ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫЙ МОДИФИКАТОР ДЛЯ ФИБРОЦЕМЕНТНЫХ КОМПОЗИЦИЙ Российский патент 2013 года по МПК C04B22/00 

Изобретение относится к органоминеральным модификаторам для фиброцементных композиций и может найти применение в области строительства при производстве фиброцементных изделий, например на основе целлюлозных волокон.

Известен органоминеральный модификатор для бетонных смесей, содержащий, мас.%: высокодисперсную активную пуццолановую добавку на основе кремнезема - 25-51; микронаполнитель - 40-60; суперпластификатор - 5-20 (RU 2382004 C2, 20.02.2010).

Однако данная добавка не обеспечивает в достаточной степени получение высоких прочностных свойств и морозостойкости фиброцементных изделий.

Известен органо-минеральный модификатор гипсовых вяжущих, строительных растворов, бетонов и изделий на их основе, включающий, масс.%: гидравлическое вяжущее - 42-76; активный минеральный компонент - 8-48; пластифицирующую добавку - 2,1-11,4; регулятор схватывания - 0,23-3,8; стабилизатор - 0,01-1,5 (RU 2381191 C2, 10.02.2010).

Недостатком строительных изделий с данной органо-минеральной добавкой является невысокие прочностные свойства и показатели морозостойкости фиброцементных изделий.

Известен комплексный модификатор бетона, содержащий дисперсный минеральный компонент, включающий горную породу или ее смесь с золой уноса и/или с продуктами газоочистки печей, выплавляющих кремнийсодержащие сплавы, пластифицирующую добавку и, возможно, гидроксид кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%: дисперсный минеральный компонент - 80-98; пластифицирующая добавка - 2-20; гидроксид кальция - 0-10. (RU 288197 C1, 27.11.2006).

Недостатком данного состава является невысокие показатели прочности, морозостойкости и высокое значение водопоглощения. В тоже время наличие в ней больших количеств гипса заметно ускоряет схватывание цементных систем.

Известен органоминеральный модификатор фиброцементных композиций на целлюлозных волокнах, содержащий каолин и полиакриламид «Besfloc К4046» при следующем соотношении компонентов мас.ч. - каолин 18-27; полиакриламид «Besfloc К4046» - 0,05-0,10. (Мухаметрахимов Р.Х., Изотов B.C., Гревцев В.А. Фиброцементные плиты на основе модифицированного смешанного вяжущего // Известия КазГАСУ №2(14) 2010, С.250-254).

Недостатком данного модификатора является невысокие показатели морозостойкости и высокое значение водопоглощения готовых фиброцементных плит.

Задача настоящего изобретения - получение модификатора, улучшающего физико-механические свойства модифицированных фиброцементных плит: повышение прочности, морозостойкости, снижение водопоглощения фиброцементных плит.

Результат достигается тем, что органоминеральный модификатор для фиброцементных композиций, содержащий каолин и полиакриламид, согласно изобретению содержит термически обработанный каолин - метакаолин, активированный 3% раствором муравьиной кислоты при соотношении метакаолин : муравьиная кислота =1:1 и высушенный до постоянной массы, и дополнительно полифенилэтоксисилоксан, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

полифенилэтоксисилоксан 0,75-1,0 полиакриламид 0,25-0,5 метакаолин остальное

Для изготовления модификатора использовали следующие материалы: полиакриламид «Besfloc К4046» по ТУ 6-01-1049-92 (ионный заряд - анионный, степень ионного заряда - высокая, вязкость 0,2% раствора при 25°С - 550 спз, рН 0,1% раствора - 6,9%); полифенилэтоксисилоксан по ТУ 2257-441-05763441-2005; каолин по ТУ 5729-016-48174985-2003; муравьиная кислота, которая соответствует ГОСТ 5848-73.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Каолин подвергали термической обработке при температуре 600°С в течение 1 ч. Полученный метакаолин обрабатывали 3% водным раствором муравьиной кислоты при массовом соотношении Т:Ж=1:1 в течение 1 часа с последующей сушкой при температуре 100-105°С до постоянной массы. Далее производили смешение активированного метакаолина с полиакриламидом и полифенилэтоксисилоксаном.

Для исследования свойств фиброцементных плит с использованием органоминерального модификатора готовили фиброцементныую смесь.

Для приготовления фиброцементной смеси использовали цемент М500 ДО Вольского завода, молотый песок камского месторождения удельной поверхностью 300 м²/кг, целлюлозные волокна марки НСК производства ОАО «Соломбальский ЦБК» по СТО 00279189-2-2007, воду удовлетворяющую требованиям ГОСТ 23732, при следующем соотношении (мас.ч.):

Цемент : песок : волокно = 1:2:0.225

Органоминеральный модификатор вводился в фиброцементную смесь в количестве 20% от массы цемента.

Вода добавлялась в фиброцементную смесь до достижения равной концентрации фиброцементной массы в воде равной 0,15%. После прессования отформованных образцов водоцементное отношение состава без добавки составило 0.425, с органоминеральным модификатором - 0.4.

Из фиброцементных смесей изготавливались образцы - плитки с размерами 220×100×8 мм. Предел прочности при изгибе, показатели водопоглощения и морозостойкости образцов определяли в соответствии с ГОСТ 8747-88.

Составы органоминеральной добавки и результаты механических испытаний фиброцементных плит приведены в табл. Были также проведены испытания фиброцементных плит без добавки.

На основании полученных данных можно сделать вывод о том, что фиброцементные плиты с использованием органоминеральной добавки имеют предел прочности при изгибе на 47-53% выше по сравнению с прототипом.

Морозостойкость увеличивается на 100-200 циклов, а водопоглощение уменьшается на 11-11.2% по сравнению с прототипом.

Полученные результаты позволяют утверждать, что органоминеральный модификатор повышает предел прочности при изгибе фиброцементных плит, позволяет достигнуть высокой морозостойкости и низкое водопоглощение.

Изобретение относится к органоминеральным модификаторам фиброцементных композиций и может найти применение при производстве фиброцементных плит. Технический результат заключается в повышении прочности, морозостойкости, снижении водопоглощения фиброцементных плит. Органоминеральный модификатор для фиброцементных композиций содержит термически обработанный каолин - метакаолин, активированный 3% раствором муравьиной кислоты при соотношении метакаолин:муравьиная кислота = 1:1 и высушенный до постоянной массы, и дополнительно полифенилэтоксисилоксан, при следующем соотношении компонентов, мас.%: полифенилэтоксисилоксан 0,75-1,0, полиакриламид 0,25-0,5, метакаолин - остальное. 1 табл.

Органоминеральный модификатор для фиброцементных композиций, содержащий каолин и полиакриламид, отличающийся тем, что содержит термически обработанный каолин - метакаолин, активированный 3%-ным раствором муравьиной кислоты при соотношении метакаолин : муравьиная кислота 1:1 и высушенный до постоянной массы, и дополнительно полифенилэтоксисилоксан при следующем соотношении компонентов, мас.%:
полифенилэтоксисилоксан 0,75-1,0 полиакриламид 0,25-0,5 метакаолин остальное