СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО КСИЛОЛИТОВЫХ БЛОКОВ, И СПОСОБ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 1996 года по МПК C04B28/30 C04B28/30 C04B18/26 C04B111/20 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления строительного бруса, плит сухой и плотной теплоизоляционной штукатурки, возведения стан и перекрытий в помещениях с влажной агрессивной атмосферой.

Известна керамическая масса для изготовления стеновых панелей, включающая суглинок, опилки, золошламовую смесь.

Однако изделия из этих смесей имеют низкую прочность, высокую гигроскопичность.

Известен способ изготовления строительных плит, включающий смешивание предварительно высушенного волокна с водным раствором хлористого магния, одновременной добавкой окиси магния и последующим формированием и прессованием плиты.

Недостатком этого способа является нестабильность физико-механических свойств.

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления строительных плит, включающий приготовление смеси из магнезиального вяжущего, древесного наполнителя и водного раствора хлористого магния, прессование смеси.

Недостатками этого способа являются нестабильность физико-механических свойств строительных плит и высокотемпературные режимы при их изготовлении.

Наиболее близким к предлагаемому строительному материалу является сырьевая смесь для изготовления строительных изделий, включающая каустический магнезит, хлормагниевый рассол калийного производства, водно-спиртовой раствор алкилсиликоната натрия, ГКЖ-10 или ГКЖ-11, формиатно-спиртовой отход производства пентаэритрита, минеральный заполнитель.

Однако такая смесь не устраняет гигроскопичности ксилолита, ее можно использовать только внутри сухих зданий. Кроме того, для приготовления такой смеси используют дорогостоящий формиатно-спиртовый отход пентаэритрита.

Цель данного изобретения повышение водостойкости и прочности материала за счет устранения гигроскопичности и высолов.

Цель достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления строительных изделий, преимущественно ксилолитовых блоков, включающая каустический магнезит, хлормагниевый рассол, полиорганосилоксан и заполнитель, содержит в качестве хлормагниевого рассола рассол карналлитового производства плотностью 1,2 1,25 г/см³, в качестве заполнителя древесный опил и дополнительно коалин и ультрамарин синий при следующем содержании компонентов, мас. ч:
Каустический магнезит 1,0 1,5
Хлормагниевый рассол карналлитового производства 1,4 1,9
Полиорганосилоксан 0,01 0,03
Древесный опил 2,8 3,2
Каолин 0,04 0,08
Ультрамарин синий 0,03 0,07
Цель достигается также тем, что способ изготовления ксилолитовых блоков, включающий приготовление сырьевой смеси смешиванием каустического магнезита, водного раствора хлористого магния и измельченного древесного заполнителя, при приготовлении сырьевой смеси измельченный древесный заполнитель предварительно смешивают с каолином с последующим введением при перемешивании полиорганосилоксана, каустического магнезита, хлормагниевого рассола карналлитового производства и ультрамарина синего, после чего формируют блоки прессованием при комнатной температуре, подсушивают их и чередованием вымачивания блоков и их высушивания достигают уменьшения веса блока на 22 23 от первоначального и вывода солей до 72 75 от их исходного содержания.

Реализация предлагаемого изобретения осуществляется следующим образом.

Сначала осуществляют смешивание компонентов смеси в следующем порядке. Предварительно смешивают каолин с органическим наполнителем, в качества которого могут быть использованы, например, шерсть или опил предпочтительно хвойных пород, имеющих нейтральный химический характер.

После этого полученную смесь обрабатывают полиорганосилоксаном, например, ГКЖ-94. При его введении на поверхности твердых частиц опила и каолина образуются тонкоориентированные пленки, проявляющие водоотталкивающее действие. Адсорбируясь на них, кремнийорганическое соединение способствует повышению однородности смеси, что приводит к образованию мелкопористой структуры и гидрофобизации поверхности.

После введения в cмeсь каустического мегнезита и водного раствора хлористого магния происходит минерализация опила, и при повышенной влажности воздуха и водорастворимые соли и сам опил активно набирают влагу из воздуха. Благодаря вовлекаемому воздуху и гидрофобизации поверхности частиц опила и каолина увеличиваются газо- и водонепроницаемость. Образующиеся окруженные водоотталкивающей пленкой частицы каолина и опила не размокают под действием влаги и не поглощают пары воды из воздухи.

Введение ультрамарина синего, представляющего собой алюмосиликат натрия, содержащий серу, позволяет создать уплотненную водопрочную структуру, так как он способен вступать во взаимодействие с непрореагировавшим магнезитом (МО) свободная кремнийкислота, имеющаяся в ультрамарине, образует водостойкий и прочный силикат магния.

H₂SiO₃ + MgO ---> MgSiO₃ + H₂O
Зaтем из полученной смеси формуют блоки, высушивают до схватывания вяжущего, после чего помещают в воду комнатной температуры и оставляют на несколько часов. Эту процедуру осуществляют несколько раз. Это связано с там, что каолин (гидратированный силикат алюминия) обладает высокими дисперсностью и связующей способностью, что способствует при затворении образованию коллоидных растворов, т. е. излишняя влага в гидросмеси магния связывается каолином. Таким образом, каолин уплотняет гель гидроокиси магния, который при высушивании после вымачивания дополнительно еще уплотняется. При вымачивании изделия в воде уплотненный гель гидроокиси магния /Mg (OH)/₂в воде не набухает. В воду выходят водорастворимые слои изделия (блока) в начале его отвердевания теряют больше влаги, чем внутренние, вследствие чего в них возникают растягивающие усилия, а при вымачивании образца каолин, будучи устойчив к воде, способен размягчаться и способствовать выведению водорастворимых солей в воду, значительно уменьшая (исключая) внутренние напряжения.

Вымачивание блока осуществляют до выхода солей до 75 72 от их исходного содержания или до достижения уменьшения веса изделия на 22 23 от первоначального.

Количество каолина в качестве уплотняющей добавки, взятое выше, 0,08 ч. приводит к сильному набуханию глинистых частиц в растворе, что при высыхании образца ведет к образованию трещин. При меньшем содержании (менее 0,04 ч.) не образуется прочный скелет блока при твердении его и при высыхании после замачивания.

Добавка гидрофобизатора (кремнийорганического соединения) выше, чем 0,ОЗ ч. способствует замедлению реакции образования коллоидных растворов каолина, замедляет скорость твердения.

Кроме того, такое количество гидрофобизатора вызывает повышение воздухововлекающее действие, что вызывает повышенную пористость.

Введение гидрофобизатора в меньшем количестве (менее 0,01 ч.) ведет к понижению коэффициента водостойкости.

Введение ультрамарина синего в количестве большем, чем 0,07 ч. ведет к уменьшению прочности и коэффициента водостойкости вследствие повышенной экзотермической реакции, при которой сера, содержащаяся в ультрамарине синем и инертная при обычной температуре, активизируется и вызывает быстрое схватывание (твердение) смеси, что ухудшает качественные показатели.

При содержании в смеси ультрамарина синего меньше 0,03 ч. коэффициент водостойкости уменьшается, так как содержание водостойкого силиката магния в смеси незначительно.

Для экспериментальной проверки было подготовлено 16 составов следующим образом. В смеситель загружали опил хвойных пород, каолин (ГОСТ 6138-61), перемешивали их и в качестве кремнийорганического соединения добавляли ГКЖ-94 (ГОСТ 10834-64), после чего перемешивали 3 4 мин. Затем вводили каустический магнезит (ГОСТ 1216-75) и затворяли всю смесь водным раствором хлористого магния, который представлен карналитовым щелоком при t 25 - 30^oС, полученным растворением карноллитовой руды (ГОСТ 16109-70) в воде при t 70 80^oС до насыщения раствора плотностью 1,2 1,25 г/см³. Давали остыть карналлитовому щелоку состава MgCl₂ 152,9 г/л; КСl 117,09 г/л; NаСl 27,7 г/л до 25 30^oС. Затем вводят ультрамарин синий (ГОСТ 13483-68).

Полученную смесь утрамбовывали в формы. Через 2 ч образец вынимали из изложницы и подсушивали на воздухе 6 7 ч. Затем его снова вымачивали в воде при t 28 30^oС в течение 15 18 ч и снова высушивали 4 6 ч на воздухе, а затем снова вымачивали 15 ч. После высушивания образца в течение 6 ч определяли водостойкость образца по ГОСТ 12730.3-78, вычислив коэффициент размягчения (Кр). Материал водостоек, если Кр 0,8 и выше.

Использование предлагаемого изобретения позволяет получить дешевый строительный материал с высокими эксплуатационными свойствами, такими как морозо- и водостойкость и т. д.

Использование: изготовление дешевого строительного материала с высокими эксплуатационными свойствами (морозо- и водостойкость и т.д.) Сущность изобретения: сырьевая смесь для изготовления строительных изделий, преимущественно ксилолитовых блоков, включает, мас.ч. : каустический магнезит 1 - 1,5; древесный опил 2,8 - 3,3; хлормагниевый рассол карналлитового производства плотностью 1,2 - 1,25 г/см<M^>З<D> 1,4-1,9; каолин 0,04 - 0,08; полиорганосилоксан 0,01 - 0,03; ультрамарин синий 0,03-0,07. Способ изготовления ксилолитовых блоков включает предварительное смешивание каолина с древесным спилом, обработку полиорганосилоксаном, добавление каустического магнезита, последующее затворение смеси водным раствором хлористого магния и введение в нее ультрамарина синего, после чего формируют блоки, подсушивают их и чередованием вымачивания блоков и их высушивания достигают уменьшения веса блока на 22 - 23 % от первоначального и вывода солей до 72 - 75 % от их исходного содержания. Полученные блоки характеризуются пределом прочности при сжатии 38 - 45 МПа, прочностью при сжатии после 48-часовой выдержки в ходе 49,4 - 67,5 МПа, коэффициентом водостойкости 1,3 - 1,5. 2 с. и 1 з. п. ф-лы.

1. Сырьевая смесь для изготовления строительных изделий, преимущественно ксилолитовых блоков, включающая каустический магнезит, хлормагниевый рассол, заполнитель, полиорганосилоксан, отличающаяся тем, что она содержит в качестве хлормагниевого рассола рассол карналлитового производства плотностью 1,2 1,25 г/см³, в качестве заполнителя древесный опил и дополнительно каолин и ультрамарин синий при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Каустический магнезит 1,0 1,5
Хлормагниевый рассол карналлитового производства 1,4 1,9
Полиорганосилоксан 0,01 0,03
Древесный опил 2,8 3,2
Каолин 0,04 0,08
Ультрамарин синий 0,03 0,07
2. Способ изготовления ксилолитовых блоков, включающий приготовление сырьевой смеси смешиванием каустического магнезита, измельченного древесного заполнителя и водного раствора хлористого магния и прессование полученной сырьевой смеси, отличающийся тем, что при приготовлении сырьевой смеси измельченный древесный заполнитель предварительно смешивают с каолином с последующим введением при перемешивании полиорганосилоксана, каустического магнезита, хлормагниевого рассола карналлитового производства и ультрамарина синего, прессование полученной сырьевой смеси осуществляют при комнатной температуре, подсушивают сформованное изделие до схватывания вяжущего, чередуют вымачивание и высушивание до уменьшения массы изделия на 22-23% от первоначального и выхода солей до 70-72% от их исходного содержания.