КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ МАГНЕЗИАЛЬНОГО ВЯЖУЩЕГО Российский патент 2005 года по МПК C04B28/30 C04B111/20 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении плит и панелей для внутренней и внешней облицовки зданий, подоконных плит, лестничных ступеней, а также для производства сухих строительных смесей и устройства монолитных конструкций: полов, внутренних и наружных штукатурок.

Известно, что получение материалов и изделий на магнезиальном вяжущем с высокой прочностью, водостойкостью и морозостойкостью невозможно без применения модифицирующих добавок, при этом предпочтительно минеральных.

Известна масса (RU 2098382, С 04 В 28/30, 1997) для производства облицовочного материала, включающая компоненты в следующем соотношении, мас.%:

Каустический доломит 20-60

Раствор хлористого магния 29-55

Кальциево-магниевый силикат 5-40

Поверхностно-активное вещество 0,01-0,1

Пигмент 0,5-5

Вода остальное

В данном составе кальциево-магниевый силикат используется частично в качестве заполнителя и частично в виде источника кремниевой кислоты, которая способствует, повышению прочности и морозостойкости получаемого облицовочного материала. Вместе с тем, эффективность такого приема не достаточно высока. Если прочность получаемого материала и увеличилась в отдельных составах в два раза, то увеличение морозостойкости до 25...29 циклов не решает проблему долговечности стенового материала, используемого для наружной отделки. Кроме того, нет данных о водостойкости и трещиностойкости материала при изменении влажности окружающей среды.

Известно вяжущее (SU 1433924, С 04 В 9/00), включающее компоненты в следующем соотношении, мас.%:

оксид магния 25-45

обожженный серпентин 47-67

хлористый или сернокислый магний остальное

Это вяжущее обеспечивает прекрасные показатели по прочности и линейным усадкам при твердении, по нет данных о его водостойкости и морозостойкости. К недостаткам предложенного решения можно также отнести дополнительные расходы энергии на обжиг серпентина.

Известны также способы повышения водостойкости магнезиального камня введением минеральных добавок, содержащих повышенное количество активного SiO₂. К ним относятся шлаки, кислые золы, продукты пылеулавливания печей и другие, но данных о том, что такие материалы отличаются высокой водо- и морозостойкостью нет.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является композиция на основе магнезиального вяжущего (RU № 2163578 C1, 27.02.2001), содержащая каустический магнезит, высокоактивный аморфный диоксид кремния, раствор хлористого магния и заполнитель.

Изобретение решает задачу повышения одновременно водостойкости, морозостойкости и прочности материалов на магнезиальном вяжущем путем направленного формирования их структуры введением комплексной модифицирующей добавки.

Сущность изобретения заключается в том, что композиция на основе магнезиального вяжущего, включающая каустический магнезит, высокоактивный аморфный диоксид кремния, раствор хлористого магния и заполнитель, содержит раствор хлористого магния плотностью 1,2...1,25 г/см и дополнительно тонкодисперсную добавку гидросиликата магния при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Каустический магнезит 20-30

Высокоактивный аморфный диоксид кремния 1,5-4,5

Раствор хлористого магния плотностью 1,2...1,25 г/см³ 15-25

Гидросиликат магния 1-3,5

Заполнитель остальное

Содержание каустического магнезита в количестве 20-30 мас.% необходимо и достаточно для обеспечения склеивания всех входящих в композицию компонентов в единое целое с минимальной пористостью и максимальной прочностью.

Содержание раствора хлористого магния плотностью 1,2...1,25 г/см³ в количестве 15-25 мас.% необходимо и достаточно для создания удобоукладываемой смеси. Меньшее количество его в композиции приведет к нежелательному уменьшению подвижности смеси, а большее излишне увеличит подвижность, что приведет к снижению прочности и увеличению пористости материала за счет процессов расслоения и воздухововлечения. К тому же, возможно высолообразование, а это нежелательно для отделочных поверхностей.

Присутствие в композиции высокоактивного порошкообразного аморфного диоксида кремния способствует формированию водостойких гидросиликатов магния. Его содержание в композиции, менее 1,5 мас.%, не достаточно для выполнения решаемой задачи, а более 4,5 мас.% просто излишне, излишек останется в свободном состоянии и будет способствовать набуханию материала и снижению его трещиностойкости.

Наличие тонкодисперсного гидросиликата магния инициирует кристаллизацию модифицированных гидратных новообразований, которыми являются стабильные оксихлориды магния и продукты взаимодействия высокоактивного тонкодисперсного диоксида кремния с оксидом магния.

Это обеспечивает дополнительное уплотнение структуры магнезиального камня водостойкими кристаллическими фазами, обусловливая повышение прочности, водостойкости и морозостойкости получаемых материалов и изделий. Содержание инициатора кристаллизации гидросиликатов магния в композиции менее 1 мас.% не достаточно для целенаправленной кристаллизации нужных новообразований. Увеличение содержания добавки гидросиликата магния свыше 3,5 мас.% приведет к повышению расхода вяжущего и затворителя, самых дорогих компонентов, а также к снижению прочности магнезиального камня.

Заполнитель необходим для экономии вяжущего и создания прочного минерального каркаса. В качестве заполнителя могут быть использованы любые горные породы осадочного, магматического и /или метаморфического происхождения.

Композицию для изготовления изделий строительного назначения приготавливают следующим образом.

Каустический магнезит, заполнитель, аморфный высокодисперсный диоксид кремния и тонкодисперсный гидросиликат магния смешиваются всухую, затем полученная сухая масса тщательно перемешивается в течение 1...3 минут с водным раствором хлористого магния плотностью 1,2...1,25 г/см³ в количестве, обеспечивающем литую подвижность магнезиальной смеси. Полученную композицию заливают в формы и выдерживают в течение 4...5 часов.

Изготовленные составы композиций, представлены в таблицах 1 и 2. Из полученных характеристик композиций видно, что использование комплексной добавки позволяет получать водостойкие изделия с достаточной морозостойкостью и прочностью при низких расходах вяжущего.

Повышение прочности предлагаемого материала позволяет при использовании органического заполнителя получать эффективные теплоизоляционные бетоны, а при использовании специальных заполнителей с высокими характеристиками по твердости абразивы.

Таблица 1N смесиДобавки, % от массы цементаПрочность при сжатии (28сут) МПаКоэффициент водостойкости *, 28 сутокМорозостойкость по ГОСТ10060.1, Циклы1Heт46,50,51202Гидросиликат магния 553,40,65253Гидросиликат магния 1039,30,68354Микрокремнезем 1538,30,83955Микрокремнезем 840,30,80606Гидросиликат магния 5,    Микрокремнезем 848,00,902007Гидросиликат магния 10    Микрокремнезем 1053.50.93230*Коэффициент водостойкости определяли по отношению прочности образца, насыщенного водой в течение четырех суток, согласно ГОСТ 10060.0, к прочности образцов, твердевших в естественных условиях.

Таблица 2N смеси Каустический магнезит, %Затворитель, %Заполнитель, %Добавки, % от массы композицииПрочность при сжатии (28 сут), МПаКоэффициент размягчения1201565нет33,50,552302545нет45,00,60317,51565гидросиликат магния 1,0 аморфный кремнезем 1,545,00,914222545гидросиликат магния 3,5 аморфный кремнезем 4,553,40,90519,52055гидросиликат магния 2,5 аморфный кремнезем 3,058,30,96

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении плит и панелей, предназначенных для внутренней и внешней облицовки зданий, подоконных плит, лестничных ступеней, а также для производства сухих строительных смесей и устройства монолитных конструкций: полов, внутренних и наружных штукатурок. Технический результат – повышение одновременно водостойкости, морозостойкости и прочности материалов на магнезиальном вяжущем путем направленного формирования их структуры введением комплексной модифицирующей добавки. Композиция на основе магнезиального вяжущего, содержащая каустический магнезит, высокоактивный аморфный диоксид кремния, раствор хлористого магния и заполнитель, содержит раствор хлористого магния плотностью 1,2 - 1,25 г/см³ и дополнительно тонкодисперсную добавку гидросиликата магния при следующем соотношении компонентов, мас. %: каустический магнезит - 20-30; высокоактивный аморфный диоксид кремния - 1,5-4,5; указанный раствор хлористого магния - 15-25; гидросиликат магния - 1-3,5; заполнитель - остальное. 2 табл.

Композиция на основе магнезиального вяжущего, содержащая каустический магнезит, высокоактивный аморфный диоксид кремния, раствор хлористого магния и заполнитель, отличающаяся тем, что она содержит раствор хлористого магния плотностью 1,2 - 1,25 г/см³ и дополнительно тонкодисперсную добавку гидросиликата магния при следующем соотношении компонентов, маc.%:

каустический магнезит 20-30

высокоактивный аморфный диоксид кремния 1,5-4,5

указанный раствор хлористого магния 15-25

гидросиликат магния 1-3,5

заполнитель остальное