СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГИПСОВЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2015 года по МПК C04B28/14 

Изобретение относится к гипсовым материалам, используемым в производстве тонкостенных изделий строительного назначения, например стеновых панелей без картонной обшивки, сухой штукатурки и т.п.

Известна сырьевая смесь для получения строительного материала, содержащая полуводный гипс, кварцевый песок, смесь синтетического моющего средства и поливинилового спирта в соотношении 1:1, ортофосфорную кислоту и силикат магния и/или алюминия и воду, содержащая, масс.%:

полуводный гипс 39,4-51,4 кварцевый песок 0,6-20,4 силикат магния и/или алюминия 0,6-9,5 пенообразователь 0,1-0,7 ортофосфорная кислота 0,6-1,3

(RU №2280627, Кл. C04B 28/14, 04.04.2005).

Недостатками данного изобретения являются низкая прочность изделий на изгиб, необходимость использования внешнего покрытия, например картона, наличие излишне большого числа компонентов, которые усложняют процесс изготовления.

Наиболее близкой по технической сущности является сырьевая смесь для изготовления гипсовых изделий, содержащая полуводный гипс, гашеную известь, портландцемент, песок кварцевый, воду, сернокислый цинк, муллитокремнеземистую вату, при следующем соотношении компонентов, масс.%:

полуводный гипс 20 - 30 гашеная известь 1,2 - 1,5 портландцемент 0,3 - 0,5 песок кварцевый 41,97 - 47,95 вода 20 - 23 сернокислый цинк 0,03 - 0,05 муллитокремнеземистая вата 2,5 - 3,0

(RU №2 415 098, Кл. C04B 28/14, 27.03.2011).

Недостатками данного изобретения являются малая прочность, сложность изготовления и дорогостоящие компоненты.

Задачей изобретения является разработка сырьевой смеси, обладающей самоармирующими свойствами, для получения гипсовых материалов,

Техническим результатом изобретения является повышение прочности гипсового камня при упрощении технологии.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что сырьевая смесь для получения гипсовых материалов включает полуводный гипс CaSO₄·0,5H₂O и воду. Согласно изобретению сырьевая смесь дополнительно включает комплексную армирующую добавку, состоящую из сернокислого алюминия Al₂(SO₄)₃ и гидроксида кальция Ca(ОН)₂, при следующем соотношении компонентов, масс.%:

полуводный гипс 62,400 - 62,450 сернокислый алюминий 0,0280 - 0,1123 гидроксид кальция 0,046 - 0,047 вода остальное

Повышение прочности гипсового композита достигается за счет введения в состав сырьевой смеси комплексной армирующей добавки.

Армирующая добавка обеспечивает гипс дополнительными структурными связями, что благоприятным образом влияет на структурообразование материала и позволяет повысить прочность готового изделия.

Сернокислый алюминий и гидроксид кальция в составе сырьевой смеси позволяют обеспечить условия для образования эттрингита в начальные сроки кристаллизации. Обладая волокнистой структурой, эттрингит на молекулярном уровне армирует гипсовую матрицу и, тем самым, повышает прочность затвердевшего материала.

При введении сернокислого алюминия в состав сырьевой смеси менее 0,0112 масс.% - структурно-фазовое состояние материала не достигает оптимальных параметров, поэтому прочность и плотность не достигнут оптимальных значений. Введение сернокислого алюминия более 0,0280 в масс.% снизит прочность структуры ввиду образования избыточного количества эттрингита, что приводит к нарушению структуры гипсового камня.

При введении гидроксида кальция менее 0,046 масс % не обеспечит условия для образования кристаллической структуры эттрингита. С другой стороны, при введении гидроксид кальция более 0,047 по масс.% произойдет образование гипсового камня дефектной структуры.

Варьирование обоих факторов позволяет получить оптимальный состав гипсового материала.

Использование предлагаемого состава способствует сокращению энерго- и трудозатрат на гомогенизацию смеси. Дополнительно сокращается количество компонентов в составе предлагаемой смеси, что значительно упрощает технологию.

Поставленная задача достигается также за счет подбора оптимального содержания комплексной добавки в составе сырьевой смеси, а также водотвердого отношения.

Сырьевая смесь для получения модифицированных гипсовых композитов получается следующим образом.

Пример 1

Расчет количества растворов, составляющих комплексную армирующую добавку, на замес гипсового теста производили исходя из их стехиометрических количеств.

Для приготовления сырьевой смеси перемешивали компоненты вручную в течение 1 минуты.

Формование образцов осуществляли методом литьевой технологии. Твердение гипсовых образцов осуществляли при нормальных величинах температуры и влажности среды через 2 часа и через 7 суток.

Получение сырьевой смеси самоармирующихся гипсовых материалов поясняется следующими примерами.

Смесь приготовляли, используя следующее соотношение компонентов, масс.%:

полуводный гипс 62,400 сернокислый алюминий 0,0280 гидроксид кальция 0,046 вода 37,526

В ходе эксперимента сырьевой смеси для получения гипсовых материалов получены следующие результаты: прочность - 6,92 МПа при плотности - 1048 кг/м³.

Пример 2 (по составу)

Смесь приготовляли аналогично приведенному выше примеру, но использовали следующее соотношение компонентов, масс.%:

полу водный гипс 62,450 сернокислый алюминий 0,1123 гидроксид кальция 0,047 вода 37,3907

В ходе эксперимента сырьевой смеси для получения гипсовых материалов получены следующие результаты: прочность - 5,35 МПа при плотности - 1078 кг/м³.

Пример 3 (по составу)

Смесь приготовляли аналогично приведенному выше примеру, но использовали следующее соотношение компонентов, масс.%:

полуводный гипс 62,429 сернокислый алюминий 0,0560 гидроксид кальция 0,047 вода 37,468

В ходе эксперимента сырьевой смеси для получения гипсовых материалов получены следующие результаты: прочность - 10 МПа при плотности - 1060 кг/м³.

Опытно-лабораторные испытания проводились в лаборатории кафедры «Производство строительных изделий и конструкций» Тверского государственного технического университета. Были получены следующие положительные результаты: при содержании в составе сырьевой смеси по масс.% сернокислого алюминия Al₂(SO₄)₃ - 0,0560 и гидроксида кальция Ca(ОН)₂ - 0,047 прочность гипсового камня достигла 10 МПа, что на 53% выше по сравнению с прочностью гипсового камня без добавки сернокислого алюминия и гидроксида кальция; плотность составляет - 1060 кг/м³. При производстве гипсовых материалов имеет место снижение себестоимости за счет сокращения количества компонентов в составе предлагаемой смеси, а также снижение энерго- и трудозатрат на гомогенизацию смеси.

Изобретение относится к гипсовым материалам, используемым в производстве тонкостенных изделий строительного назначения, например стеновых панелей без картонной обшивки, сухой штукатурки и т.п. Технический результат заключается в повышении прочности гипсового камня при упрощении технологии. Сырьевая смесь для получения гипсовых материалов включает полуводный гипс, воду и комплексную армирующую добавку, состоящую из сернокислого алюминия и гидроксида кальция, при следующем соотношении компонентов, масс.%: полуводный гипс 62,400 - 62,450, сернокислый алюминий 0,0280 - 0,1123, гидроксид кальция 0,046 - 0,047, вода - остальное.

Сырьевая смесь для получения гипсовых материалов, включающая полуводный гипс и воду, отличающаяся тем, что она дополнительно включает армирующую добавку в виде сернокислого алюминия Al₂(SO₄)₃ и гидроксида кальция Ca(ОН)₂, при следующем соотношении компонентов, масс.%:
полуводный гипс 62,400 - 62,450 сернокислый алюминий 0,0280 - 0,1123 гидроксид кальция 0,046 - 0,047 вода остальное