Конструкционно-теплоизоляционная композиция Советский патент 1992 года по МПК C04B18/30 C04B28/14 

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к составам для изготовления конструктивно-теплоизоляционных материалов.

Цель изобретения - уменьшение усадки, упрощение технологии за счет увеличения подвижности и снижение водопотреб- ности без снижения коэффициента конструктивного качества.

В предлагаемой композиции в качестве вяжущего используют полуводный гипс марки не менее Г5, с началом схватывания 7-8 мин. и концом 11-12 мин, а в качестве наполнителя скоп - механический осадок сточных вод картонного производства. Шла- кообразный скоп имеет влажность 60-82 мас.% (концентрация сухого скопа соответственно равна 18-40 мас.%).

Вещественный состав сухого остатка скопа включает, мас.%:

Целлюлозное волокно45-50

Каолин 47-53

Канифоль2-3

Насыпная плотность сухого скопа 450-500 кг/м3, цвет серый. В качестве известьсодержащего регулятора схватывания используют осадок сточных вод гальванического производства и дополнительно мочевину. Осадок сточных вод гальванического производства образуется в результате выпада осадка при нанесении защитных покрытий в гальванических ваннах на изделия из черных металлов и латуни.

Очистка сточных вод осуществляется в два этапа.

Первый этап. Восстановление шестивалентного хрома до трехвалентного сульфит- сульфатной смесью или тиосульфатом.

VJ

ND 00

(

|0

Второй этап. Нейтрализация окислов металлов до гидроокисей двух- и трехвалентных металлов.

Взвешенные частицы гидроокисей металлов осаждаются полйакриламидом - ге- лем техническим, известковым по ТУ 6-01-1049-81. Полученный на фильтрах осадок с влажностью 60-86% используется в составе смеси конструктивно-теплоизоляционного материала,

Химический состав осадка сточных вод гальванического производства, мас.%: SiOa + А120з 28...30; РеаОз + FeO 11...17; СаО 4,92...5; СиО 0,3...0,4; СгаОз 0,6-2,5; CuSO 1,3...2,7; ZnO 0,3...6,1; MgO 1.22...1.30; MnO 0,14...0,159; K2S04 + N32S04 0,024...0,147; соли фосфорн. 1,01...2,162; Ма25Юз 0,42...0,63; соли олова 0,95...1,484; нефтепродукты 5...10; вода-остальное. Мочевина (карбамид) по ГОСТ 2081-75Е, содержащая 46% азота, рекомендуется техническая.

Конструкционно-теплоизоляционные изделия, например, в виде плит и др. изготовляют из предлагаемой композиции следующим способом.

Отдозированные скоп в естественном состоянии, т.е. с влажностью 60-82%, воду затворения и мочевину перемешивают в течение 2 мин до однородного состояния. При продолжающемся перемешивании в смесь добавляют отдозированные влажные отходы гальванического производства и перемешивание продолжают еще 1-1,5 мин. Затем мешалку останавливают, загружают в нее отдозированный полуводный гипс и допол- нительно осуществляют перемешивание 2 мин. Полученную литую композицию с началом схватывания 35-54 мин, с подвижностью по вискозиметру Сутторда 18-23 см формуют методом литья в формах. Через 15 мин после конца схватывания полуфабрикаты распалубливают и направляют в сушилку. Изделия сушат 20-30 ч по режиму: первые 8-10 ч при 120-150°С, а остальное время при 80-60°С.

Испытания свойств готовой продукции осуществляют по методике, рекомендуемой ГОСТ 19222-84. Высушенные до постоянной массы изделия имеют среднюю плотность 496-692 кг/м3 (марка 500-700). Класс по прочности В 1,0-В 1,5. Подобную плотность и класс по прочности имеет арболит, изготовляемый на минеральном вяжущем (цементе) и целлюлозно-волокнистом наполнителе (рисовой соломе) с добавлением хи- мических добавок, в том числе и солей металлов, выполняющих роль минерализаторов. В предлагаемой композиции в качестве минерального вяжущего принят (взамен цемента) полуводный гипс, в качестве

целлюлозно-волокнистого наполнителя скоп, а в качестве минерализатора и регулятора схватывания - смесь осадка сточных вод гальванического производства с мочевиной.

Пример 1. Отдозированный скоп с влажностью 75% в количестве 15,2 кг (3,8% по сухому остатку), 0,3 кг мочевины (0,3%) и 38,9 кг воды загружают в лопастную мешалку и перемешивают в течение 2 мин до получения однородной суспензии. Не прекращая перемешивание, в мешалку вводят 21,9 кг (7% по сухому остатку) влажных отходов гальванического производства (влажность 75%), перемешивание продолжают еще 1 мин, после чего в смесь вводят полуводный гипс в количестве 23,7 кг (23,7% от массы композиции). Вместе с гипсом смесь перемешивают дополнительно 2 мин. Общее количество воды, введенной в 100 кг смеси, составляет 38,9 + 11,4 + 14,9 65,2 кг (65,2%), из которых 11,4 кг введено с влажным скопом и 14,9 кг - с отходами гальванического производства.

Полученную литую композицию с подвижностью 23 см по вискозиметру Сутторда формуют методом литья в металлических формах размером 10 х 10 х 10 см и 16 х 4 х 4 см. Через 54 мин с момента затворения композиция схватывается: через 15 мин после конца схватывания образцы распалуб- ливаются и подвергаются сушке. Сушка производится по режиму: 3 ч при 130- 150°С, 5 ч при 80°С и 22 ч при 80-69°С до остаточной влажности изделий 7-8%. Часть опытных образцов сушилась до постоянной массы с целью определения средней плотности предлагаемой композиции. Все высушенные образцы в соответствии с требованиями ГОСТ 19222-84 испытывались на прочность при изгибе и сжатии.

Составы и физико-технические свойства композиции приведены в табл. 1 (смесь 2). Аналогичным способом изготовлены и испытаны композиции 3 и 4, а также 1 и 5 с запредельными количествами и соотношениями составляющих.

П р и м е р 2. Опытные образцы известной композиции теплоизоляционного материала изготовлены и испытаны по методике примера 1.

В качестве регулятора схватывания использован известьсодержащий компонент из числа отходов производств. Изготовленные по литьевой технологии образцы для обеспечения требуемых размеров и формы прессовались.

Соотношение компонентов, введенных в состав известной композиции, и соответствующие свойства приведены в таблице.

Предлагаемый состав композиции по сравнению с известной имеет следующие преимущества: уменьшается на 17,6-21.9% усадка при сушке, что способствует увеличению коэффициента конструктивного качества; уменьшается на 15,3-23,5% водопотребность, что соответственно приводит к уменьшению продолжительности сушки на 26-30 ч; увеличивается в 1,6-1,8 раза подвижность формуемой композиции при меньшей водопотребности; повышается в 1,3-2,4 раза прочность при изгибе, благодаря чему не уменьшается коэффициент конструктивного качества.

Положительные эффекты достигаются за счет комплексного механизма действия осадка сточных вод гальванического производства и мочевины. Первый из них замедляет процесс схватывания полуводного гипса, причем эффект замедления схватывания усиливается в присутствии скопа, мочевина ускоряет процесс схватывания и делает формуемую методом литья композицию более жизнеспособной и технологичной. Осадок сточных вод гальванического производства вследствие присутствия в нем нефтепродуктов и лиофобных гидроокисей металлов, плохо смешивается с водой и скопом. Пленки нефтепродуктов при отсутствии мочевины обволакивают частицы гипса, замедляя их гидратацию и соответственно процесс схватывания. Присутствующая в составе композиции мочевина, молекулы которой имеют большее химическое сродство и силы Ван-дер-Ваальсовых приближений с молекулами нефтепродуктов, образует эмульсию из нефтепродуктов, которая пластифицирует композицию, уменьшает водопотребность, увеличивая одновременно прочность и подвижность. Таким образом в составе композиции мочевина выполняет роль эмульгатора и диспер- гатора одновременно, так как в присутствии мочевины отходы гальваники и скоп легко перемешиваются в воде, а находящаяся во влажном скопе и отходах гальваники вода высвобождается и участвует в процессе растворения и гидратации молекул гипса. Ускорению гидратации способствует и факт отсутствия на поверхности частиц гипса пленок нефтепродуктов, которые переходят в капельки эмульсии под влиянием молекул мочевины. Все эти явления под влиянием мочевины ускоряют процесс схватывания композиции, содержащей полуводный гипс и отходы гальванического производства, Таким образом, осадок сточных вод гальванического производства и мочевина совместным механизмом действия выполняют роль регулятора схватывания и положительно влияют на свойства композиции и изделий на ее основе.

Диспергированные мочевиной тонкодисперсные отходы гальванического производства проявляют свойства адгезии и осаждаются на волокнах скопа при переме- шивании, заключая их в оболочки гидроокисей металлов. Такие волокна скопа в составе гипсового вяжущего приобретают свойства жесткого армирующего наполнителя, препятствующего усадке и способствующие увеличению прочности.

Формулаизобретения

Конструкционно-теплоизоляционная композиция, включающая полуводный гипс, скоп и известьсодержащий регулятор схва- тывания, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения усадки, упрощения технологии за счет увеличения подвижности и снижения водопотребности без снижения коэффициента конструктивного качества, она содержит в качестве известьсодержа- щего регулятора схватывания осадок сточных вод гальванического производства и дополнительно мочевину при следующем соотношении компонентов, мас.%: Полуводный гипс23,7-36,8

Скоп (по сухой массе) 2,58-3,8

Осадок сточных вод

гальванического

производства (по сухой массе)6,5-7

Мочевина 0,12-0,3

Вода54,0-65,2

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к составам композиций для изготовления конструкционно-теплоизоляционных материалов и изделий. Цель - уменьшение усадки, упрощение технологии за счет увеличения водопот- ребности без снижения коэффициента конструктивного качества. Конструкционно- теплоизоляционная композиция содержит в качестве известьсодержащего регулятора схватывания осадок сточных вод гальванического производства при следующем соотношении компонентов, мас.%: полуводный гипс 23,7-36,0, скок (по сухой массе) 2,58- 3,8, осадок сточных вод гальванического производства 6,,5-7,0, мочевина 0,12-0,3, вода 54,0- 65,2. Материал имеет плотность 500-700 кг/м ; прочность при сжатии 1,55- 1,7 МПа, при изгибе 0,6-1,1 МПа, к .к.к. 1,2- 1,65, усадка 0,1-0,7%, продолжительность сушки 22-30 ч. 1 табл.