СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИПСОВОГО ВЯЖУЩЕГО Российский патент 2002 года по МПК C04B11/02 C04B11/06 

Изобретение относится к способам изготовления строительных материалов, в частности к способам получения гипсовых вяжущих веществ.

Известен способ получения композиционного гипсового вяжущего путем обработки гипсового сырья в разных агрегатах с получением строительного гипса и нерастворимого ангидрита, с сепарацией материала после обжига, смешиванием компонентов в определенных соотношениях и усреднением вяжущего с использованием различных химических добавок (Воробьев Х.С. Гипсовые вяжущие и изделия: (Зарубежный опыт). - М.: Стройиздат, 1983, с. 26).

Недостатком указанного способа является дороговизна получаемого вяжущего вследствие необходимости введения многофункциональных химических добавок для придания вяжущему требуемых свойств.

Известен способ получения гипсового вяжущего, состоящего из нерастворимого ангидрита и полуводного гипса, в колосниковых печах с разделением на фракции до обжига (там же, с. 33-34, 68-69).

Свойства гипсового вяжущего, полученного по данному способу:
начало схватывания 6 мин;
конец схватывания 35 мин;
предел прочности при сжатии 15,5 МПа.

Недостатком указанного способа является низкая прочность, ускоренное начало схватывания вяжущего, сложность и дороговизна используемого оборудования и значительные энергозатраты, связанные с дроблением и фракционированием гипсового камня перед обжигом.

Прототипом изобретения является способ получения гипсового вяжущего путем обработки гипсового сырья в разных агрегатах с получением строительного гипса и нерастворимого ангидрита исмешиванием компонентов в определенных соотношениях (Schwiete H.E., Knauf A.N.: Alte und neue Erkenntnisse in der Herstellung und Anwendung der Gipse. Merzig: Druckerei und Verlags GmbH, 1969, с. 37).

Свойства вяжущего, полученного по этому способу:
начало схватывания 8 мин;
конец схватывания 19 мин;
предел прочности при сжатии 10,0 МПа (там же, с. 24).

Недостатками способа являются ускоренное схватывание вяжущего и низкая прочность при сжатии.

Изобретение направлено на замедление сроков схватывания вяжущего, повышение прочности гипсового камня.

Результат достигается тем, что в способе получения гипсового вяжущего, включающем раздельный обжиг гипсового сырья с получением строительного гипса и нерастворимого ангидрита, смешивание компонентов, строительный гипс предварительно выдерживают в сухих условиях в течение 1-3 месяцев, рассевают на фракции и используют с фракционным составом: частицы размером 1,25 мм - 28-37%, размером 0,20 мм - 47-62%, размером 0,08 мм - 1-25%; нерастворимый ангидрит рассевают на фракции и используют с фракционным составом: частицы размером 1,25 мм - 7-13%, размером 0,2 мм - 35-38%, размером 0,08 мм - 52-55%, при этом соотношение количества строительного гипса и нерастворимого ангидрита составляет (0,25-0,3):(0,70-0,75).

Результат достигается также тем, что нерастворимый ангидрит размалывается до фракции размером 0,08 мм в условиях образования газопылевой плазмы при частоте вращения ротора мельницы не менее 1410 об/мин. Помол нерастворимого ангидрита до фракции размером 0,08 мм необходим для активации вяжущего, а также обусловлен недостаточным количеством указанной фракции, выделяемой при рассеве.

В качестве исходного материала использовали гипсовый камень 2 сорта по ГОСТ 4013-82.

Для примеров осуществления данного способа применяли гипсовый камень Камско- Устьинского месторождения по ГОСТ 4013-82 фракции размером 0-5 мм, являющейся побочным продуктом дробления гипсового камня. Использование данной фракции является одним из путей рационального использования гипсового сырья.

Химический и минеральный состав гипсового камня Камско-Устьинского месторождения представлен в табл. 1 и 2.

В производстве нерастворимого ангидрита использование мелкой фракции (0-5 мм) позволяет получить более равномерно обожженный, а следовательно и более качественный продукт, исключающий увеличение размеров кристаллических блоков в структуре материала, вызывающее снижение прочности. Использование мелкой фракции позволяет вести скоростной обжиг при более низкой температуре (600^oС), что существенно снижает энергозатраты на получение ангидрита.

Способ осуществляется следующим образом.

Гипсовое сырье размером 0-5 мм подвергалось обжигу на строительный гипс при температуре 140-160^oС, на нерастворимый ангидрит при температуре 600^oС, готовый продукт охлаждался на воздухе. Затем строительный гипс и нерастворимый ангидрит подвергались рассеву на фракции размером 1,25 мм, 0,2 мм и 0,08 мм. Строительный гипс перед смешиванием с ангидритом выдерживался в сухих условиях в течение 1-3 месяцев.

Далее рассеянный на фракции материал смешивался в соотношении строительный гипс: ангидрит равном (0,25-0,3):(0,7 -0,75) при следующем гранулометрическом составе вяжущих компонентов:
для строительного гипса доля частиц размером 0,2 мм должна составлять 47-62%, размером 1,25 мм 28-37%, размером 0,08 мм 1-25%;
для ангидрита доля частиц размером 0,2 мм должна составлять 35-38%, размером 1,25 мм 7-13%, размером 0,08 мм 52-55%.

Для улучшения прочностных показателей гипсового вяжущего нерастворимый ангидрит подвергали активации путем помола до фракции размером 0,08 мм в условиях образования газопылевой "плазмы" при частоте вращения ротора мельницы не менее 1410 об/мин.

В табл. 3 представлены примеры составов вяжущего, полученных указанным способом, при соотношении строительного гипса и нерастворимого ангидрита, равном 0,25-0,75, в табл. 4 - свойства полученного вяжущего (примеры 1-3 составов 1-3 без использования активации ангидрита, примеры 4-6 для составов 1-3 соответственно с активацией ангидрита).

Из табл. 4 видно, что использование данного способа позволяет замедлить сроки схватывания гипсового вяжущего с 8 до 15-19 минут по началу схватывания и с 19 до 24-28 минут по концу схватывания. При этом прочность гипсового камня из вяжущего, полученного по данному способу, повышается в 1,6-2 раза по сравнению с прототипом.

Изобретение относится к способам изготовления строительных материалов, в частности к способам получения гипсовых вяжущих веществ. Технический результат: замедление сроков схватывания вяжущего, повышение прочности гипсового камня. В способе получения гипсового вяжущего, включающем раздельный обжиг гипсового сырья с получением строительного гипса и нерастворимого ангидрита, смешивание компонентов, строительный гипс предварительно выдерживают в сухих условиях в течение 1-3 месяцев, рассевают на фракции и используют с фракционным составом: частицы размером 1,25 мм - 28-37%, размером 0,20 мм - 47-62%, размером 0,08 мм - 1-25%; нерастворимый ангидрит рассевают на фракции и используют с фракционным составом: частицы размером 1,25 мм - 7-13%, размером 0,2 мм - 35-38%, размером 0,08 мм - 52-55%, при этом соотношение количества строительного гипса и нерастворимого ангидрита составляет (0,25-0,3): (0,70-0,75). Причем нерастворимый ангидрит можно подвергать активации при помоле до фракции размером 0,08 мм в условиях образования газопылевой плазмы при частоте вращения ротора мельницы не менее 1410 об/мин. 1 з.п.ф-лы, 4 табл.

1. Способ получения гипсового вяжущего, включающий раздельный обжиг гипсового сырья с получением строительного гипса и нерастворимого ангидрита, смешивание компонентов, отличающийся тем, что строительный гипс предварительно выдерживают в сухих условиях в течение 1-3 месяцев, рассеивают на фракции и используют с фракционным составом: частицы размером 1,25 мм - 28-37%, размером 0,20 мм - 47-62%, размером 0,08 мм - 1-25%; нерастворимый ангидрит рассеивают на фракции и используют с фракционным составом: частицы размером 1,25 мм - 7-13%, размером 0,2 мм - 35-38%, размером 0,08 мм - 52-55%, при этом соотношение количества строительного гипса и нерастворимого ангидрита составляет (0,25-0,3):(0,70-0,75). 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что помол нерастворимого ангидрита до размера частиц 0,08 мм производят при частоте вращения ротора мельницы не менее 1410 об/мин с образованием газопылевой "плазмы".