ВЯЖУЩЕЕ И СПОСОБ ЕГО ПРИГОТОВЛЕНИЯ Российский патент 2008 года по МПК C04B11/30 

Изобретение относится к составу вяжущего и способу его приготовления и может быть использовано для изготовления стеновых изделий из легкого бетона и теплоизоляционных изделий для стен и других конструкций.

Известно вяжущее, включающее молотые:

высокопрочный пропарочный гипсовый камень (α-модификации), кислый доменный шлак - отход доменного производства и дополнительно воздушное вяжущее вещество - известь негашеную при следующем соотношении указанных компонентов, мас.%:

Молотые:

пропаренный гипсовый камень68-73гранулированный кислый шлак - отход доменного производства24-30негашеная известь2-3

Состав такого вяжущего разработан Красноуфимским заводом крупноразмерных изделий в 1977 г. (ВТУ-1-77).

Известное вяжущее обладает повышенной водостойкостью К_разм=0,60÷0,65 и сравнительно высокой маркой по прочности M100-М300, а также замедленными сроками схватывания.

Наряду с достоинствами, имеются и недостатки:

- сложная технология приготовления, связанная с пропариванием гипсового камня и обжигом известняка для получения извести;

- низкая водостойкость К_разм<0,8.

Наиболее близкий состав вяжущего к предлагаемому приведен в авт. свид. СССР №1303586, МКл. С04В 28/14; 7/04, опубл. 15.04.87, включающее компоненты при следующем их соотношении, мас.%:

полуводный строительный гипс73-97железосодержащие отходы газоочистки доменных печей2-17каустический магнезит1-10

К недостаткам вяжущего относится:

- высокая водостойкость (К_разм>0,8).

Недостатки:

- низкая прочность при сжатии R_сж=4,28-6,2 МПа;

- короткие сроки схватывания, затрудняющие технологию получения бетонов на его основе: начало схватывания 6-9 мин, конец схватывания 13-15 мин.

Задачей предложенного технического решения является повышение прочности при сжатии, расширение сроков схватывания, понижение водостойкости вяжущего.

Вяжущее, включающее полуводный гипс β-модификации, отход доменного производства, каустический магнезит, раствор бишофита, содержит раствор бишофита плотностью 1,2 г/см³, в качестве отхода доменного производства - молотый основной гранулированный доменный шлак и дополнительно алюмосиликатную добавку - керамзитовую пыль из циклонов при следующем соотношении компонентов, мас.%:

указанный гипс57,3-62,9указанный шлак15,2-16,25каустический магнезит10,8-16,25указанная пыль0,45-0,9раствор бишофита плотностью 1,2 г/см³ в пересчете на хлористый магний MgCl₂9,75-10,2

Способ приготовления вяжущего по п.1, включающий перемешивание указанного гипса, указанного шлака и каустического магнезита, затворение сухой смеси раствором бишофита плотностью 1,2 г/см³ и последующее введение указанной пыли за 1-2 мин до формования.

В табл.1 - состав вяжущего, приготовленного предлагаемым способом. Свойства предлагаемого состава вяжущего.

В табл.2 представлен состав вяжущего, приготовленного предлагаемым способом, с учетом введенного в состав с раствором бишофита MgCl₂.

Способ приготовления вяжущего.

Известен способ приготовления гипсового вяжущего для определения стандартной консистенции (нормальной густоты) по ГОСТ 23789-79 «Вяжущие гипсовые» п.4.1-4.3 с последующим определением прочности при сжатии затвердевшего теста через 2 часа в виде образцов размером 16×4×4 см (ГОСТ 23789 - 79 п.5.1-5.5).

Вследствие того что предлагаемый состав вяжущего содержит более 50% строительного полуводного гипса β-модификации - известный способ (аналог) принят частично за основу.

Наиболее близкий способ приготовления вяжущего к предлагаемому приведен в Авт. Свид. СССР №1303586, МКл. С04В 28/14; 7/04, опубл. 15.04.87, Бюл. №14.

Сущность известного способа заключается в следующем:

Дозируется по массе смесь, включающая мас.%: полуводный гипс 73-97, каустический магнезит 1-10, железосодержащие отходы доменных печен 2-17, с последующим перемешиванием и затворением сухой смеси водным раствором шестиводного оксихлорида магния (бишофитом) MgCl₂·6H₂O с плотностью 1,1% или с концентрацией 30% (а по безводному MgCl₂ - 12%-ной^{концентрацией) из расчета получения суспензионной смеси нормальной густоты (расплыва теста по вискозиметру Суттарда 180±5 мм).}

Суспензионная смесь формуется методом литья в металлических формах размером 16×4×4 см, и после конца схватывания образцы распалубливаются и после твердения на воздухе через 2 часа и 28 суток испытывались на прочность и водостойкость. На прочность испытывают но методике ГОСТ 23789-79 и «Вяжущие гипсовые» 5.1-5.5.

Известный способ, наряду с достоинствами (простоты технологии формования - методом литья, достижения высокой водостойкости), имеет и следующие недостатки:

1. Низкая прочность при сжатии после 28 суток твердения на воздухе R_сж=4,28-6,2 МПа, что затрудняет получение бетонов класса не ниже В10.

2. Короткие сроки схватывания, что затрудняет технологию изготовления бетонов на его основе.

Формуется предлагаемое вяжущее методом литья. Испытывали вяжущее на прочность через 28 суток твердения на воздухе, вследствие замедленных сроков схватывания и более медленного твердения. Нормальная густота вяжущего, сроки схватывания, предел прочности при сжатии (R_сж, МПа) определены по ГОСТ 23789-79 «Вяжущие гипсовые». В таблице 1 приведен состав вяжущего с учетом MgCl₂ и предлагаемый способ его приготовления, а также соответствующие свойства вяжущего R_сж и К_разм.

1. Состав вяжущего представляет собой композицию, состоящую из двух вяжущих воздушного твердения (гипсового и магнезиального) с добавлением активирующих веществ: молотого доменного гранулированного основного шлака и керамзитовой пыли из циклонов - отхода от производства керамзита.

2. Увеличивается прочность при сжатии в 2,4-5,7 раз.

3. Состав предлагаемого вяжущего аналогично составу прототипа относится к числу водостойких материалов, т.к. К_разм>0,8.

4. Сокращаются сроки схватывания, что упрощает технологию изготовления бетонов и других строительных изделий на его основе.

Достижение поставленной цели достигается следующими физико-механическими процессами и положительными факторами, конкретно:

1. Повышение прочности обеспечивается: добавлением к гипсовому низкопрочному вяжущему более прочного магнезиального вяжущего.

2. Оксид магния повышает гидравлическую активность молотого граншлака (модуль основности), а следовательно, прочность граншлака и смешанного вяжущего в целом, это способствует и сохранению водостойкости (см. А.А. Пащенко, В.П. Сербин и др. «Вяжущие материалы», - Киев, Вища школа, 1975. 444 с., конкретно с.316-319).

3. С применением более концентрированного раствора бишофита обеспечивается усиление пластификации теста из вяжущего и снижается количество введенной с бишофитом воды для получения суспензионной смеси нормальной густоты, т.е. в прототипе расход воды составляет 42,4 мас.%, а в предлагаемом 36,2÷37,7 (см. табл.2), что способствует повышению прочности и водостойкости.

4. С увеличением в составе вяжущего доли полугидрата гипса наблюдается снижение прочности и водостойкости, но ускоряется процесс конца схватывания, что весьма важно и целесообразно, гипсовое вяжущее дешевле магнезиального.

5. Введенная керамзитовая пыль выполняет три положительных функции:

а) замедляет сроки схватывания, т.к. адсорбирует микропорами временно воду, что тормозит реакции гидратации гипса, каустического магнезита и граншлака;

б) повышает трещиностойкость при твердении;

в) способствует коагуляции и распалубливанию металлических форм до конца схватывания, т.е. ускоряет оборачиваемость металлических форм, т.е. керамзитовая пыль вводится в состав вяжущего за 1-2 минуты до формования. Вводить керамзитовую пыль до затворения бишофитом не целесообразно, т.к. это затрудняет процесс подачи вяжущего к месту формовки нагнетанием насосом. Состав вяжущего, способствующий утилизации трех отходов, конкретно: керамзитовой пыли из циклонов и каустического магнезита, который также оседает в циклонах при производстве магнезитовых огнеупоров в г.Садки (см. ГОСТ 1216-87 «Порошки магнезитовые каустические ПМК-90»), а также утилизируется граншлак - отход доменного производства.

Раствор бишофита с плотностью 1,2 г/см³ компенсируется более высокой прочностью, приходящейся на единицу расхода вяжущего, и технологичностью его применения вследствие обеспечения схватывания, т.к. без гипса оно не схватывается.

Разработанный состав вяжущего и способ его приготовления является более прибыльным по сравнению с гипсовым вяжущим марки Г4-Г5 вследствие повышенной водостойкости, прочности и замедленных сроков схватывания, т.е. становится шире область применения предлагаемого вяжущего.

Изобретение относится к составу вяжущего и способу его приготовления и может быть использовано для изготовления стеновых изделий из легкого бетона и теплоизоляционных изделий для стен и других конструкций. Технический результат - повышение прочности при сжатии, расширение сроков схватывания, понижение водостойкости вяжущего. Вяжущее включает, мас.%: полуводный гипс β-модификации 57,3-62,9, молотый основной гранулированный доменный шлак 15,2-16,25, каустический магнезит 10,8-16,25, керамзитовая пыль из циклонов 0,45-0,9, раствор бишофита плотностью 1,2 г/см³ в пересчете на хлористый магний MgCl₂ 9,75-10,2. Способ приготовления указанного вяжущего включает перемешивание указанного гипса, указанного шлака и каустического магнезита, затворение сухой смеси раствором бишофита плотностью 1,2 г/см³ и последующее введение указанной пыли за 1-2 мин до формования. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

1. Вяжущее, включающее полуводный гипс β-модификации, отход доменного производства, каустический магнезит, раствор бишофита, отличающееся тем, что оно содержит раствор бишофита плотностью 1,2 г/см³, в качестве отхода доменного производства - молотый основной гранулированный доменный шлак и дополнительно алюмосиликатную добавку - керамзитовую пыль из циклонов при следующем соотношении компонентов, мас.%:

указанный гипс57,3-62,9указанный шлак15,2-16,25каустический магнезит10,8-16,25указанная пыль0,45-0,9раствор бишофита плотностью 1,2 г/см³ в пересчете на хлористый магний MgCl₂9,75-10,2