Сырьевая смесь для прессованных гипсовых изделий и способ их изготовления



Владельцы патента RU 2793100:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" (RU)

Группа изобретений относится к области производства строительных материалов и может быть использована при производстве гипсовых изделий. Сырьевая смесь для прессованных гипсовых изделий содержит, мас.%: гипсовое вяжущее, полученное обжигом фосфогипса при температуре 175оС, 61-69, наполнитель - фосфогипс с размером частиц не более 112 мкм 8-16, 1%-ный водный раствор пенообразователя «Пеностром» - остальное. Способ изготовления прессованных гипсовых изделий из указанной выше смеси включает смешивание фосфогипса с гипсовым вяжущим, введение полученной сырьевой смеси в 1%-ный водный раствор пенообразователя, перемешивание, формование в металлических пресс-формах под давлением 3-5 МПа с выдерживанием при указанном давлении 30 с, выпрессовку и сушку изделий в естественных условиях до постоянной массы. Технический результат – повышение прочности изделий, снижение расхода вяжущего, снижение энергетических затрат на прессование и износ оборудования. 2 н.п. ф-лы, 3 табл., 1 пр.

 

Настоящее изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано при производстве гипсовых изделий.

Известен способ и состав для изготовления гипсовых изделий, при этом влажный природный двуводный гипс или цитрогипс смешивают с серной кислотой, а затем последовательно с сухой негашеной известью и водой затворения, затем полученную сырьевую смесь прессуют с одновременным удалением избытка воды затворения (Патент RU № 2132310 С1, опубл. 27.06.1999).

Недостатком данного способа является сложность процесса изготовления изделий, высокие затраты на их производство, а также низкая водостойкость изделий, невысокая прочность.

Также известен способ и состав изготовления гипсовых изделий, заключающийся в том, что используют вспученный перлит (мелкий заполнитель) с размером гранул 75-100 мкм, который предварительно насыщают водой, отфильтровывают воду, не удерживаемую гранулами вспученного перлита, смешивают водонасыщенный перлит с гипсом, подают полученную смесь в пресс-форму для дальнейшего прессования и прессуют при давлении не менее 10 МПа (Патент RU № 2525412 С1, опубл. 10.08.2014, бюл. № 22).

Основными недостатками данного состава и способа являются низкая прочность, высокое водовяжущее (водогипсовое) соотношение, наличие дополнительных операций, связанных с необходимостью водонасыщения и фильтрации воды из перлита. Также, при данном технологическом решении сложно обеспечить постоянное водогипсовое соотношение, это связано с пренебрежением весом перлита, а также с тем, что фильтрация не обеспечивает полное удаление воды с поверхности перлита и при его дозировании свободная влага будет оставаться на всем оборудовании, задействованном в данной операции. Колебание водогипсового отношения негативно отражается на обеспечении постоянства прочностных характеристик конечных изделий.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением, принятым за прототип является состав и способ изготовления гипсовых изделий, заключающийся в том, что мелкий заполнитель – отход производства перлита (перлитовая пыль с размером гранул 5-100 мкм, насыпной плотностью – 75 кг/м3) смешивают с водой с последующим введением модифицированного гипсового вяжущего, полученного обжигом цитрогипса во вращающейся печи при температуре 120-140 оС, с удельной поверхностью 600-650 м2/кг и формуют пресс-формах под давлением 10 МПа, с выдерживанием изделий при указанном давлении 30 сек. (Патент RU № 2693808 (С1), опубл. 04.07.2019, бюл. № 19).

Основными недостатками данного состава и способа являются низкая прочность, повышенный расход вяжущего, повышенные энергетические затраты на прессование, необходимость использования перлитовой пыли, что повышает затраты на сырье, связанные с закупкой и транспортировкой перлитовой пыли, ограниченная сырьевая база цитрогипса.

Изобретение направлено на повышение прочности изделий, снижение расхода вяжущего, снижение энергетических затрат на прессование, снижение износа оборудования и затрат на сырье, расширение сырьевой базы.

Это достигается тем, что сырьевая смесь для прессованных гипсовых изделий содержит вяжущее, наполнитель и воду, при этом в качестве вяжущего используется гипсовое вяжущее, полученное обжигом фосфогипса при температуре 175 оС, в качестве наполнителя – фосфогипс с размером частиц не более 112 мкм, 1%-ный водный раствор пенообразователя «Пеностром», изготовление смеси осуществляется при следующих массовых соотношениях сырьевых компонентов, %:

гипсовое вяжущее – 61–69;

фосфогипс – 8–16;

1%-ный водный раствор пенообразователя – остальное

Способ изготовления гипсового камня, включает приготовление формовочной массы, формование, выпрессовку, сушку, при этом приготовление формовочной массы осуществляется в следующей последовательности: приготовление сырьевой смеси путем смешивания вяжущего и наполнителя, приготовление 1%-го водного раствора пенообразователя, добавление сырьевой смеси в раствор пенообразователя, перемешивание, формование в металлической пресс-форме под давлением 3-5 МПа, с выдерживанием изделий при указанном давлении 30 сек, выпрессовку и сушку в естественных условиях до постоянной массы.

Характеристики используемых материалов.

1. Наполнитель – отход производства удобрений из фосфоритной породы – фосфогипс, с размером частиц не более 112 мкм. Химический состав фосфогипса представлен в таблице 1.

Таблица 1

Химический состав фосфогипса

Содержание оксидов, %
SO3 CaO SrO P2O5 CeO2 MgO остальное
48,84 46,44 2,52 0,68 0,36 0,15 1,01

2. Гипсовое вяжущее – обожжённый фосфогипс с удельной поверхностью 350-400 м2/кг.

Гипсовое вяжущее получаем путем обжига фосфогипса при температуре 175 оС.

1. Пенообразователь «Пеностром». Характеристики пенообразователя приведены в таблице 2.

Таблица 2

Характеристики пенообразователя Пеностром

Показатели Значения
Плотность при 20 оC, кг/м3 в пределах – 1020-1090
Водородный показатель (pH) 1% водного раствора в пределах – 7,5-10,0
Кинематическая вязкость, при 20 оC, мм2·с-1 не более – 40
Температура застывания, оC не выше, минус – 3
Устойчивость пены, с не менее – 240
Кратность пены не менее – 4

4. Вода ГОСТ 23732-2011 «Вода для бетонов и строительных растворов. Технические условия».

Разработанные составы сырьевой смеси и прочностные показатели исследуемого состава изделий и прототипа приведены в таблице 3.

Таблица 3

Составы сырьевой смеси и физико-механические характеристики

исследуемых прессованных гипсовых изделий

Вид изделий Расход материала % по масс. Водовяжущее
отношение		 Давление прессования, МПа Предел прочности при сжатии через 2 часа после прессования, МПа Предел прочности при
сжатии сухих изделий, МПа
Гипсовое вяжущее Перлитовая пыль Фосфогипс Вода 1 %-й раствор пенообразователя
исследуемый состав №1 69 – 8 - 23 – 5 17 26
исследуемый состав №2 61 – 16 - 23 – 3 15 24
прототип 83 1,5 – 15,5 – 0,18-0,19 10 15-16 19-20

Пример (таблица 3 состав №1): фосфогипс в количестве 0,8 кг (8 %) по массе и гипсовое вяжущее в количестве 6,9 кг (69 %) по массе, смешивают до получения однородной массы. Далее полученная сырьевая смесь засыпается в заранее приготовленный 1%-ный водный раствор пенообразователя «Пеностром», взятый в количестве 2,3 л (23 %) по массе с последующим тщательным перемешиванием до получения однородной формовочной массы. После чего полученная формовочная масса направляется в металлическую пресс-форму и производится прессование под давлением 3 МПа, длительность выдерживания под указанным давлением составляет 30 сек, далее осуществляется выпрессовка и сушка в естественных условиях до постоянной массы.

Разработанный способ изготовления изделий при предлагаемом соотношении компонентов, наличие в системе фосфогипса как наполнителя, а также раствора пенообразователя снижают трение формовочной смеси о стенки формы, что способствует более однородному уплотнению формовочной массы, росту средней плотности гипсового изделия и, как следствие, росту его прочности.

Введение в состав сырьевой смеси фосфогипса также способствует снижению себестоимости изделия за счет сокращения расхода гипсового вяжущего и затрат, связанных с закупкой и транспортировкой перлитовой пыли.

Исходя из того, что фосфогипс представляет собой отход, накопление которого, в отличии от цитрогипса, повсеместно распространены по всему миру, данное изобретение, также позволяет значительно снизить нагрузку на окружающую среду и расширить сырьевую базу регионов.

Применение указанного давления (3-5 МПа) и режима формования изделий способствует уменьшению износа оборудования и снижению энергетических затрат.

Снижение давления прессования ниже 3 МПа и повышение содержание наполнителя (фосфогипса) в системе выше 16 % способствует снижению средней плотности изделий и, как следствие, прочности, ниже значений прочности прототипа. В тоже время, увеличение давление прессования выше 5 МПа и снижение содержания наполнителя (фосфогипса) повышает энергетические затраты на производство и затраты на сырье – гипсовое вяжущее. При полном исключении фосфогипса и пенообразователя, из-за высокой адгезии гипсового вяжущего к металлической форме, увеличивается количество дефектов на поверхности изделии.

Увеличение концентрации пенообразователя не способствует повышению физико-механических (средняя плотность, прочность) характеристик изделий, но отрицательно сказывается на их себестоимости.

1. Сырьевая смесь для прессованных гипсовых изделий, содержащая вяжущее, наполнитель и раствор пенообразователя, отличающаяся тем, что в составе сырьевой смеси используется гипсовое вяжущее, полученное обжигом фосфогипса при температуре 175 оС, в качестве наполнителя – фосфогипс с размером частиц не более 112 мкм, 1%-ный водный раствор пенообразователя «Пеностром», изготовление смеси осуществляется при следующих массовых соотношениях сырьевых компонентов, %:

гипсовое вяжущее 61-69
фосфогипс 8-16
указанный 1%-ный водный раствор
пенообразователя остальное

2. Способ изготовления прессованных гипсовых изделий по п. 1, включающий приготовление формовочной массы, формование, выпрессовку, сушку, отличающийся тем, что приготовление формовочной массы осуществляется в следующей последовательности: смешивание фосфогипса с гипсовым вяжущим, введение полученной сырьевой смеси в 1%-ный водный раствор пенообразователя, перемешивание, формование в металлических пресс-формах под давлением 3-5 МПа, с выдерживанием изделий при указанном давлении 30 с, выпрессовку и сушку в естественных условиях до постоянной массы.



 

Похожие патенты:
Группа изобретений относится к области производства строительных материалов и может быть использована при производстве гипсовых изделий. Сырьевая смесь для прессованных гипсовых изделий содержит, мас.%: гипсовое вяжущее, полученное обжигом цитрогипса при температуре 175°С, 58-72, наполнитель - цитрогипс с размером частиц не более 112 мкм 8-25, 1%-ный водный раствор пенообразователя «Пеностром» - остальное.
Группа изобретений относится к области производства строительных материалов и может быть использовано при производстве гипсовых изделий. Сырьевая смесь для прессованных гипсовых изделий содержит, мас.%: гипсовое вяжущее, полученное обжигом фосфогипса при температуре 175°С, 64-72, наполнитель - фосфогипс с размером частиц не более 112 мкм 8-16, 0,5%-ный водный раствор пенообразователя «Пеностром» - остальное.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к жаростойким бетонам, предназначенным для применения в условиях повышенных температур. Сырьевая смесь для изготовления ячеистого жаростойкого бетона содержит, мас.%: портландцемент ЦЕМ II/А-Ш 42,5Н – 43,18-46,49, пенообразователь на протеиновой основе – 5,56-5,91, порошок диабаза с размером частиц не более 0,63 мм – 25,19-26,74, базальтовую фибру с длиной волокон 6-12 мм – 0,87-0,92, порошок диатомита с удельной поверхностью 29200 см2/г – 2,17-2,31, суперпластификатор "МС-ТехниФлоу 80" – 0,15-0,16, воду – 19,57-20,78.

Группа изобретений относится к промышленности строительных материалов – к производству ячеистых бетонов, в частности пенобетона, применяемого для изготовления мелких стеновых блоков производственных помещений, многоэтажных и индивидуальных жилых домов. Способ получения наномодифицированной добавки для пенобетона включает получение раствора катализатора путем растворения аммония молибденовокислого 4-водного (NH4)6Mo7O24⋅4H2O при температуре 30°С с помощью магнитной мешалки MSH-20D-Set при частоте вращения 1000 об/мин до полного растворения, добавления в раствор алюминия азотнокислого 9-водного Аl(NO3)3⋅9H2O, магния нитрата 6-водного Mg(NO3)2⋅6H2O, кобальта азотнокислого 6-водного Co(NO3)2⋅6H2O и лимонной кислоты при температуре раствора 60°С и частоте вращения мешалки 500 об/мин, предварительно обработанный в муфельной печи при 200°С кварцевый песок добавляют в полученный раствор катализатора и перемешивают при частоте вращения мешалки 500 об/мин в течение 30 мин, затем пропитанный песок подвергают прокалке при температуре 600°C в течение 60 мин на воздухе до образования на поверхности частиц песка ксерогеля, состоящего из оксидов молибдена, кобальта, магния и алюминия, и для синтеза на поверхности частиц песка многослойных углеродных нанотрубок – МУНТ, песок помещают в реактор периодического действия: время синтеза - 60 мин, газовая смесь - пропан-бутан, температура процесса - 650°C, при следующем содержании сырья, используемого для получения катализатора, мас.%: кобальт азотнокислый 6-водный Co(NO3)2⋅6H2O 22,2, магний нитрат 6-водный Mg(NO3)2⋅6H2O 23,2, алюминий азотнокислый 9-водный Аl(NO3)3⋅9H2O 10,5, аммоний молибденовокислый 4-водный (NH4)6Mo7O24⋅4H2O 1,3, кислота лимонная моногидрат 42,8.
Группа изобретений относится к области производства строительных материалов и может быть использована при производстве гипсовых изделий. Сырьевая смесь для прессованных гипсовых изделий содержит вяжущее, наполнитель и 0,5%-ный водный раствор пенообразователя.
Группа изобретений относится к промышленности строительных материалов, а именно к сырьевой смеси для изготовления теплоизоляционных ячеистых материалов и способу ее приготовления. Сырьевая смесь для изготовления ячеистых материалов включает, мас.%: портландцемент марки 500 40-45, заполнитель – керамзит дробленый крупностью 0-5 мм или кварцевый песок с Мк р.
Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к легкому фибробетону на основе отходов промышленности, и может быть использовано для изготовления сборных и монолитных железобетонных изделий. Легкий фибробетон на основе отходов промышленности, приготовленный из смеси, содержащей об.%: портландцемент 37, речной песок с модулем крупности 1,4-1,6 24,75, регенерат – шлаковый песок с модулем крупности 0,6-0,7 7,75, модифицированную в растворе воды и жидкого стекла или в растворе воды, жидкого стекла и гашеной извести фибру на основе текстильных отходов 1,2, комплексный порообразователь, включающий пыль газоочистки металлургического завода, содержащую оксид алюминия, жидкое мыло и воду, 29,3.

Изобретение относится к производству теплоизоляционного пенобетона на минеральном вяжущем для реализации на заводах или предприятиях по выпуску блоков и устройству теплоизоляции из пеноматериала. Способ проектирования составов теплоизоляционного пенобетона включает совокупность действий, основанных на соблюдении условия абсолютного заполнения межпорового пространства в пенобетонной смеси, изготовление трех вариантов концентрации раствора пены с различным числом весовых частей воды на одну весовую часть пенообразователя в растворе пены, изготовление трех замесов с различной концентрацией раствора пены, измерение получившихся объемов пенобетонной смеси и фиксацию ее устойчивости, выбор состава с той концентрацией раствора пены, при которой обеспечивается устойчивость пенобетонной смеси с наименьшим количеством пенообразователя, измерение среднего диаметра пор и средней толщины межпоровой перегородки в затвердевших образцах пенобетона, при существенном отличии фактического среднего диаметра поры и средней толщины межпоровой перегородки от предварительно принятых значений пересчитывают объем межпорового пространства и расход сырьевых компонентов пенобетонной смеси, при необходимости увеличения текучести раствора при найденном водотвердом отношении применяют пластификатор с условием сохранения равенства суммы абсолютных объемов всех компонентов пенобетонной смеси и объема межпорового пространства.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к жаростойким бетонам, предназначенным для применения в условиях повышенных температур. Шихта для изготовления ячеистого жаростойкого бетона содержит, мас.%: портландцемент ЦЕМ II/А-Ш 42,5Н 41,29-44,74, песок с размером зерна не более 0,63 мм 5,43-5,77, шамотный порошок с размером частиц не более 0,63 мм 4,93-5,23, шлак доменный гранулированный с размером частиц не более 0,63 мм 14,53-15,43, базальтовый порошок с размером частиц не более 0,63 мм 10,74-11,41, базальтовую фибру с размером волокон 6-12 мм 0,83-0,89, пенообразователь на протеиновой основе 0,03-0,05, воду 18,77-19,93.

Изобретение относится к получению пенобетона, используемого при строительстве и ремонте жилых, промышленных зданий и сооружений, где требуется непрерывная подача пенобетонной смеси. Способ получения пенобетонной смеси включает перемешивание в заданном соотношении цемента с водой, заполнителем - песком фракций меньше или равной 0,315 мм и/или армирующей добавкой - микрофиброй в смесителе-активаторе со скоростью вращения рабочих органов 200 - 500 оборотов в минуту с нагревом смеси до 30 - 45 градусов Цельсия и гидроактивацией цемента при водоцементном соотношении от 0,28 до 034, приготовление пенообразователя перемешиванием в течение одной минуты в емкости концентрата протеинового пенообразователя с водой в соотношении от 1:50 до 1:25 с последующей аэрацией полученного раствора пенообразователя сжатым воздухом под давлением 0,5 - 0,6 МПа в пеногенераторе до образования пены кратностью 20 - 40, получение пенобетонной смеси на месте применения пенобетона посредством перемешивания в смесителе-поризаторе со скоростью вращения рабочих органов 100 - 500 оборотов в минуту в заданном соотношении указанной активированной цементной смеси и полученного раствора пенообразователя.
Группа изобретений относится к области производства строительных материалов и может быть использована при производстве гипсовых изделий. Сырьевая смесь для прессованных гипсовых изделий содержит, мас.%: гипсовое вяжущее, полученное обжигом цитрогипса при температуре 175°С, 58-72, наполнитель - цитрогипс с размером частиц не более 112 мкм 8-25, 1%-ный водный раствор пенообразователя «Пеностром» - остальное.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2022-09-27 2023-03-29T09:20:43
Наверх