КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И СПОСОБ ЕЕ ПРИГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК C04B11/00 C04B28/14 C04B111/20 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для получения сырьевых смесей и их применения при строительстве промышленных, жилых и сельскохозяйственных сооружений, автомобильных дорог, а также при благоустройстве городских и поселковых территорий.

Известны составы и способы изготовления строительных материалов, состоящие из альфа-полугидрата сульфата кальция, продукта нейтрализации азотноплавиковых травильных растворов и воды методом их дозирования и смешивания (а.с. N 1114643 C 04 B 11/09).

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому изобретению являются смеси и способ их получения при производстве гипсового вяжущего, включающие фосфогипс, содощелочной плав, хлористый натрий и природный гипсовый камень (а.с. N 916990, C 04 B 11/09), методом дозирования компонентов, их смешивания варки и помола.

Недостатками указанных составов и способа являются недостаточная водо- и морозостойкость, многокомпонентность смеси и сложность ее получения.

Решение задачи заключается в том, чтобы повысить водо- и морозостойкость материала, а также технологичность его получения.

Это достигается тем, что состав для изготовления строительных материалов включает гипсовый материал и щелочной компонент и отличается тем, что в качестве щелочного компонента содержит шлам нейтрализации травильного производства или гальваношламы, содержащие сульфаты кальция, соли щелочных металлов и имеющие водородный показатель среды не менее 12, при следующем соотношении компонентов в мас. гипсовый материал 62-69, шлам нейтрализации травильного производства или гальваношламы остальное.

Задача также осуществляется подбором состава и способа получения строительных материалов, включающим дозирование компонентов, их смешивание, отличающимся тем, что сначала гипсовый материал механоактивируют в мешалке при интенсивности 300-500 оборотов/мин в течение 3-5 мин, а затем в течение 10-12 мин перемешивают со шламом нейтрализации травильного производства или гальваношламом при интенсивности мешалки 100-120 оборотов/мин.

В качестве гипсовых материалов используются отходы химической промышленности и цветной металлургии: фосфогипс, фторгипс, фторангидрит, борогипс. В конкретном случае использовался фосфодигидрат сульфата кальция и фторгипс. Использовали фосфодигидрат сульфата кальция Воскресенского НПО "Минудобрения" следующего химического состава, мас. P₂O₅ 0,6; Al₂O₃ 0,67; F 0,3; R₂O₃ 1,31; SiO₂ - 0,81; SO₃ 45,65; CaO 32,6; Fe₂O₃ 0,2: п.п.п. - 17,87. Водородный показатель (pH) 2, влажность 14%
Применяли также фторангидрит Пермского завода "Галоген", имеющий следующий химический состав, мас. SiO₂ 0,35; R₂O₃ - 1,78; Fe₂O₃ 0,51; Al₂O₃ 1,27; CaO 40,79; MgO 1,01; SO₃ 52,72; H₂O 1,09; п.п.п. 2,17. Водородный показатель (pH) 3,1; влажность 11%
В качестве шламов нейтрализации травильного производства применяются отходы нейтрализации металлургических комбинатов машиностроительных заводов производств.

Можно также использовать отходы гальванопроизводств различных предприятий. Шламы нейтрализации травильного производства или гальваношламы должны содержать не менее 40% гипса и не менее 7% солей щелочных металлов, иметь pH не менее 12.

В конкретном случае использовались шламы нейтрализации травильного производства завода "Серп и молот" (г. Москва) и гальваношламы Московского завода автоматических процессов. Шлам нейтрализации имеет следующий химический состав, мас. CaSO₄ 49, NaCl 7, NaNO₃ 8, Fe₂O₃ 8, Wi 0,003, Cr₂O₃ 0,05, CuO 1, R₂O₃ 3,8; H₂O 18; п.п.п. 5,12.

Применялись гальваношламы следующего состава, мас. CaO 49; Cr₂O₃ 16,8; MnO 0,8; Fe₂O₃ 1,6; Ni 0,35; CuO 1,4; Zn 3,3; Pb 0,02; Sr 0,005; H₂O остальное.

Для осуществления предлагаемого способа применяются высокооборотные мешалки принудительного действия более 300 оборотов/мин, мощностью до 15 кВт.

Предлагаемое техническое решение осуществлялось следующим образом.

В мешалку СВ-135А через дозатор загружался фосфодигидрат сульфата кальция с исходной влажностью 18% в количестве 68 кг, в течение 3-5 мин при 300 оборотов/мин. Материал механоактивировался и с добавлением воды до влажности 28% в количестве 6,8 л и шлам нейтрализации в количестве 32 кг, смесь перемешивалась 10 мин при 100 оборотов/мин.

При осуществлении способа контролируется влажность исходных материалов, которая не должна превышать в сумме 30% Необходимое количество воды добавляют в момент механоактивации, затем через выходящее устройство мешалки смесь разливалась в различные формы: кирпича, стенового камня, облицовочной плитки.

Изделия в формах выдерживали в камере при t 45^oC в течение 5 ч. Затем вынимали изделия из форм и испытывали на прочность, водо- и морозостойкость.

Сравнительные свойства материалов по прототипу (смесь 1) и предлагаемому решению представлены в табл. 1,2. Из приведенных данных следует, что предлагаемое техническое решение позволяет получать материалы более водо- и морозостойкие, и, следовательно, долговечные, что расширяет область применения этих материалов (смеси 3-5, 8-10, 14-16).

Применение изобретения способствует охране окружающей среды и повышает экологическую безопасность, поскольку состав материала включает только отходы производства.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для получения изделий при строительстве промышленных, жилых и сельскохозяйственных сооружений, а также при благоустройстве городских и поселковых территорий. Предлагаемое техническое решение по составу и способу позволяет повысить водо- и морозостойкость строительных материалов на основе гипса. В качестве компонентов используются гипсосодержащие отходы промышленности, а также шламы нейтрализации травильных растворов или гальваношламы. Предлагаемый способ получения строительных материалов существенно повышает технологичность процесса изготовления строительных композиций. 2 с.п. ф-лы, 2 табл.

1. Композиция для изготовления строительных материалов, включающая гипсовый отход производства минеральной кислоты и нейтрализованный сульфатный шлам травильного производства, отличающаяся тем, что используют нейтрализованный сульфатный шлам, шлам травильного производства с рН не менее 12, содержащий хлориды и нитраты щелочного металла, при следующем соотношении, мас.

Гипсовый отход производства минеральной кислоты 62 69
Указанный нейтрализованный шлам травильного производства 31 38
2. Способ приготовления композиции для изготовления строительных материалов, включающий смешение гипсового отхода производства минеральной кислоты с нейтрализованным сульфатным шламом травильного производства, отличающийся тем, что гипсовый отход производства минеральной кислоты предварительно механоактивируют в мешалке при частоте вращения 300 500 мин^-1, а затем добавляют нейтрализованный сульфатный шлам травильного производства с рН не менее 12, содержащий хлориды и нитраты щелочного металла, и смешение ведут при частоте вращения мешалки 100 120 мин^-1.