Способ получения гипсового вяжущего Советский патент 1993 года по МПК C04B11/06 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к способу получения гипсового вяжущего из отхода производства плавиковой кислоты и может быть использовано для приготовления растворов, бетонов и изготовления строительных изделий, а также для укрепления грунтов при строительстве дорог.

Известен способ получения гранулированного гипса для производства цемента путем нейтрализации кислого отхода производства плавиковой кислоты известьсодер- жащими агентами с последующим гранулированием полученного продукта.

Недостатком способа является низкая механическая прочность полученного гипса, повышенный расход извести (45% от массы кислого отхода) и низкая трещиностойкость.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения вяжущего из гипсовых отходов производства плавиковой кислоты путем частичной нейтрализации отхода известняковой мукой (1030 % от массы отхода) с последующей доней- трализацией гашеной известью (2,0-10,0%) совместно с 8,0-20,0% от массы продукта распыленной водой.

Способ позволяет получить композицию с прочностью 2,3-10,5 МПа после нормального срока твердения в течение 28 сут, но полученные изделия имеют низкую трещиностойкость О, 1-0,17.

Цель изобретения - повышение трещи- ностойкости гипсового вяжущего..

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения гипсового вяжущего, включающем помол отхода производства плавиковой кислоты - фто- рангидрида с нейтрализующим кальцийсодержащим реагентом из группы: известняк, цементная пыль, основной шлак до рН 5,0- 5,5 с последующей донейтрализацией известью или цементом при помоле дополнительно вводят фильтрат технический пентаэритрита - HCOONa и кремнеземсодер- жащий компонент. Приготовленная таким способом смесь является гипсовым вяжуСО

С

vl Ю

N Ю

СО

щим. Из полученного вяжущего методом виброформования готовят образцы-балочки для определения коэффициента трещино- стойкости.

Коэффициент трещиностойкости определяется по формуле:

ЧтрВиз(прочность при изгибе) Рсж(прочность при сжатии)

Чем выше коэффициент трёщиностой- кости, тем выше трещиностойкость изделий на основе предлагаемого вяжущего.

Состав компонентов для приготовления гипсового вяжущего.

Отход производства плавиковой кислоты, частично нейтрализованный кальцийсо- держащим реагентом, имеет следующий химический состав, мае. %: Кальцийсодержащий реагент (основной шлак, известняк,

цементная пыль)10,0-30,0 CaF2 5,3-12,7 H2S04 2,0-2,6 CaS04 Остальное Гранулированный Чусовской доменный шлак имеет следующий химический состав, мае. %:

SI0232-35 А1аОз 12-14 РеОз 2-3 FeQ 0,3-0,4 СаО 30-32 МдО 7-10 N820+K20 0,3-0,5 ЗОз+ТЮа; МпО Остальное Отработанная формовочная смесь литейного производства включает следующие компоненты, мае. %:

Бентонит3,0-5,0 Жидкое стекло 3,0-8,0 Глина огнеупорная 2,0-4,0 Остатки фенольных смол 0,1-0,5 Включение металла 0,1-0,7 Кварцевый песок Остальное Фильтрат технический пентаэритрита - (ФТП) - является отходом производства. ФТП возможно представить:

°

Н-С- -0-Na

Донейтрализирующие реагенты: известь ГОСТ 9179-77; портландцемент марки 400 ГОСТ 10178-85.

П р и м е р 1. Гипсовый отход производства плавиковой кислоты, нейтрализованный известняковой мукой, поступает с

химического предприятия с показателем рН 5,0.

Гипсовый отход размалывают совместно с ФТП и отработанной формовочной

смесью литейного производства при влажности 6,5%.

Соотношение компонентов в составе вяжущего представлено в табл. 1.

Размол ведут на лабораторных бегунах

до удельной поверхности 2600 см2/г,

К размолотой массе добавляют известь и цемент. Смесь доувлажняют до формовочной массы нормальной густоты 28% от массы вяжущего, перемешивают в течение 2-3

5 мин и из приготовленной массы готовят образцы-балочки 40x40x160 мм Методом виброформования. Испытание образцов осуществляют через 28 суток нормального твердения.

0 Результаты испытаний представлены в табл. 1,

Из табл. 1 видно, что предлагаемый способ получения гипсового вяжущего из отходов производства плавиковой кислоты дает

5 возможность повысить трещиностойкость вяжущего с добавкой извести ,4-0,6, с добавкой цемента ,34-0,б.

Пример 2, Испытание по прототипу ведут аналогично примеру 1. Соотношение

0 компонентов в составе вяжущего дано в табл. 1. Помол отхода производства плавиковой кислоты с показателем рН 5,0 ведут совместно с известью или цементом. Результаты испытаний представлены в табл. 1.

5 Из таблицы видно, что трещиностойкость композиции составляет: с использованием цемента ,11-0,18, с использованием извести ,1-0,17, что значительно ниже по сравнению с предлагаемым способом.

0 П р и м е р 3. Гипсовый отход, нейтрализованный феррохромовым шлаком с рН 5,5, размалывают совместно с ФТП и гранулированным доменным шлаком при влажности смеси 6,8%.

5 Соотношение компонентов в составе вяжущего представлено в табл. 2.

Размол ведут на лабораторных бегунах до удельной поверхности 2650 см2/г.

К размолотой массе добавляют известь

0 или цемент. Смесь доувлажняют до формовочной массы нормальной густоты 28,6% от массы вяжущего, перемешивают в течение 2-3 мин и из приготовленной массы готовят образцы-балочки 40x40x160 мм, методом

5 виброформования. Испытание образцов осуществляют через 28 суток нормального твердения. Результаты испытаний представлены в табл. 2. Из табл. 2 видно, что предлагаемый способ получения гипсового вяжущего из отходов производства плавиковой кислоты дает возможность повысить трещиностойкость, как в примере 1, с добавкой извести к смеси ,4-0,6, с добавкой цемента ,4-0,6.

Повышение трещиностойкости произошло за счет воздействия остаточной серной кислоты на ФТП, по схеме:

° t

- ...-лхь он

+Na2s V-H-c с-н+н2о-

в присутствии серной кислоты температура смеси повышается и идет реакция поликонденсации и полимеризации ФТП

- -COOH- n+Na2S04+H20.

н-ct +H2sot- H-c: O-NQ z Л

Под воздействием активизатора Na2$04 активизируется отход производства плавиковой кислоты и кремнеземсодержа- щий компонент.

Активизация смеси осуществляется во время помола. В конце приготовления (по- мола) смеси вводится щелочной реагент - известь или цемент. Под действием щелоч

ного реагента осуществляется донейтрали- зация смеси по реакции

Na2S04+Ca(OH)2+H2OCaSCM x x2H20+2NaOH.

Щелочная среда ускоряет процесс перехода ангидрита в гипс и воздействует на растворимость кремнезема

2NaOH+Si02

NaaOmSiOa nH20

жидкое стекло в присутствии S04- с течением времени полимеризуется

- -SlOONa-3n+nH20.

Коэффициент трещиностойкости по; вышается за счет полимеризации ФТП и жидкого стекла, а повышение прочности идет за счет образования CaSO 2H20 и полимерной связки. Предлагаемое техническое решение дает возможность повысить трещиностойкость изделий в 3-3,5 раза.

Использование: в промышленности строительных материалов. Сущность: способ получения гипсового вяжущего, включающий помол отхода производства плавиковой кислоты - фторангидрита, нейтрализованного кальцийсодержащим реагентом из группы: известняк, цементная пыль, основной шлак до рН 5-5,5 с последующей децентрализацией известью или цементом, предусматривает введение при помоле фильтрата технического пентазритрита и кремнеземсо- держащего компонента. Коэффициент тре- щиностойкости вяжущего 0,6. 2 табл.

Формула изобретения30

Способ получения гипсового вяжущего, включающий помол отхода производства плавиковой кислоты - фторангидрида, нейтрализованного кальцийсодержащим pea- 35 гентом из группы: известняк, цементная

пыль, основной шлак до ,5 с последующей донейтрализацией известью или цементом, отличающийся тем, что, с целью повышения трещиностойкости, при помоле вводят технический фильтрат пента- эритрита и кремнеземсодержащий компонент.

Таблица .1

Продолжение табл. 1

Таблица 2