Гипсовое вяжущее Советский патент 1984 года по МПК C04B11/09 

i4 Од 4

СО Изобретение относится к составам гипсовых вяжущих веществ и может быть использовано при переработке отхода производства экстракционной фосфорной кислоты на 1зяжущее. Известны гипсовые вяжущие из экстракционного полугидрата сульфата кальция СП. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является вяжущее, включающее pL-полугидрат сульфата кальция из фосфогипса, активирующую добавку в виде соли азотной кислоты Са(НОз)2, А1(ЫОз)з или Ре(Шз)з до 5 вес.% и воду Г21. Однако для известных вяжущих характерны недостаточно высокая прочность и замедленные сроки схватывания . Целью изобретения является умень шение сроков схватывания и повышени прочности. I Поставленная цель достигается тем, что гипсовое вяжущее, включающее Ы- -полугидрат сульфата кальция и воду, дополнительно содержит продукт нейтрализации азотно-плавиковых травильных растворов при следую щем соотношении компонентов, мас.%: б6-Полугидрат сульфата кальция 37,5-43,5 Продукт нейтрализации азотно-плавиковых травиль23,8-32,4 ных растворов Остальное Введение нейтрализованных тра- . вильных растворов приводит к ускорению процесса схватывания и тверде ния полугидрата фосфогипса в резуль тате ускорения процесса растворения полугидрата фосфогипса вследствие изменения ионной силы раствора, уск рение процесса перекристаллизации п лугидрата в дигидрат сульфата кальц за счет образования труднорастворимых соединений - CaFj,, Ре(ОН)з, Ni(OH).j, Сг(ОН)з 2HjO. Действие CaF и Ее (ОН),, Ni(OH),j Сг(ОН)з обусловлено ускорением стадии кристаллизации вследствие того, что указанные добавки выполняют роль центров кристаллизации. Активность CaFj и Fe(OH)j обусловлена по ложительным зарядом и устойчивостью их в коллоидном состоянии. Последне доказано посредством определения электрокинетическим методом их заряда и электрокинетического потенциала. Ускорение схватывания и твердения отбросного ot-nCK - (ct-полугидрата сульфата кальция) в присутствии положительно заряженных CaF,j и FeCOH), происходит, вероятно, вследствие адсорбции отрицательных комплексов , , вносимых с oL-ПСК, на поверхности сульфата кальция с выводом их из раствора. Отрицательно заряженные комплексы алюминия тормозят процесс перекристаллизации оС-ПСК в результате блокирования его поверхности. Присутствие, кроме того, труднорастворимых гидроокисей NKOH) и ег(ОН)з приводит к ускорению процесса зародышеобразования. Ускорение процесса перекристаллизации ос-ПКС позволяет получить быстросхватывающееся высокопрочное гипсовое вяжущее типа строительный гипс из полугидрата фосфогипса. Использование азотноплавиковых травильных растворов, являющихся отходом производства, при затворении полугидрата фосфогипса позволит одновременно утилизировать два отхода, загрязняющих окружающую среду. Нейтрализацию травильных, растворов известняком или окисью кальция проводят до рН 5-6 и используют в количестве, необходимом для получения теста нормальной густоты. Влияние рН -нейтрализации травильных растворов на вяжущие свойства лолугидрата фосфогипса обусловлено, с одно стороны, при (содержа-, ние ,6x10; ,20%; е(ОН),30%; Сг(ОН)з 0,20%; Ni(OH)pO,15%; ,45%) недостаточным количеством образующихся гидроокисей: Fe(OH)3, Сг(ОН)з и Ni(OH)j. При улучшение вяжущих свойств достигается только за счет Са(ЫОз)2| как по известному способу. При рН 5-6 увеличение прочности в 2 раза по сравнению с известным способом обусловлено образованием гидроокисей Fe«-, Сг, N2. Увеличение приводит к повьщ1ению устойчивости отрицательных комплексов алюминия, ухудшающих вяжущие свойства, т.е. содержание примесей в продуктах нейтрализации не должно превышать: HNOj6 0,6х Са(N03)2 4,70%; CaF.,61,80%; Fe(OH),00%; Cr(ОН),40%; Ni(OH),25; CaOi20,10%.

311

Непосредственное использование полугидрата фосфогипса путем затворения его водой нецелесообразно, так как сроки схватьтания составляют: начало - 60 мин, конец - 600 мин; предел прочности образцов, высушенных до постоянного веса, - 2,0 МПа.

В результате введения нейтрализованных травильных растворов сроки схватывания полугидрата фосфогипса сокращаются до 2-4 мин - начало, 6-7 мин - конец. Прочность образцов

146434

возрастает через 1,5 ч на изгиб до 3,0 МПа, на сжатие - до 10-12 МПа, а образцов, высушенных до постоянного веса, - на изгиб до 5-6 МПа, и на J сжатие - до 22-25 МПа,

Составы предлагаемого гипсового вяжущего и его свойства приведены в табл. 1 и 2.

Как видно из табл. 1 и 2, пред10 лагаемое вяжущее имеет преимущество по сравнению с известным по прочности и срокам схватывания.

Таблица 1

ГИПСОВОЕ ВЯЖУЩЕЕ, включающее с4.-пол у гидра т сульфата кальция и воду, отличающееся тем, что, с целью уменьшения сроков схватывания и повьппения прочности, оно содержит дополнительно продукт нейтрализации азотно-плавиковых травильных растворов при следующем соот ношении компонентов, мас.%: oL -Полугидрат 37,5-43,5 сульфата кальция Продукт нейтрализации азотноплавиковых травильных 23,8-32,4 растворов Остальное Вода (Л

29,60 -продукт 1 |37,50 4,70 ; 1,80 35,20 -продукт 2,37,50 3,30 1,20 32,40 -продукт 337,50 4,00 1,50 .29,80 -продукт 440,00 3,30 ; 1,20 29,10 -продукт ;5 Л0,50 4,7 1,80 29,80 -продукт :б .;40,00 4,СО 1,65 23,30 -продукт 7 43,30 3,30 1,20 29,60 -продукт 843,50 4,70 1,80 24,75 -продукт 943,50 4,00 i 1,50

20,10 32,90

14,45 27,30

17,10 30,10

14,4530,20

20,10 30,40

17,10 30,20

14,45 32,90

20,70 26,90

17,1 31,75 нейтрализации 2,000,40 0,25 нейтрализации 1,300,20 0,15 нейтрализации 1,650,30 0,20 нейтрализации 1,300,20 0,15 нейтрализации 2,000,40 0,25 нейтрализации 1,800,35 0,20 нейтрализации 1,300,20 0,15 нейтрализации 2,00 0,40 0,25 нейтрализации 1,650,30 0,20