МИНЕРАЛЬНОЕ ВЯЖУЩЕЕ Российский патент 2009 года по МПК C04B11/00 

Изобретение относится к составам вяжущих материалов и может быть использовано при монолитном возведении конструкций зданий - стен, перегородок, перекрытий, покрытий, для изготовления мелкоштучных изделий, а также для изготовления на его основе сухих строительных смесей.

При работе с гипсовыми вяжущими и смесями на их основе возникает проблема увеличения сроков схватывания, которая существует и в настоящее время.

Известен состав гипсового вяжущего, где кроме полуводного гипса вводится добавка тонкоизмельченного известняка в количестве от 50 до 100% к полуводному гипсу, что увеличивает начало схватывания с 7,5 минут до 12 минут и конец схватывания с 11 минут до 16 минут (авт. свид. №73705, Кл. 80b, 6₀₁, опубл. 31.01.1949 г.), который взят в качестве прототипа.

Однако данный состав имеет недостаточное увеличение интервала начала и конца схватывания для проведения с ним работ по монолитным заливкам в построечных условиях, кроме этого применяемый в составе высокопрочный гипс является дорогим для его применения в обычных перегородках, стенах, конструкциях покрытий, в общественных внутренних работах.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в увеличении сроков схватывания минерального вяжущего.

Для достижения указанного технического результата минеральное вяжущее вещество, включающее гипс и добавку, в качестве добавки содержит дефекат, являющийся отходом сахарного производства с содержанием кальцита 60-85% и размером частиц менее 50 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас.%: гипс 50-99,5, дефекат 0,5-50.

В результате введения в минеральное вяжущее в качестве добавки дефеката, являющегося отходом сахарного производства с содержанием кальцита 60-85% и размером частиц менее 50 мкм, увеличились сроки схватывания от 10 до 35 раз.

Микронные размеры кальцита в дефекате обусловлены технологией очистки сахарного сиропа известковым тестом с его последующим переводом обратно в кальцит за счет продувки раствора сахарного сиропа углекислым газом. При этом сахарный сироп является границей раздела кристаллов кальцита и органических растительных частиц, предотвращая их агрегатирование и срастание.

Использование дефеката в качестве сырья для получения строительных изделий позволит сахарным заводам освободиться от отходов производства.

Для подбора состава вяжущего используют быстротвердеющий (по ГОСТ 125-79) гипс марки Г-6 Аракчинского завода Республики Татарстан со следующими сроками схватывания, начало схватывания 3-4 минуты, окончание 10 минут, а также нормальнотвердеющий гипс марки Г-6 Волгоградского завода с началом схватывания 13,5 минут и окончанием схватывания 17,5 минут.

В качестве добавки используют порошкообразный дефекат Буинского сахарного завода Республики Татарстан с содержанием 70-75% кальцита, исходной влажностью 25%, размером частиц менее 50 мкм.

Порядок работы по двум нижеприведенным примерам был следующим: сначала в скоростной смеситель заливают весь объем воды, в котором растворяют при перемешивании весь дефекат в течение 0,5-1,0 минуты, после чего постепенно в смесь при работающем смесителе засыпают весь объем гипса, затем перемешивают в течение 1-1,5 минут и получают вяжущее.

Пример 1

Для подбора состава минерального вяжущего используют гипс марки Г-6 Аракчинского завода Республики Татарстан, дефекат Буинского сахарного завода с исходной влажностью 25%, со средним содержанием кальцита 60-85%.

Подбор состава состоит в предварительном стандартном подборе водотвердого отношения для каждого состава вяжущего, определении нормальной густоты вяжущего, с последующим определением сроков схватывания, изготовлением образцов в виде стандартных балочек и их испытании на изгиб и сжатие по ГОСТ 23789-79 Вяжущие гипсовые. Методы испытаний.

Сырьевую смесь вяжущего получают путем предварительного смешивания дефеката с водой с последующим добавлением гипса и в соотношениях гипс:дефекат, равных 99,5:0,5, 98:2, 95:5, 90:10, 80:20, 70:30, 60:40, 50:50, 40:60.

Таблица 1 Показатели Гипс Г-6 Аракчинского завода РТ + дефекат с влажностью 25% (составы), мас.% 100:0 99,5:0,5 98:2 95:5 90:10 80:20 70:30 60:40 50:50 40:60 Водотвердое отношение 0,58 0,58 0,58 0,57 0,55 0,52 0,5 0,49 0,48 0,6 Начало схватывания 3 5 8 12 20 27 33 61 106 281 Конец схватывания (минут) 10 12 15 21 35 50 59 98 194 - Прочность на сжатие через 2 часа (кг/см²) 60 59 55 51 36,6 33 21 5,3     Прочность на сжатие через 7 суток (кг/см²) 130 129 126 110 86 70 45 27 23 12 Прочность на изгиб через 2 часа (кг/см²) 31 31 30 29 23,8 18,2 13 5,6     Прочность на изгиб через 7 суток (кг/см²) 54 54 53 51 49 38,9 27 14,2 9,9 7,1

Из приведенных данных в таблицы 1 видно, что при введении в состав вяжущего дефеката в количестве от 0,5% до 60% наблюдается увеличение сроков схватывания. В соответствии с положениями ГОСТ 125-79 вид исходного гипса Аракчинского завода является быстротвердеющим с началом схватывания 3 минуты и окончанием 10 минут, при введении в исходный гипс 5% дефеката вид вяжущего изменяется на нормальнотвердеющий, а при введении дефеката 10% и более вид вяжущего становится медленнотвердеющим с началом схватывания от 20 минут и более.

Пример 2

Выполняется по примеру 1, с тем отличием, что для получения сырьевой смеси используют нормальнотвердеющий гипс марки Г-6 Волгоградского завода со следующими сроками схватывания: начало схватывания 13,5 минут, окончание - 17,5 минут.

Составы и физико-технические характеристики приведены в таблице 2.

Таблица 2 Показатели Гипс Г-6 Волгоградского завода + дефекат с влажностью 25% (составы), мас.% 100:0 99,5:0,5 98:2 95:5 90:10 80:20 70:30 60:40 50:50 40:60 Водотвердое отношение 0,52 0,52 0,52 0,51 0,51 0,48 0,47 0,46 0,46 0,58 Начало схватывания 13,5 14,1 14,1 18,0 24,5 31,5 44,0 61,5 126,5 300 Конец схватывания (минут) 17,5 18,2 18,2 24,5 36,0 57,0 75,0 110,5 208,0 - Прочность на сжатие через 2 часа (кг/см²) 61,0 60,0 50,5 50 38,7 31,6 20,4 5,2 - - Прочность на сжатие через 7 суток (кг/см²) 154,8 152,0 150,2 141,6 123,6 105,8 63,8 44,6 29,6 22 Прочность на изгиб через 2 часа (кг/см²) 34,1 34,0 33,9 32,3 26,4 19,9 14,3 5,4 - - Прочность на изгиб через 7 суток (кг/см²) 52,3   50,1 46,4 45,7 43,4 30 18,7 11,1 5,8

При введении в исходный гипс 10% дефеката вид вяжущего изменяется на медленнотвердеющий, с началом схватывания от 20 минут и более.

При введении в гипс (как Аракчинского, так и Волгоградского заводов) свыше 50% дефеката у изделий увеличивается водопотребность, наблюдается водоотделение, падает прочность на сжатие и на изгиб. Готовые изделия при соотношении гипс:дефекат, равном 70-99,5:0,5-30, имеют физико-технические показатели, удовлетворяющие ГОСТ 125-79, марку вяжущего от Г2 до Г6 и в 3-4 раза более продолжительные сроки схватывания по сравнению с прототипом, а составы с соотношением гипс:дефекат, равном 60-50:40-50, имеют начало схватывания более 60 минут и окончание схватывания более 90 минут и пригодны для изготовления на их основе сухих строительных смесей (см. таблицы 1 и 2).

Были проведены натурные испытания предлагаемого минерального вяжущего при монолитном изготовлении межкомнатных перегородок. Смесь вяжущего вещества, состоящая из 70% Аракчинского гипса марки Г-6 и 30% дефеката Буинского сахарного завода с водотвердым отношением 0,5 и началом схватывания 36 минут, а окончанием схватывания 65 минут, перемешивалась в скоростном смесителе в течение 5 минут, загрузка смесителя осуществлялась в следующей последовательности: сначала загружалась вода и дефекат, после чего гипс. Приготовленное вяжущее героторным насосом по шлангам подавалось в смонтированную опалубку межкомнатных перегородок. Через три часа производился демонтаж опалубки. Полученные перегородки имели ровную лицевую поверхность и прочность на сжатие более 20 кг/см².

Таким образом, предлагаемое минеральное вяжущее позволяет увеличить сроки схватывания в 10-35 раз в зависимости от марки гипса и от его месторождения.

Изобретение относится к составам вяжущих материалов и может быть использовано при монолитном возведении конструкций зданий - стен, перегородок, перекрытий, покрытий, для изготовления мелкоштучных изделий, а также для изготовления на его основе сухих строительных смесей. Минеральное вяжущее включает, мас.%: гипс 50-99,5, дефекат - отход сахарного производства с содержанием кальцита 60-85% и размером частиц менее 50 мкм 0,5-50. Технический результат - увеличение сроков схватывания минерального вяжущего. 2 табл.

Минеральное вяжущее, включающее гипс и добавку, отличающееся тем, что в качестве добавки оно содержит дефекат - отход сахарного производства с содержанием кальцита 60-85% и размером частиц менее 50 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%:
гипс 50-99,5 дефекат 0,5-50