СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ Российский патент 2009 года по МПК C04B28/14 C04B22/00 C04B111/20 

Известна сырьевая смесь, содержащая, мас.%: - полугидрат сульфата кальция - 40-60, шлам аглодоменного производства - 15-35, вода - остальное. Недостатком этой композиции является высокое водопоглощение (10-18%) и низкая прочность при сжатии через 1,5 ч (4,6-4,8 МПа) (АС СССР №1449554, С04В 11/00).

Наиболее близкой по технической сути и достигаемому результату является вяжущее для изготовления строительных изделий, включающее, мас.%:

β-полугидрат сульфата кальция 50-54 Кальцийсодержащий осадок сточных вод   радиотехнического производства 19-25 Вода остальное

Недостатком этой сырьевой смеси являются: невысокая прочность через одни сутки (3,8 МПа) и низкая водостойкость (коэффициент размягчения 0,52) (АС СССР №1731753, С04В 11/00).

Задачей изобретения является получение сырьевой смеси для изготовления гипсобетонных изделий с повышенной прочностью при сжатии, низким водопоглощением и высоким коэффициентом водостойкости.

Решение задачи достигается тем, что сырьевая смесь, состоящая из β-полугидрата сульфата кальция, кальцийсодержащего осадка сточных вод радиотехнического производства и воды, дополнительно содержит модифицирующую добавку, получаемую совместным помолом глауконитового песка и суперпластификатора С-3 в количестве 1% от массы песка при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

β-полугидрат сульфата кальция 55-57 Кальцийсодержащий осадок сточных вод   радиотехнического производства 5-6 Органоминеральная добавка 10-15 Вода остальное

Кальцийсодержащий осадок сточных вод радиотехнического производства представляет собой порошок светло-серого цвета. Химический состав осадка приводится в табл.1.

В качестве модифицирующей используется добавка, получаемая совместным помолом до удельной поверхности 500 м²/кг глауконитового песка с содержанием SiО₂ 87% и суперпластификатора С-3, взятого в количестве 1% от массы песка.

Известно, что материалы на основе гипсовых вяжущих являются неводостойкими, что связано с высокой растворимостью двуводного гипса CaSО₄·H₂О в местах контакта кристаллических сростков в его структуре. Коэффициент размягчения таких изделий (К_р) не превышает 0,4-0,55.

Модифицирующая добавка в виде молотого глауконитового песка и С-3 выполняет двойную функцию. С одной стороны, она способствует снижению водопотребности за счет пластифицирующего эффекта С-3 и повышению плотности и прочности. А с другой стороны, являясь активной минеральной добавкой, глауконитовый песок взаимодействует с гидроксидом кальция с образованием гидросиликатов, являющихся связкой, цементирующей крупные кристаллы двугидрата сульфата кальция, которые образуются при твердении β-полугидрата и защищают их от растворения водой, результатом чего является повышение предела прочности при сжатии через 1 сут твердения в 2,0-2,4 раза, снижение водопоглощения в 2,1-2,2 раза, повышение коэффициента размягчения в 1,3-1,4 раза.

Заявленная совокупность существенных признаков проявляет новые свойства, которые обеспечивают получение сырьевой смеси с повышенной прочностью, водостойкостью и низким водопоглощением.

Пример. Приготовление сырьевой смеси производят следующим образом.

1. Дозируют гипс марки Г-2 и высушенный до постоянной массы кальцийсодержащий осадок сточных вод радиотехнического производства в количестве, указанном в табл.2.

2. Дозируют сухую органоминеральную добавку.

3. Перемешивают гипс, кальцийсодержащий осадок сточных вод радиотехнического производства и добавку в течение 10-15 сек.

4. Дозируют воду.

5. Перемешивают подготовленные сухие компоненты с водой в течение 5 сек.

В результате получается сырьевая смесь, из которой изготавливают требуемые изделия и образцы-болочки размерами 40×40×160 мм для контроля качества по исследуемым параметрам. Через 15 мин образцы извлекают из формы и через 2 ч испытывают.

Водопоглощение оценивали по изменению массы образцов через 30 минут экспозиции в воде. Водостойкость определяли по коэффициенту размягчения, который представляет собой отношение прочности насыщенного водой образца к прочности сухого образца после 30-минутного водонасыщения.

Результаты испытаний представлены в табл.3. Из таблицы видно, что именно при данных соотношениях компонентов (состав 2 и 3) достигается технический результат.

Увеличение и уменьшение содержания добавки приводит к снижению предела прочности при сжатии и водостойкости.

Предлагаемая сырьевая смесь по данному изобретению обеспечивает получение сырьевой смеси, отличающейся от прототипа повышенной прочностью при сжатии (в 2,0-2,4 раза), низким водопоглощением (в 2,1-2,2 раза), высоким коэффициентом размягчения (в 1,3-1,4 раза).

Таблица 1 Содержание оксидов, % СаО SnO SiО₂ MgO NiO P₂O₅ Al₂O₃ CuO 53,84 10,54 9,5 5,86 3,25 3,88 3,39 2,32 Продолжение табл.1 Содержание оксидов, % SO₃ Cl₂O K₂O Na₂O Fe₂O₃ Cr₂O₃ TiO₂ MnO 2,54 1,35 0,66 0,55 2,19 0,03 0,07 0,03

Таблица 2 Компоненты Содержание компонентов, мас.% Прототип Предлагаемые 1 2 3 4 Гипс полуводный 59 59 57 55 50 Кальцийсодержащий осадок           сточных вод радиотехнического 12 7 6 5 5 производства           Добавка - 5 10 15 20 Вода 29 29 27 25 25

Таблица 3 Показатели Прототип Составы 1 2 3 4 Предел прочности при сжатии, через 1 сут, МПа 3,5 4,8 7,1 8,3 8,4 Предел прочности при сжатии, через 2 ч, МПа - 4,2 5,8 7,7 7,9 Средняя плотность, кг/м³ 453 613 615 618 641 Водопоглощение, % 11,0 6,1 5,2 5,0 4,9 Коэффициент размягчения, отн. ед. 0,52 0,61 0,65 0,71 0,72

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий на основе гипсового вяжущего как в гражданском, так и в промышленном строительстве. Технический результат - повышение прочности при сжатии, уменьшение водопоглощения и повышение водостойкости. Сырьевая смесь, содержащая β-полугидрат сульфата кальция, кальцийсодержащий осадок сточных вод радиотехнического производства, высушенный до постоянной массы, и воду, дополнительно содержит модифицирующую добавку с удельной поверхностью 500 м²/г, полученную совместным помолом глауконитового песка с содержанием SiO₂ 87% и суперпластификатора С-3 в количестве 1% от массы песка, при следующем соотношении компонентов, мас.%: β-полугидрат сульфата кальция 55-57, кальцийсодержащий осадок сточных вод радиотехнического производства 5-6, указанная добавка 10-15, вода остальное. 3 табл.

Сырьевая смесь, содержащая β-полугидрат сульфата кальция, кальцийсодержащий осадок сточных вод радиотехнического производства и воду, отличающаяся тем, что она содержит указанный осадок, высушенный до постоянной массы, и дополнительно - модифицирующую добавку с удельной поверхностью 500 м²/г, полученную совместным помолом глауконитового песка с содержанием SiO₂ 87% и суперпластификатора С-3 в количестве 1% от массы песка, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
β-полугидрат сульфата кальция 55-57 кальцийсодержащий осадок сточных вод   радиотехнического производства 5-6 указанная добавка 10-15 вода остальное