0,48 (RU 2084419 С1, МПК С04В 28/14, опубл. 20.07.1997).

Недостатками данного изобретения являются сложный технологический процесс производства гипсоволокнистых плит, включающий процессы вакууммирования, прессования и сушки образцов, невысокие показатели физико-механических характеристик, таких как водостойкость, предел прочности при изгибе и плотности получаемых гипсоволокнистых плит. Также недостатком изобретения является отсутствие в составе композиции пуццоланового компонента, необходимого для исключения образования высокосульфатной формы гидросульфоалюмината кальция - эттрингита, в твердеющем гипсоцементном камне, что приводит к возникновению внутренних напряжений и снижению эксплуатационных характеристик готовых изделий с течением времени. Все это ограничивает область применения изделий на основе данной композиции.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение плотности, пределов прочности при изгибе и сжатии, водостойкости, морозостойкости гипсоволокнистых листов на основе низкомарочного полуводного гипса и портландцемента, с одновременным упрощением технологического процесса путем исключения таких операций, как вакууммирование и прессование. Одной из задач является исключение образования эттрингита в процессе гидратации гипсоцементной композиции путем введения в состав гипсоволокнистых листов пуццоланового компонента. Повышение физико-механических характеристик, таких как плотность, пределы прочности при изгибе и сжатии, водостойкость, морозостойкость позволит изготавливать гипсоволокнистые листы меньшей толщины, по сравнению с изделиями по прототипу, при равных показателях прочности, что приводит к снижению материалоемкости производства, массы изделий и, как следствие, к снижению массы подоблицовочных конструкций. Это позволит значительно расширить область применения получаемых гипсоволокнистых листов как для внутренней, так и для наружной отделки зданий и сооружений.

Техническим результатом предлагаемого решения является удлинение сроков схватывания гипсоволокнистой смеси, придание ей самоуплотняющейся способности, повышение пределов прочности при изгибе и сжатии гипсоволокнистых листов, увеличение их водостойкости и морозостойкости, при одновременном упрощении производства за счет исключения таких технологических операций, как вакууммирование и прессование.

Поставленная задача достигается тем, что композиция для изготовления гипсоволокнистых листов, включающая полуводный гипс, портландцемент и целлюлозное волокно, отличающаяся тем, что дополнительно содержит пуццолановый компонент - бинарную смесь метакаолина и ферросилиция при соотношении метакаолин:ферросилиций = 1:1, водный раствор поликарбоксилатного эфира «Glenium®430», регулятор сроков схватывания и твердения «Бест-ТБ», концентрат на основе алкилсиликоната калия «Типром®С» и воду, при следующем содержании компонентов, мас. %:

Полуводный гипс 50,9-52,5
Портландцемент 12,8-14,4
Целлюлозное волокно 3,2-4,3
Пуццолановый компонент - бинарная смесь метакаолина
и ферросилиция при соотношении метакаолин:ферросилиций = 1:1 2,2-2,5
Водный раствор поликарбоксилатного эфира «Glenium®430» 0,772-0,799
Регулятор сроков схватывания и твердения «Бест-ТБ» 0,172-0,198
Концентрат на основе алкилсиликоната калия «Типром®С» 0,049-0,065
Вода 25,238-29,907,

при этом степень помола целлюлозных волокон составляет 30-35°ШР, гидравлическая активность метакаолина - не менее 1200 мг/г, гидравлическая активность ферросилиция - не менее 1400 мг/г.

Применение в составе гипсоволокнистой композиции пуццоланового компонента - бинарной смеси метакаолина с гидравлической активность не менее 1200 мг/г и ферросилиция с гидравлической активность не менее 1400 мг/г при соотношении метакаолин:ферросилиций=1:1, позволяет регулировать содержание высокосульфатной формы гидросульфоалюмината кальция - эттрингита (3СаО-Al2O4-3CaSO4-(31-32)H2O), в составе матрицы на всех этапах твердения гипсоволокнистых листов, что исключает возникновение внутренних напряжений в гипсоволокнистом камне и снижение его эксплуатационных показателей с течением времени. Необходимое количество пуццоланового компонента в составе гипсоволокнистой композиции определяли по концентрации оксида кальция, содержащегося в специальных препаратах, представляющих собой водные суспензии полуводного гипса, портландцемента и пуццоланового компонента, при условии, чтобы концентрация оксида кальция на пятые сутки не превышала 1,1 г/л, а на седьмые сутки была менее 0,85 г/л.

Применение в составе гипсоволокнистой композиции водного раствора поликарбоксилатного эфира «Glenium®430» снижает водопотребность смеси и повышает прочностные характеристики изделий, применение регулятора сроков схватывания и твердения «БЕСТ-ТБ» увеличивает время жизнеспособности готовой смеси, что выражается в удлинении сроков схватывания. Сочетание указанных выше водного раствора поликарбоксилатного эфира и регулятора сроков схватывания и твердения придает гипсоволокнистой композиции самоуплотняющуюся способность. Применение концентрата на основе алкилсиликоната калия «Типром®С» способствует формированию более плотной поровой структуры затвердевшего камня и приводит к повышению водостойкости и морозостойкости образцов гипсоволокнистых листов. Применение в их составе целлюлозных волокон с указанной степенью помола приводит к связыванию компонентов матрицы на микро- и макроуровне, что выражается в формировании оптимальной структуры дисперсно-армированного материала и в значительном повышении прочностных показателей готовых изделий.

Применение в составе гипсоволокнистой композиции указанных выше компонентов в указанном соотношении приводит к синергетическому эффекту и позволяет достичь требуемого технического результата.

Для изготовления гипсоволокнистой композиции использовали следующие материалы:

Полуводный гипс марки Г6БII производства ООО «Аракчинский гипс» (ГОСТ 125-79);

Портландцемент ПЦ 400 Д0 Н Вольского завода;

Метакаолин с гидравлической активностью не менее 1200 мг/г (ТУ 5729-098-12615988-2013). Для приготовления образцов использовали метакаолин с гидравлической активностью 1238 мг/г;

Промышленный отход металлургической промышленности - ферросилиций с гидравлической активностью 1450,5 мг/г, размолотый до S=391 м2/кг, химический состав, %: Si - 63,7; Al - 2,5; С - 0,1; S - 0,02; Р - 0,05; Mn - 0,4; Cr - 0,4;

Целлюлозные волокна - целлюлоза хвойная сульфатная небеленая марок НСК, производства ОАО «Соломбальский ЦБК» (СТО 00279189-2-2007, ТУ 13-00279189-06-2001);

Водопроводная питьевая вода, удовлетворяющая требованиям ГОСТ 23732;

Водный раствор поликарбоксилатного эфира «Glenium® Асе 430» производства ООО «BASF Строительные системы», представляющий собой коричневую жидкость плотностью 1,04 г/см3, рН при 20°С - 5,5, максимальное содержание хлоридов ≤0,01%, максимальное содержание щелочей <0,6% (Na2O - эквивалент);

Суперпластификатор первой группы «БЕСТ-ТБ» производства ООО «Инновационные Технологии», представляющий собой сополимер на основе эфиров карбоновых кислот с добавлением фосфатного компонента темно-коричневого цвета с плотностью (при 20°С) 1,24 г/см3, массовая доля сухого вещества 20-30%;

Кремнийорганический состав, представляющий собой 55% концентрат на основе алкилсиликоната калия «Типром®С» производства ЗАО «САЗИ», Московская обл. по ТУ 2229-069-32478306-2003 / СТО 069-32478306-2014 - жидкость темно-коричневого цвета с наличием небольшого количества механических примесей; плотность при 25°С - 0,83 г/см3.

Предлагаемое изобретение осуществляется следующим образом: в работающий смеситель заливают расчетное количество воды, в которую добавляют заранее отдозированные водный раствор поликарбоксилатного эфира «Glenium®430», суперпластификатор первой группы «Бест-ТБ» и концентрат на основе алкилсиликоната калия «Типром®С» и армирующие волокна. Затем производят весовую дозировку полуводного гипса, портландцемента, пуццоланового компонента и осуществляют перемешивание до получения однородной массы. Далее из полученной смеси производят формование образцов гипсоволокнистых листов.

Количество воды затворения подбирается из условия обеспечения нормальной густоты гипсоволокнистой композиции по ГОСТ 23789-79.

Также были проведены испытания образцов по прототипу с использованием в составе вяжущего полуводного гипса марки Г6БII производства ООО «Аракчинский гипс».

Через 28 и 90 суток нормального твердения образцы подвергались механическим испытаниям. Прочность затвердевших образцов, водопоглощение, а также сроки схватывания гипсоволокнистой смеси определяли в соответствии с ГОСТ 23789-79. Морозостойкость изделий определяли в соответствии с ГОСТ 7025-91. Водостойкость образцов определяли по их коэффициенту размягчения, равному отношению пределов прочности при сжатии сухих образцов к водонасыщенным. За критерий самоуплотняющейся способности приняли способность гипсоволокнистой смеси занять весь объем формы с образованием ровных поверхностей под собственным весом без дополнительных внешних воздействий.

Составы гипсоволокнистых композиций приведены в таблице 1, результаты механических испытаний изготовленных образцов и образцов по прототипу приведены в таблице 2.

Из приведенных данных следует, что максимальные показатели прочности на сжатие и изгиб достигаются при содержании в составе вяжущего полуводного гипса в пределах 50,9-52,5% от общей массы смеси, портландцемента - 12,8-14,4%, пуццоланового компонента - бинарной смеси метакаолина с гидравлической активность не менее 1200 мг/г и ферросилиция с гидравлической активность не менее 1400 мг/г при соотношении метакаолин:ферросилиций = 1:1 - 2,2-2,5%. При введении водного раствора поликарбоксилатного эфира «Glenium®430», регулятора сроков схватывания и твердения «Бест-ТБ» и концентрата на основе алкилсиликоната калия «Типром®С», в количестве меньше указанных в таблице 1 (состав 2), наблюдается снижение показателей исследуемых свойств по сравнению с заявляемыми пределами. При их введении, в количестве больше указанных в таблице 1 (состав 4), исследуемые свойства гипсоволокнистой композиции увеличиваются незначительно.

Изделия, полученные согласно предлагаемому изобретению, обладают высокими прочностными характеристиками, водостойкостью и морозостойкостью, низким водопоглощением. Использование водного раствора поликарбоксилатного эфира «Glenium®430», суперпластификатора первой группы «Бест-ТБ» и концентрата на основе алкилсиликоната калия «Типром®С» позволяет получить самоуплотняющуюся гипсоволокнистую смесь и увеличить время ее жизнеспособности.

Введение пуццоланового компонента - бинарной смеси метакаолина с гидравлической активностью 1238 мг/г и ферросилиция с гидравлической активностью 1450,5 мг/г при соотношении метакаолин:ферросилиций = 1:1, позволяет исключить образование эттрингита в гипсоволокнистом камне и снижение эксплуатационных характеристик гипсоволокнистых листов с течением времени.

Кроме того, исключение сложных операций вакууммирования и прессования, а также использование низкомарочного полуводного гипса и портландцемента общестроительного назначения марки М400 позволяют упростить технологический процесс изготовления изделий и снизить их стоимость.

Композиция для изготовления гипсоволокнистых листов, включающая полуводный гипс, портландцемент и целлюлозное волокно, отличающаяся тем, что дополнительно содержит пуццолановый компонент - бинарную смесь метакаолина и ферросилиция при соотношении метакаолин:ферросилиций = 1:1, водный раствор поликарбоксилатного эфира «Glenium®430», регулятор сроков схватывания и твердения «Бест-ТБ», концентрат на основе алкилсиликоната калия «Типром®С» и воду, при следующем содержании компонентов, мас.%:

Полуводный гипс 50,9-52,5
Портландцемент 12,8-14,4
Целлюлозное волокно 3,2-4,3
Пуццолановый компонент - бинарная смесь метакаолина
и ферросилиция при соотношении метакаолин:ферросилиций = 1:1 2,2-2,5
Водный раствор поликарбоксилатного эфира «Glenium®430» 0,772-0,799
Регулятор сроков схватывания и твердения «Бест-ТБ» 0,172-0,198
Концентрат на основе алкилсиликоната калия «Типром®С» 0,049-0,065
Вода 25,238-29,907,

при этом степень помола целлюлозных волокон составляет 30-35°ШР, гидравлическая активность метакаолина - не менее 1200 мг/г, ферросилиция - не менее 1400 мг/г.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления облицовочных плит и других строительных изделий на основе гипса, портландцемента и целлюлозного волокна.
Изобретение относится к производству нетоксичных плит на минеральном вяжущем и может быть использовано для изготовления теплозвукоизоляционных и отделочных материалов.

Изобретение относится к гипсоволокнистым продуктам с покрытием. Технический результат заключается в повышении водостойкости, понижении испарения силоксана в ходе высушивания.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов. Технический результат заключается в повышении прочности строительного материала.

Изобретение относится к способам обнаружения воздушной полости в строительной плите на основе гипса и к способам изготовления строительной плиты на основе гипса. Способ включает формирование строительной плиты на основе гипса с предварительно заданной формой.

Изобретение относится в гипсосодержащим строительным смесям и к их применению. Технический результат заключается в повышении водостойкости, прочности, стойкости к истиранию, стойкости при хранении в условиях попеременного замораживания и оттаивания.

Изобретение относится к изготовлению гипсокартонной плиты (плиты сухой штукатурки), использованию вспененных гранул крахмала в производстве легкой гипсокартонной плиты.

Изобретение относится к технологии производства строительных материалов и может найти применение в области строительства в качестве стенового отделочного материала на основе гипса, для изготовления 3D панелей.

Изобретение относится к способу производства и связанной с ним установке для производства гипсовых штукатурных продуктов для целей строительства, например для производства гипсовой плиты.
Изобретение относится к производству нетоксичных плит на минеральном вяжущем и может быть использовано для изготовления теплозвукоизоляционных и отделочных материалов, используемых в строительстве жилых и производственных помещений.

Настоящее изобретение относится к диспергирующим веществам для гидравлических вяжущих веществ. Описано диспергирующее вещество для неорганических частиц, предпочтительно для неорганических вяжущих веществ, более предпочтительно для гидравлических вяжущих веществ, при этом указанное диспергирующее вещество содержит следующие структурные единицы: I) одну триазиновую структурную единицу, предпочтительно одну 1,3,5-триазиновую структурную единицу, II) одну или две полиалкиленгликолевые структурные единицы, предпочтительно одну полиалкиленгликолевую структурную единицу общей формулы (I) -(AO)n-R2, где А представляет собой алкилен, который имеет 2-18 атомов углерода, при этом по меньшей мере 60 мол. % А предпочтительно представляет собой алкилен, который имеет 2 атома углерода, особенно предпочтительно по меньшей мере 80 мол. % А представляет собой алкилен, который имеет 2 атома углерода, где каждое из данных в мол. % основано на общем количестве молей всех структурных единиц (АО)n в диспергирующем веществе, n представляет собой целое число от 2 до 500, предпочтительно 5-300, более предпочтительно 15-200, особенно предпочтительно 20-80, R2 является одинаковым или разным и независимо представляет собой Н и/или гидрокарбильный радикал, III) и две - четыре структурные единицы сложного эфира фосфорной кислоты, предпочтительно две - четыре структурные единицы сложного эфира фосфорной кислоты в присутствии одной полиалкиленгликолевой структурной единицы, более предпочтительно две структурные единицы сложного эфира фосфорной кислоты в присутствии двух полиалкиленгликолевых структурных единиц, которое отличается тем, что триазиновая структурная единица по меньшей мере по одному атому углерода ароматического триазинового цикла, предпочтительно по одному или двум атомам углерода ароматического триазинового цикла, независимо является замещенной заместителем, выбранным из общих формул (IIa) -N-(СН2СН2-O-РО3Н2)2 и/или (IIb) -NH-CH2CH2-O-PO3H2. Также описан способ получения указанного выше диспергирующего вещества. Описана смесь строительного материала, содержащая указанное выше диспергирующее вещество и неорганическое вяжущее вещество. Также описано применение указанного выше диспергирующего вещества в качестве добавок, уменьшающих водопотребность, в качестве средства для уменьшения вязкости, а также для повышения быстрого твердения неорганических вяжущих веществ на водной основе, и в качестве интенсификатора помола в производстве цемента. Технический результат – получение диспергирующего вещества, обеспечивающего значительное уменьшение водопотребности, уменьшение вязкости неорганических вяжущих веществ и в то же время достигающего их хорошего быстрого твердения. 7 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил., 7 табл., 11 пр.
Наверх