ВЯЖУЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1997 года по МПК C09D1/02 

Изобретение относится к строительству, а именно к вяжущим композициям,и может быть использовано при изготовлении огнезащитных замазок, защитно-декоративных покрытий и т.п. по строительным материалам и изделиям.

Известна вяжущая композиция, включающая саморассыпающийся отвальный доменный шлак и метасиликат Na (1).

Композиция обладает низкой жизнеспособностью, а покрытие на ее основе обладает низкими огнезащитными свойствами.

Известна также вяжущая композиция, включающая калиевое жидкое стекло, оксиды поливалентных металлов, силикат тетрабутиламмония, наполнитель (2).

Композиция обладает недостаточно высокой жизнеспособностью, а покрытие на ее основе обладает недостаточными огнезащитными свойствами.

Наиболее близкой к изобретению является вяжущая композиция(3),содержащая,мас.

Растворимое калиевое стекло 50 70
Двухкальциевый силикат 1 10
Слюда 12 20
Каолин 5 18
Аэросил 2 7
функциональная добавка хлористый магний 0,4 1
Функциональная добавка фенолформальдегидная смола 0,6 3.

Жизнеспособность такой композиции составляет не более 5 ч, что недостаточно для ряда областей ее применения.

Присутствие в составе композиции фенолформальдегидной смолы делает ее токсичной и исключает ее широкое применение с позиций требований санитарной химии.

Технический результат, получение которого обеспечивает данное изобретение, выражается в повышении жизнеспособности композиции.

Указанный технический результат достигается тем, что вяжущая композиция, включающая жидкое стекло, наполнители и функциональную добавку,в качестве функциональной добавки содержит продукт взаимодействия кремневой кислоты и гидроксида алюминия, характеризующийся соотношением в массовых долях
Al₂O₃:SiO₂ 2,5 30 и Al₂O₃:H₂O гидр.1-2,
где H₂O гидр. химически связанная вода. В качестве жидкого стекла калиевое и/или натриевое с модулем 2,5-3,5 и плотностью 1,25-1,50 г/см³ при следующем соотношении компонентов,мас.

Жидкое стекло калиевое и/или натриевое с модулем 2,5 3,5 и плотностью 1,25 1,50 г/см³ 45 60
Наполнители 20 50
Вышеуказанный продукт взаимодействия кремниевой кислоты и гидроксида алюминия 5 20.

Продукт взаимодействия кремниевой кислоты и гидрата окиси алюминия характеризуется соотношением (в массовых долях):

где N₂O химически связанная (кристаллогидратная) вода.

Продукт взаимодействия кремниевой кислоты и гидрата окиси алюминия представляет собой пастообразную массу белого цвета.

Для синтеза функциональной добавки предварительно получают осажденную кремниевую кислоту в виде коллоидного кремнезема или кремнегеля с высокой удельной поверхностью, например, применяют метод кислотного осаждения из растворов растворимых силикатов. Полученную кремниевую кислоту обрабатывают гидратом окиси алюминия при 20-50^oC в течение 1,5 2 ч в присутствии части жидкого стекла при постоянном перемешивании при дробном введении компонентов до получения заданных соотношений:

Полученную добавку выдерживают до созревания в течение 18-24 ч.

Количество исходных веществ: кремневой кислоты, гидрата окиси алюминия, жидкого стекла определяется исходя из получения в конечном продукте указанных соотношений: Al₂O₃:SiO₂ 2,5- 30 и Al₂O₃:H₂O гидр. 1 2. Так в примере 2 для получения 1 кг функциональной добавки необходимо использовать: свежеосажденный кремнегель с содержанием SiO₂ 80% 200 г, гидрата окиси алюминия (по ТУ 48-5-128-89) с содержанием Al₂O₃ 65% 670 г; натриевое жидкое стекло (в пересчете на SiO₂) с модулем 2,8 и плотностью 1,25 г/см³ 130 г. При этом получится функциональная добавка с соотношением Al₂O₃:SiO₂ 2,5 и Al₂O₃:H₂O гидр. 1. Для получения функциональной добавки с другим, указанным в формуле составом, соотношение кремниевой кислоты, гидрата окиси алюминия и жидкого стекла должны быть соответственно пересчитаны.

В композиции используют калиевые (ТУ 6-18-204-74) и натриевые (ГОСТ 13078-81) жидкие стекла с модулем 2,5 3,5 и плотностью 1,25 1,50 г/см³.

В качестве наполнителей используют мел, тальк, кальцит, каолин, слюду, двуокись титана, железный сурик, пигматит, окись хрома и др.

В табл.1 представлены примеры композиции.

В качестве функциональной добавки используют:
в примере 1 продукт взаимодействия свежеосажденного коллоидного кремнезема и гидрата глинозема с соотношением (в массовых долях)

в примере 2 продукт взаимодействия свежеосажденного кремнегеля и гидрата глинозема с соотношением (в массовых долях)

в примере 3 продукт взаимодействия кремнегеля отхода химического производства, содержащего не менее 80% SiO₂ и гидрата глинозема с соотношением (в массовых долях)

Вяжущую композицию получают путем смешения компонентов при комнатной температуре.

Наносят полученную вяжущую композицию традиционными методами при комнатной температуре.

Результаты испытаний вяжущих композиций, а также замазок и покрытий на их основе представлены в табл. 2.

Жизнеспособность вяжущих композиций определяют как конец сроков схватывания на приборе Вика по ГОСТ 3103-76 "Цементы методы испытаний".

Огнезащитные свойства замазок и покрытий определяют по потере массы при сжигании защищаемых деревянных образцов по СТСЭВ 4686-84.

Токсикологические характеристики вяжущих композиций определяются свойствами входящих в нее компонентов. Наличие едкой щелочи определяли путем улавливания тумана едкой щелочи в два поглотителя с водой, с последующим титрованием (Алексеева М.В. и др. Определение вредных веществ в воздухе производственных помещений, 1954, с. 89), а присутствие фенола определяли в соответствии с нормами ПДК по ГОСТ 12.1.0005-88.

Прочность замазок и покрытий при отрыве определяют путем разрыва склеенных цилиндров диаметром 22 мм по ГОСТ 14760-69, а их адгезию определяли по прочности на сдвиг на склеенных древесно-стружечных пластинах по ГОСТ 18958-73.

Как следует из данных, представленных в табл.2, вяжущая композиция в сравнении с известной обладает повышенной жизнеспособностью, нетоксична, а замазки, покрытия и т. п. на ее основе обладают высокими огнезащитными свойствами.

Использование: получение огнезащитных замазок, защитно-декоративных покрытий и т.п. для строительства материалов и изделий. Сущность изобретения: вяжущая композиция содержит жидкое стекло калиевое и/или натриевое с модулем 2,5 - 3-5 и плотностью 1,25 - 1,50 г/см³ 45 - 60%, наполнители 20 - 50%, продукт взаимодействия кремниевой кислоты и гидроксида алюминия с соотношением в массовых долях Al₂O₃:SiO₂ = 2,5 - 30,0 и Al₂O₃:H₂O гидративная 1 - 2 5 - 20%. Продукт взаимодействия получают из осажденой кремниевой кислоты в виде коллоидного кремнезема или кремнегеля с высокой удельной поверхностью, гидрата гидроксида алюминия при 20 - 50^oC в присутствии жидкого стекла. Композицию получают смешением компонентов при комнатной температуре. Характеристика свойств: жизнеспособность 24 ч, адгезия 3,6 МПа, прочность при отрыве 6,2 МПа, потеря массы при сжигании 3,3%. 2 табл.

Вяжущая композиция, включающая жидкое стекло, наполнители и функциональную добавку, отличающаяся тем, что она содержит в качестве жидкого стекла калиевое и/или натриевое с модулем 2,5 3,5 и плотностью 1,25 1,50 г/см³, в качестве функциональной добавки продукт взаимодействия кремневой кислоты и гидроксида алюминия с массовым отношением Al₂O₃/SiO₂ 2,5 30,0 и Al₂O₃/H₂O гидратная 1 2 при следующем соотношении компонентов, мас.

Жидкое стекло калиевое и/или натриевое с модулем 2,5-3,5 и плотностью 1,25 1,50 г/см³ 45 60
Наполнители 20 50
Указанный продукт взаимодействия кремневой кислоты и гидроксида алюминия
5 20в