Состав для экструзионного формования строительных изделий

 

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 электротермофосфорный 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

А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5))5 С 04 В 28/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4605854!33 (22) 15. 11.88 (46) 30.03.91. Бюп. ¹ 12 (71) .Всесоюзный государственный научно-исследовательский проектный и конструкторский институт стройиндустрии (72) Е.И. Запорожец и !О.И. Роговенко, (53) 666.965 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1145001, кл. С 04 В 28/08, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1432030, кл. С 04 В 28/08, 1986. (54) СОСТАВ ДЛЯ ЭКСТРУЗИОННОГО ФОРИОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к производству строительных изделий методом экструзии. С целью

Изобр етени е относится к пр оизводству строительных материалов, а именно к производству строительных изделий методом экструзии.

Цель изобретения — снижение водопогл ощения.

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 сохранять заданную

2 снижения водопоглощения состав для экструзионного формования строительных изделий содержит, мас.7.: асбест

13-19; тонкомолотый электротермофосфорный или доменный пптак 65,45

79,75; добавку к шлаку — цемент 4,08,0; гидромодификатор — метакрил-14

1,5-1,7 совместно с каустической содой 0,75-0,85; содержащий Na<0 отход производства капролактама 1 — 5.

Сырьевая смесь относительной влажностью 20, 1Х имеет пластическую прочность 34-39 кгс/см2, условную эффективную вязкость (6,210-7,751)" з х10 п. Строительные изделия объемной массой 1,65-1,76 г/см имеют предел а прочности при изгибе 19,8-28,9 МПа, водопоглощение 9,8-13,6Х, коэффициент размягчения 0,80-0,96, коэффициент водостойкости 0,86-1,33. 2 табл. С: 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 метилцеллюпоза предопределяет определенные требования к сос-. таву ионной среды в сырьевой композиции. Содержание растворимых щелочных сульфатов и карбонатов при етом не должно превышать 0,2-0,3Õ.

В предлагаемом составе в качестве гидромодификатора используют щелочной раствор сополимера суспензионного метакрнла-14 (M-14) . Присут-, ствие каустической соды необходимо

1638130 для придания раствору М-14 определенной вязкости, обеспечивающей водоудерживающую способность раствора в процессе экструзионного формо5 вания. Укаэанный гидромодификатор позволяет расширить сырьевую базу для производства экструзионных изделий и не представляет строгих требований к химическому составу исход- 10 ных материалов по содержанию щелочных компонентов, так как проявляет водоудерживающие свойства только при наличии щелочной среды.

В качестве пластифицирующей добав-15 ки используют отходы производства капролактама с удельной поверхностью

1800-2500 см2/r и следующего хинического состава, мас. Е: Na

MgO 0,5; КгО 0,33; А1 0з 0,45; SiOg

О, 11; 809 17,2; СаО 0,42; TiOz 0,46; (Ре )> + Fe0) 0,39; п.п.п. 31,14.

В качестве вяжущего используют смесь цемента и тонкомолотого доменного или электротермофосфорного шлака 25 удельной поверхностью 2500-4500 см2./r

) имеющего следующий химический состав, мас.Х: Na O 0,35-0,42; MgO 2,5-2,9;

К О 0,76-0,86; А1 0з 2,4-6,8; SiOz

44,4-48,2; SO 1,3-4,2; СаО 32,0 30

33,8; ТiО 0,58-0,64; (Ге Оп + FeO)

0,34-0,52; п.п.п. остальное. Шпакощелочное вяжущее образуется в резуль" тате взаимодействия электротермофосфорного шлака и гидроксидов Na и К, выделяющихся из отходов производства капролактама при затворении сырьевой смеси водой. Кроме того, используемый в качестве гидромодификатора метакрил-14 имеет повышенную ще- 40 лочность среды (рН 12), так как готовится на основе раствора каустической соды. Добавка цемента в количестве 4-8 мас.Х введена для ускорения набора прочности вяжущего 45

1 в естественных условиях и уменьшения деформативности материала при тепловой обработке, а также частично ввиду небольшого количества для повьппения щелочности среды. В результа-.

50 те взаимодействия всех составляющих сырьевой смеси возникает гидравлическая вяжущая система, в которой со держание щелочей в пересчете на

R О составляет от 5 до 157.. Поэто"

2 му соединения натрия и калия выступа- 5 ют в ней в роли самостоятельных структурообразующих компонентов, участвующих в процессе формирования структуры материала. Для ускорения набора прочности таких систем доста- точна менее энергоемкая тепловлажностная обработка при атмосферном давлении.

В результате взаимодействия отходов производства капролактама с щелочным раствором сополимера метакрила-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 перемешивания оставляют для "вызревания" в течение 1 ч до получения густой вязкой жидкости — водощелочного раствора гидромодификатора. Во время "вызревания" раствора гидромодификатора и растворения пластифицирующей добавки готовят сухую формовочную смесь. Для этого асбест распушивают в бегунах 10-12 мин и дезинтеграторе до степени распушки не менее 607.. Затем в бетоносмесителе периодического действия смеши-. вают тонкомолотый шлак, цемент и распушенный асбест. После 4-6 мин совместного перемешивания через мерную емкость подают предварительно смешанные растворы гидромодификатора и пластифицирующей добавки. Через 46 мин после получения однородной глиноподобной массы перемешивание

1 прекращают и готовая пластифицирован1638130 ная смесь поступает на формование.

Из подготовленной смеси путем экструзионного формования готовят образцы размером 1к3 х12 см. Через 1,5 ч после формования образцы подвергают тепловлажностной обработке в пропарочной камере по режиму 1,5+3+1 ч при температуре изотермическбй выдержки 8515 С. После тепловлажност- 1р ной обработки образцы хранят в камере нормального твердения при 22+2 С с относительной влажностью воздуха

90-957..

В примерах используют следуюшие 15 материалы: асбест хризотиловый полужесткой текстуры марки П-6-30, тонкомолотый доменный и электротермофосфорный шпак перечисленного химического состава с удельной поверх- 20 ностью 2500-4500 см /г, цемент марки ПЦ 400-ДО, сопспимер суспензионный метакрил-14 высоковязкий марки M 14-ВВ, каустическая сода (натр едкий технический), молотые отходы 25 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 при

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 водонасьпцения.

После чего по три образца каждого состава испытывают для получения прочностных характеристик в состоянии полного водонасьпцения, а остальные опять высушивают при 105-110 С до абсолютно сухого состояния (влажность образцов равна О ), после чего испытывают. При этом определяют водопоглощение образцов. Коэффициенты размяг50 чения К и водостойкости К> определяют по формулам

Р cgx и нас

Р с х

R vv

R и нас.

К К счх

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

Формула изобретения

Состав для экструзионного формования строительных изделий, включающий асбест, тонкомолотый электротермофосфатный или доменный шпак, добавку к шлаку и гидромодификатор, отличающийся тем, что, с целью снижения водопоглощения, он содержит в качестве добавки цемент, в качестве гидромодификатора †. Метакрил-14 совместно с каустической содой и дополнительно содержащий

Na<0 отход производства капролактама при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Асбест 13-19

Тонкомолотый шлак

Цемент

Метакрил-14

Каустическая сода О, 75-0,85

Указанный отход производства капролактама

65,45-79,75

4-8

1,5-1,7

1-5 счх где R — предел прочности при изгиЦ бе образцов, достигших

28-суточного возраста и высушенных до постоянной массы, МПа;

R — предел прочности при изгиО, нас бе водонасыщенных образцов после достижения ими

28-суточного возраста, МПа; су

R - предел прочности при из нас гибе высушенных после полного водонасыщения об- разцов, МПа.

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

1Ü38130.:Таблица 1

Содершание компонентов, масЛ

Составы сырьевых смесей

Гидромодифика ор

Соде к устиче кая

Тонкомо лотый доменный

KIIH етак ип-1 ест ства злектротермоФосФорный шлак

0,82,0

1-10

Таблица2

Составы сырьевых смесей

Р!! п/и

Наименование показателей

Предел прочности при изгибе образцов,высушенных до постоянной мае» сы, ИПа

Коэффи- циент размягчения, Кр

Ко эффи цнент водостойкости, Кв

Объемная масса в 28суточ" ном возрасте, г/см»

Пластн» ческая прочность, кгс/см2 од огл ени

Х редел прочости рн из нбе s

8-суочном оэрас е, ИП словная эффективен вязость меси, 0 П

На доменном шлаке !0»1 18,0 22 6 0»82

12,8 23,2 25, 1 0,84

11,3 25,8 28,3 . 0,89

9,20 24,1 26,4 0,96

13,4 22,8 25,3 0,93

13,6 21,9 24,1 0,87 !

2 7 20 1 228 085

10 5 19,5 20,9 0,82

9,8 18,3 19,8 0,80

На злектротермофосфорном шлаке

10, 1 18,2 22,9 0,82

11 8 23 ° 1 25,8 0,83

37

Эб.5. 6

37

36

34

1,99

1,97

6,310

6,295

1,9 1,68

1,98 1,65

ЗВ

0,91

1,21

39 на доменном шлаке (на электрот ермоФосфор" . ном шпаке) ! /10

2/!!

3/12

4/13

5/14

6/15

7/!6

8/!7

9/18

19 (известпью) 13

14 !

15 !

16

17 8

19

Остальное

79, 75

78, 22

75,б9

75, t3

72,60

72, 07

69,5!

67»98

65,45

73-8 1

1,9!

1,97

1,94 !

»88

1,95

1,98

1,98

4

5

6

7

1,69

1,66

1,68

1,76

1,72

1»70

1,68

1,65

1,65

1,50

1,52 !

» 54

1,58

1,60

1,62

1,66

1,68

1,70

0,75

0,76

0,77

0,79

0»80

0,81

0,83

0,84

0,85

1,0

1,5 г,о

2,5

З,о.

3»5

4,0

4,5

5,0

0,89

1,20

1,30

1,21

1, 12

1, 13

1,06

0,98

0,86

6,210

6,529.

7, 161

6 ° 222

7,351

6,610

7,030

7,342

7,751

1638130

Продолжение табл.2 ..

I Составы сырьевйи смесей

HF п/и

Наименование показателей

Коэффициент водостойкосты

Кв

Условная эффекты вная вязкость с еси

I0 П

Предел прочности

Коэффициент размягчения, Кр

Объемная

Объемная

Водо- поглоПластическая пр очность, кгс/см масса в 28масса в высушенном щение, Ж

При из» гибе в

28-суточном с уточном состоя нии, г/си

Воз» возрасте, МПа рвете, г/см

I I2

13 I 93

1,89

t,93

Эб

14

34

34

1,96

1,95 I 9á

1,95!

19,(известный) 23- 28,4"

24 36,0

1,651,80

П р и и е ч а н и е. Относительная влажность испыгываемык смесей 20,12.

Составитель М. Хитрова

Техред Д.Олийнык Корректор С. Шекмар

Редактор М. Недолуженко

Заказ 900

Тираж 433

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина, 101

t,66

1,71

1%72

1 ° 69

1,68

1,65 ! ° 65

11,5 25,9

9,9 25,1

13, 1 22,9

13 2 2 I е9

12,5 20,5

10 3 19,8

9,9 18 6

Предел пр очности при из гибе образцов,высушен" нык до постоянной массы, МПа

28,9

27,0

25,8

25,!

22,9

21 ° 7 20,1

0,91

0,96

0,94

0,89

0,86

0,83

0,81

1,33

1,26

1,21

1 ° 16

1909

1,00

0,88

l,615

6,324

7,352

6 ° 727

6,901

7935t

7 ° 211