СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИПСОВОГО ВЯЖУЩЕГО Российский патент 2006 года по МПК C04B11/24 

Изобретение относятся к способам изготовления строительных материалов и может быть использовано при изготовлении гипсовых вяжущих.

Известен способ получения гипсового вяжущего путем двухстадийной тепловой обработки измельченного гипсового камня с введением в него 0,2-0,4 мас.% добавки водного раствора хлористого кальция и/или хлористого натрия, и/или натриевой соли нафталинсульфоновой кислоты (А.С. СССР №1511231, МКИ⁴ С 04 В 11/00, опуб. 30.09.89, бюл. №36).

Недостатками способа являются короткие сроки схватывания и низкая прочность получаемого гипсового вяжущего, а также сложность технологического процесса его производства.

Известен способ получения гипсового вяжущего путем тепловой обработки гипсового сырья, измельченного до удельной поверхности 3600-4000 см²/г, которое перед помолам обрабатывается распылением 0,02-0,04% технических лигносульфонатов. В процессе тепловой обработки гипсового камня при атмосферном давлении в котел вводятся водный раствор поваренной соли в количестве 0,2-0,5% от массы сырья и дополнительно распылением технические лигаосульфонаты в количестве 0,1-0,2% от массы сырья (А.С. СССР №1491833, МКИ⁴ С 04 В 11/00, опуб. 07.07.89, бюл. №25).

Недостатками известного способа являются короткие сроки схватывания полученного вяжущего, сложная технология его получения, а также быстрый износ оборудования для варки гипса вследствие воздействия на него поваренной соли.

Известен способ получения гипсового вяжущего в варочном котле с добавкой 0,1-0,15% поваренной соли (Вихтер Я.И. Производство гипсовых вяжущих веществ. Учебное пособие для подготовки рабочих на производстве. - М.: Высшая школа, 1974, с.233-234).

Недостатком известного способа является быстрая потеря активности полученного вяжущего вследствие усиленного поглощения водяных паров из воздуха, а также быстрый износ варочных котлов, причиной которого является поваренная соль.

Известен способ получения гипсового вяжущего, включающий тепловую обработку гипсового камня и его помол в присутствии суперпластификатора С-3 при температуре не менее 75-80°С (А. С.СССР №1784602, МКИ⁵ С 04 В 28/14, опубл. 30.12.92).

Недостатками известного способа являются сложность и высокая стоимость технологического оборудования.

Известен способ получения гипсового вяжущего, включающий помол гипсового камня с добавкой суперпластификатора С-3 и тепловую обработку при атмосферном давлении (А.С. СССР №1744074, МКИ⁵ С 04 В 11/00, 28/14, опуб. 30.06.92, бюл. №24 - прототип).

Недостатком известного способа являются короткие сроки схватывания получаемого вяжущего.

Технической задачей изобретения является замедление сроков схватывания гипсового вяжущего и повышение прочности гипсового камня на его основе.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе получения гипсового вяжущего, включающем дробление гипсового сырья, его дегидратацию до получения гипсового вяжущего в присутствии модификатора и последующий помол, в качестве модификатора используют карбонатсодержащий шлам водоумягчения ТЭЦ, механохимически активированный помолом совместно с суперпластификатором С-3, причем в качестве гипсового сырья используют гипсовый камень, а операцию помола при механохимической активации выполняют, например, в шаровой мельнице, при этом модификатор может иметь, например, следующий количественный состав, мас.%:

Карбонатсодержащий шлам99,0-99,5водоумягчения ТЭЦ Суперпластификатор С-30,5-1,0

а гипсовое вяжущее может быть приготовлено из следующего количественного состава, мас.%:

Гипсовое сырье85,0-95,0Модификатор5,0-15,0

Изобретение имеет следующие отличия от прототипа:

- в качестве модификатора используют карбонатсодержащий шлам водоумягчения ТЭЦ, механохимически активированный помолом совместно с суперпластификатором С-3;

- в качестве гипсового сырья используют гипсовый камень;

- операцию помола при механохимической активации выполняют, например, в шаровой мельнице;

- модификатор может иметь, например, следующий количественный состав, мас.%:

Карбонатсодержащий шлам99,0-99,5водоумягчения ТЭЦ Суперпластификатор С-30,5-1,0

- а гипсовое вяжущее получают, например, из следующего количественного состава, мас.%:

Гипсовое сырье85,0-95,0Модификатор5,0-15,0

Это позволит замедлить срок схватывания гипсового вяжущего и повысить прочность гипсового камня на его основе.

В просмотренном нами патентно-информационном фонде не обнаружено аналогичных технических решений, а также решений с указанными отличительными признаками.

Изобретение применимо и будет использовано на предприятиях отрасли в 2005-2006 г.г.

Следует отметить, что заявители претендуют на правовую охрану прежде всего качественного состава используемой для выполнения способа композиции, что и отражено в первом независимом пункте формулы изобретения. Что касается количественных составов модификатора и вяжущего, то они находятся в стадии апробации и могут уточняться в зависимости от качества используемых отдельных компонентов, а также при применении заявленного способа в тех или иных условиях различных предприятий-изготовителей.

Для выполнения способа применяли следующие вещества:

- гипсовый камень Камско-Устьинского месторождения по ГОСТ 4013-82 размером частиц не более 5 мм;

- карбонатсодержащий шлам, образующийся при водоумягчении Казанской ТЭЦ-1;

- суперпластификатор С-3 производства ООО "Полипласт Новомосковск" (г.Новомосковск), (ТУ 6-36-0204229-625-90), полученный на основе натриевых солей продукта конденсации нафталинсульфокислоты и формальдегида. В таблице 1 представлен химический состав используемого гипсового сырья.

В таблице 2 представлен минеральный состав используемого гипсового сырья.

В таблице 3 представлен химический состав шлама водоумягчения Казанской ТЭЦ-1.

Способ осуществляли следующим образом.

ПРИМЕР.

Гипсовое сырье (гипсовый камень) подвергают дроблению до размера частиц, например, не более 5 мм. Для получения модификатора карбонатсодержаший шлам водоумягчения ТЭЦ высушивают при температуре, например, 60°С до постоянной массы. Затем карбонатсодержащий шлам водоумягчения ТЭЦ и суперпластификатор С-3 в соотношениях, приведенных в качестве примерных в п.4 формулы изобретения подвергают механохимической активации помолом в шаровой мельнице до тонкости помола по остатку на сите №008, например, не более 2%. Далее гипсовое сырье вместе с модификатором в соотношениях, приведенных в качестве примерных в пункте 5 формулы изобретения, подвергают дегидратации при температуре 150-160°С до получения гипсового вяжущего.

После остывания полученного гипсового вяжущего до температуры 20+5°С его размалывают до тонкости помола,например, не более 14% по остатку на сите №02.

В таблице 4 представлены составы для обжига по приведенным примерам и физико-технические показатели полученных при этом гипсовых вяжущих. Из таблицы 4 видно, что использование заявленного способа позволяет замедлить сроки схватывания гипсового вяжущего с 6 минут до 19-22 минут по началу и с 8 минут до 22-24 минут по концу схватывания, при этом прочность гипсового камня на основе такого вяжущего повышается в 1,2-1,5 раза по сравнению с прочностью гипсового вяжущего по прототипу.

Таблица 1
Химический состав гипсового камняСодержание, %SiO₂Al₂O₃+Fe₂O₃CaOMgOSO₃H₂O гидратная0,490,0532,750,4746,5819,52Таблица 2
Минеральный состав гипсового камняСодержание, %Двуводный гипсАнгидритДоломитКварц и глинистые минералы92-944,5-5,51-1,50,5-1Таблица 3
Химический состав шлама водоумягчения Казанской ТЭЦ-1Содержание, %Н₂O1,41SiO₂5,44TiO₂0,07Al₂O₃1,48Fe₂O₃5,73MnO0,08CaO42,55MgO4,29Na₂O0,11К₂O0,21Р₂O₅0,16SO₃ - общ.0,37ппп 1000°39,6

Таблица 4
Составы для обжига и свойства полученного гипсового вяжущего№составаСоотношение компонентов, %Физико-технические свойства полученного гипсового вяжущегоГипсовое сырье (гипсовый камень)Модификатор при соотношении карбонатсодержащий шлам: С-3, мас.%Сроки схватывания, мин.Предел прочности при сжатии через 2 суток, МПа99,5:0,599,3:0,799,0:1,0началоконец1.(прототип)100---686,92.955  7810,43.9010  8910,04.8515  19229,55.95 5 679,76.90 10 910,59,17.85 15 20,5238,38.95  5569,09.90  1010128,310.85  1522247,0

Изобретение относится к способам изготовления строительных материалов и может быть использовано при получении гипсовых вяжущих. Технический результат - замедление сроков схватывания гипсового вяжущего и повышение прочности гипсового камня на его основе. В способе получения гипсового вяжущего, включающем дробление гипсового сырья, его дегидратацию до получения гипсового вяжущего в присутствии модификатора и последующий помол, в качестве модификатора используют карбонатсодержащий шлам водоумягчения ТЭЦ, механохимически активированный помолом совместно с суперпластификатором С-3, при этом модификатор имеет, например, следующий состав, мас.%: карбонатсодержащий шлам водоумягчения ТЭЦ 99,0-99,5, суперпластификатор С-3 0,5-1,0, а гипсовое вяжущее получают, например, из следующего состава, мас.%: гипсовое сырье - 85,0-95,0, модификатор - 5,0-15,0. 4 з.п. ф-лы, 4 табл.

1. Способ получения гипсового вяжущего, включающий дробление гипсового сырья, его дегидратацию до получения гипсового вяжущего в присутствии модификатора и последующий помол, отличающийся тем, что в качестве модификатора используют карбонатсодержащий шлам водоумягчения ТЭЦ, механохимически активированный помолом совместно с суперпластификатором С-3.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве гипсового сырья используют гипсовый камень3. Способ по п.1, отличающийся тем, что операцию помола при механохимической активации выполняют в шаровой мельнице.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что модификатор имеет следующий состав, мас.%:

Карбонатосодержащий шлам водоумягчения ТЭЦ99,0-99,5Суперпластификатор С-30,5-1,0

Гипсовое сырье85,0-95,0Модификатор5,0-15,0