Состав для экструзионного формования строительных изделий Советский патент 1991 года по МПК C04B28/08 

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к производству строительных изделий методом экструзии.

Цель изобретения - снижение во- допоглощения.

В технологии экструзионного формования особая роль принадлежит специальным химическим добавкам (гидромодификаторами) , которые не только пластифицируют смеси, но и предотвращают водоотделение при уплотнении формуемой массы. Это позволяет вводить в состав смесей необходимое для обеспечения определенной пластичности количество воды и с огранять заданную

пластичность при нарастании давления в процессе формования от 2 до 5 МПа и получать материал с широким диапазоном плотности и прочности.

Применяемая в качестве гидромодификатора метил целлюлоза предопределяет определенные требования к сос- таву ионной среды в сырьевой композиции. Содержание растворимых щелочных сульфатов и карбонатов при sтонне должно превышать 0,2-0,3%.

В предлагаемом составе в качестве гидромодификатора используют щелочной раствор сополимера суспензионного метакрила-14 (М-14). Присутствие каустической соды необходимо

ОЭ

оз

00 09

3

для предания раствору М-14 определенной вязкости, обеспечивающей водоудерживающую способность раствора в процессе экструзионного формо- вания. Указанный гидромодификатор позволяет расширить сырьевую базу для производства экструзионных изделий и не представляет строгих требований к химическому составу исход ных материалов по содержанию щелочных компонентов, так как проявляет водоудерживающие свойства только при наличии щелочной среды.

В качестве пластифицирующей доба ки используют отходы производства капролактама с удельной поверхность 1800-2500 см2/г и следующего хиги- ческого состава, мас.%: 49,0; MgO 0,5; КгО 0,33; А1г03 0,45; SiOz 0,11; S03 17,2; СаО 0,42; ТЮгО,46 (Fez03 + FeO) 0,39; п.п.п. 31,14. В качестве вяжущего используют смес цемента и тонкомолотого доменного или электротермофосфорного шлака

удельной поверхностью 2500-4500 см2имеющего следующий химический соста мас.%: Маг.О 0,35-0,42; MgO 2,5-2,9; КгО 0,76-0,86; А1г03 2,4-6,8; 8Юг 44,4-48,2; S03 1,3-4,2; СаО 32,0- 33,8; Ti02 0,58-0,64; (Рег03 + FeO) 0,34-0,52; п.п.п. остальное. Шлако- щелочное вяжущее образуется в резултате взаимодействия электротермофос форного шпака и гидроксидов Na и К, выделяющихся из отходов производства капролактама при затворении сырьвой смеси водой. Кроме того, ис1пользуемый в качестве гидромодифика

тора метакрил-14 имеет повышенную щ лочность среды (рН 12),-так как готовится на основе раствора каустической соды. Добавка цемента в количестве 4-8 мас.% введена для ускорения набора прочности вяжущего в естественных условиях и уменьшени деформативности материала при тепловой .обработке, а также частично ввиду небольшого количества для повышения щелочности среды. В результте взаимодействия всех составляющих сырьевой смеси возникает гидравлическая вяжущая система, в которой с держание щелочей в пересчете на R.,0 составляет от 5 до 15% Поэтому соединения натрия и калия выступ ют в ней в роли самостоятельных структурообразующих компонентов, участвующих в процессе формирования

с ю

15 20 25

зо

35

перемешивания

,Q ревания

45

50

55

структуры материала. Для ускорения набора прочности таких систем доста-/ точна менее энергоемкая тепловлажгг ностная обработка при атмосферном давлении.

В результате взаимодействия отходов производства капролактама с ще- лочным раствором сополимера метакри- ла-14 обеспечивается получение более пластичной сырьевой смеси с улучшенными реологическими свойствами (условной эффективной вязкостью, пластической прочностью). Используемая пластифицирующая добавка помимо улучшения однородности смеси за счет ее пластификации оказывает активизирующее действие на шлаковое вяжущее, что дает возможность получать материал с высокими прочностными показателями без энергоемкой автоклавной обработки. Водопоглощение строительных изделий из состава по изобретению снижено в два раза.

Приготовление формовочной смеси осуществляют в следующей последовательности,, Вначале готовят водощелочной раствор гидромодификатора совместно с пластифицирующей добавкой. Для этого воду, необходимую для обеспечения определенной влажности смеси, разделяют на три равные части. В одной растворяют отходы производства капролактама, в другой - каустическую соду, в третьей - метакрил-14. После полного растворения каустической воды в ее раствор вливают раствор метакрила-14 и после тщательного

оставляют для выз- в течение 1 ч до получения густой вязкой жидкости - водощелоч- ного раствора гидромодификатора. Во время вызревания раствора гидромодификатора и растворения пластифицирующей добавки готовят сухую формовочную смесь, Для этого асбест распушивают в бегунах Ю-12 мин и дезинтеграторе до степени распушки не менее 60%. Затем в бетоносмесителе периодического действия смешивают тонкомолотый шлак, цемент и распушенный асбест. После 4-6 мин совместного перемешивания через мерную емкость подают предварительно смешанные растворы гидромодификатора и пластифицирующей добавки. Через 4- 6 мин после получения однородной глиноподобной массы перемешивание прекращают и готовая пластифицирован

э16

ная смесь поступает на формование. Из подготовленной смеси путем экструзионного формования готовят образцы размером 1x3x12 см. Через 1,5 ч после формования образцы подвергают тепловлажностной обработке в пропарочной камере по режиму 1,5+3+1 ч при температуре изотермической выдержки 8545°С. После тепловлажностной обработки образцы хранят в камере нормального твердения при 22+2°С с Относительной влажностью воздуха 90-95%.

В примерах используют следующие материалы: асбест хризотиловый полужесткой текстуры марки П-6-30, тонкомолотый доменный и электротермо- фосфорный шлак перечисленного химического состава с удельной поверхностью 2500-4500 см2/г, цемент марки ПЦ 400-ДО, сополимер суспензионный метакрил-14 высоковязкий марки М 14-ВВ, каустическая сода (натр едкий технический), молотые отходы производства капролактама с удельной поверхностью 1800-2500 см2/г. Для экспериментальной проверки состава по изобретению изготовлены путем экструзионного формования двадцать девять серий образцов по двенадцать образцов в каждой. По три образца каждого состава испытывают для определения предела прочности при изгибе в 28-суточном возрасте. Остальные сушат до постоянной массы пр 105-110°С. Еще по три образца испытывают для определения предела прочности при изгибе в абсолютно сухом состоянии Оставшиеся образцы хранят в воде, периодически взвешивая, при 20+2°С до полного их водонасыщения. После чего по три образца каждого сотава испытывают для получения прочностных характеристик в состоянии полного водонасыщения, а остальные опять высушивают при 105-110°С до абсолютно сухого состояния (влажност образцов равна 0%), после чего испытывают. При этом определяют водопог- лощение образцов. Коэффициенты размячения Кр и водостойкости Кв определя ют по формулам

.

R

сух

ке

R ли час

R

5

0

5

0

5

0

где R

сух

R

и.нас

R

ч иас

предел прочности при изгибе образцов, достигших 28-суточного возраста и высушенных до постоянной массы, МПа;

предел прочности при изгибе водонасыщенных образцов после достижения ими 28-суточного возраста, МПа;

предел прочности при изгибе высушенных после полного в од о насыщения об-. разцов, МПа.

Составы сырьевых смесей по изобретению и известной указаны в табл.1.

Результаты физико-механических испытаний смесей и изделий из них приведены в табл.2.

Формула изобретения

iСостав для экструзионного формования строительных изделий, включающий асбест, тонкомолотый электротер- мофосфатный или доменный шпак, добавку к шпаку и гидромодификатор, отличающийся тем, что, с целью снижения водопоглощения, он содержит в качестве добавки цемент, в качестве гидромодификатора - мет- акрил-14 совместно1с каустической содой и дополнительно содержащий Na20 отход производства капролакта- ма при следующем соотношении компонентов. мас.%:

5

0

Асбест

Тонкомолотый шпак Цемент Метакрил-14 Каустическая сода

Указанный отход производства капролак- тама

13-19

65,45-79,75

4-8 1,5-1,7

0,75-0,85

1-5

Таблица 1

1638130

10 Продолжение табл.2

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к производству строительных изделий методом экструзии. С целью снижения водonorлощения состав для экструзионного формования строительных изделий содержит, мас0%: асбест 13-19; тонкомолотый электротермофос- форный или доменный шпак 65,45 - 79,75; добавку к шпаку - цемент 4,0- 8,0; гидромодификатор - метакрил-14 1,5-1,7 совместно с каустической содой 0,75-0,85; содержащий отход производства капролактама 1-5. Сырьевая смесь относительной влажностью 20,1% имеет пластическую прочность 34-39 кгс/см2, условную эффективную вязкость (6,210-7,751) хЮ п„ Строительные изделия объемной массой 1,65-1,76 г/см3 имеют предел прочности при изгибе 19,8-28,9 МПа, водопоглощение 9,8-13,6%, коэффициент размягчения 0,80-0,96, коэффициент водостойкости 0,86-1,33. 2 табл. « (О

Примечание. Относительная влажность испытываемых смесей 20,IX.