Способ приготовления гипсобетонных изделий

 

Использование: в промышленности строительных материалов. Сущность изобретения: способ изготовления гипсобетонных изделий, включающий смешение полуводного гипса, мелкодисперсного железосодержащего отхода доменного производства , пористого заполнителя затворение водным раствором, содержащим бишофит, формование из полученной смеси изделий методом литья, предусматривает приготовление водного раствора путем введения бишофита в сточные нейтрализованные воды производства пенополистирола до получения раствора плотностью 1,08 г/см3 с последующей подачей щелочного стока производства капролактама из расчета получения водогипсового отношения 0,45-0,5, а затворение осуществляют до прекращения газовыделения. Прочность при сжатии гипсобетона 4.85 МПа в водонасыщенном состоянии, коэффициент размягчения 0,8. 1 табл. Известен способ приготовления гипсобетонных изделий, состоящий в перемешивании сухих компонентов вяжущего с пористым заполнителем (керамзитом) и последующим затворением сухой смеси водой в состав которой, перед затворением, вводится органический замедлитель схватывания в количестве 0,5-0,7% от массы вяжущего. Известным способом получена литая гипсобетонная смесь с подвижностью ОК 1 б см и на ее основе гипсобетон повышенной (Л С ч| Јь VJ Ь Ю О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э С 04 В 28/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ. СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4786840/ЗЗ (22) 25.01 .90 (46) 15.07,92. Бюл. М 26 (71) Тульский политехнический институт (72) В.И.Игнатов, М,И,Горбачева, Э.Г.Кратенко и А.Е.Маркин (53) 666.972(088,8) (56) Гершберг О.А; Технология бетонных и железобетонных иэделий. M.: 1965, с.156.

Разработка рекомендаций по номенклатуре иэделий из гипсобетона для жилых домов усадебного типа. — Отчет по научноисследовательской работе. Московский инженерно-строительный институт им.

В.В.Куйбышева, ОНИР ВНТИЦ, 1985, шифр

829 М 018400У1136. инв. 02840047662, с. 27-34.

Горбачева М,И., Кратенко 3.Г. Опыт получения водостойких мелкозернистых бетонов на основе вяжущего воздушного твердения, Сб. Работоспособность композиционных строительных материалов на основе и с применением отходов промыш: ленности местного сырья, Казань КХТН, 1987, с.106-110.

Изобретение относится к технологии .получения литых гипсобетонных изделий

: повышенной водостойкости на пористом за . полнителе, может найти применение как в. заводском производстве строительных из. делий, так и для изготовления стен жилых домов усадебного типа, хозяйственных и другого назначения построек.

Известен способ приготовления гипсобетонных изделий смещением вяжущего и заполнителей с последующим формованием. Ы,, 1747420 A l

2 (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГИПСОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Использование: в промйшленности строительных материалов. Сущность изобретения; способ изготовления гипсобетонных иэделий, включающий смешение полуводного гипса, мелкодисперсного железосодержащего отхода доменного производства, пористого заполнителя затворенйе водным раствором, содержащим бишофит, формование из полученной смеси изделий методом литья, предусматривает приготовление водного раствора путем введения бишофита в сточные нейтрализованные воды производства пенополистирола до получения раствора плотностью 1,08 г/см с последующей подачей щелочного стока производства капролактама из расчета получения водогипсового отношения 0,45 — 0,5, а затворение осуществляют до прекращения газовыделения. Прочность при сжатии гипсобетона 4,85 МПа в водонасыщенном состоянии; коэффициент размягчения 0,8.

1 табл, Известен способ приготовления гипсобетонных изделий, состоящий в перемешивании сухих компойентов" вяжущего с пористым заполнителем (керамзитом) и последующим затворением сухой смеси водой в состав которой, перед эатворением, вводится органический замедлитель схватывания в количестве 0,5-0,77 от массы вяжущего.

Известным способом получена литая гипсобетонная смесь с подвижностью ОК - 16 см и на ее основе гипсобетон повышенной

1747420 водостойкости с коэбфициентом размягчения Кразм, = 0,66 — 0,70, Изготовленный известным способом литой гипсобетона имеет повышенную водостой кость Краз 0,66 — 0,70 и высокую прочность образца гипсобетона, высушенного до постоянной массы, 9.2 — 13,2 МЯа. Наряду с указаннымМ достоинствами способа получения литого гипсобетона имеются и недостатки, ограничивающие его широкое применение: низкая подвижность бетонной смеси (СК = 16 см) при B/В = 0,57-0,60 и введенном замедлителе и пластификаторе

СДБ вколичестве 0,,5-0,7 от массы ГЦПВ; низкая прочность в разные сроки твердения, т,е. через 2 ч (2,1-2,6 МПа); низкая и негарантийная трещиностойкость при твердении вследствие образования минерала эттрингита; короткий срок начала ,схватывания (10 — 20 мин), что лимитирует применение способа для монолитного домостроения.

Наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату является способ приготовления гипсобетонных изделий, включающий смешение полуводного гипса, мел кодисперсного железосодержащего отхода доменного произвоДства, пористого заполнителя, затворение водным раствором, содержащим бишофит, формование из полученной смеси изделий методом литья.

Полученная этим способом гипсобетонная жесткая смесь имеет начало схватывания через 15-20 мин, а конец через

20 — 25 мин, в то время как полуводный гипс, типа Г4ПБ, принятый в известном способе приготовления бетонной смеси, имеет начало схватывания 8 мин, а конец 12 мин.

Известным способом получен из жесткой смеси гипсобетон повышенной водостойкости (Кр„= 0,75) и с прочностью через

2 ч и 28 сут твердения на воздухе соответственно 9,6 и 12,3 МПа.

Наряду с достоинствами известного способа получения гипсобетона из жесткой смеси имеются и существенные недостатки: не повышается прочность гипсобетона, в том числе и литого, в процессе его сушки при 50 C, т.е, если сформованный бетон через 2 ч с момента эатвердейия смеси поместить в сушильный вакуумный шкаф и сушить при 50+5 С до постоянной массы, то его прочность {в противоположность обычному гипсобетону) не увеличивается по отношению к первоначальной, лриобретенной после 2 ч пребывания на воздухе; на поверхности сухого гипсобетона появляются светлого тона высолы вследствие диффу2,3-2,8 (коллоидная взвесь)

0,15-0,17

0,10-0,15

0,1 — 0,12

9,5 — 11,0

45. NaCt

Ма2304

NaOH

Полистирол

Пол ивин иловый

-спирт ..

Вода

0,013 — 0,14

Остальное

В предлагаемом способе получения ли55 того гипсобетона повышенной водостойкости применяют компоненты со следующей их характеристикой.

Полуводный гипс Р-модификации типа

Г4ПБ с насыпной плотностью 980 Kr/M, Наэии избыточных молекул MgClp (не вступивших в реакцию образования нерастворимых соединений) на поверхность и последующей кристаллизации под влияни5 ем паров воды и переходов в кристаллогидрат М9С!2 6Н20.

Известный способ не пригоден для получения литого гипсобетона с фактическим водовяжущим отношением более 0.4, так

10 как резко снижается прочность в 2-2,5 раза и водостойкость, особенно в присутствии органических эффективных замедлителей схватывания, что лимитирует применение такого гипсобетона для монолитного домо15 строения или формование стеновых блоков методом литья.

Цель изобретения — увеличение прочности, исключение высолов при сохранении водостойкости.

20 Поставленная цель достигается тем, что способ приготовления гипсобетонных изделий, включающий смешение полуводного гипса, мелкодисперсного железосодержащего отхода доменного производства, пори25 стого заполнителя, затворение водным раствором, содержащим бишофит, формо-. вание иэ полученной смеси изделий методом литья, предусматривает приготовление водного раствора путем введения бишофи30 та в сточные нейтрализованные воды производства пенополистирола до получения раствора плотностью 1,08 г/см с последуз ющей подачей щелочного стока производства капролактама иэ расчета получения

35 водогипсового отношения 0,45 — 0,5, а после затворения осуществляют окончательное смешение до прекращения газовыделения.

Химический состав жидких нейтрализо- ванных сточных вод производства вспени40 вающегося пенополистирола включает компоненты при следующем их соотношении, мас,%;

М9(ОН)Р

1747420

2 — 3

3 — 4 чало схватывания 8, а конец 12 мин. Карбонатных примесей 6,2%, Желеэосодержащие мелкодисперсные отходы доменного производства.

Усредненный химический состав следующий, мас.%: SIOz 6,33-12,66; Alz0a 0,931,75; СаО 10,47 — 32,43; MgO 1,56-1,72; FeO

3,21-8,31; Fe 0,34 — 1,63; Ее20з 33,21 — 41,08;

МпО 0,065 — 0,90; PzOs 1,053 — 0,14; $0з 1,181,80; S 0,47-0,72; С 16,01 — 18,50; йа20+ IQO .1,173 — 0,32; TIOz 1,86 — 2,17. В качестве последних может применяться колошниковая пыль или сухой шлам газоочистки доменных печей, или агломерационные молотые высевки, получаемые из колошниковой пыли, шлама газоочистки путем агломерации. Все эти отходы имеют близкий химический и вещественный составы.

В предлагаемом составе можно приме. нять и смесь этих отходов в различных пропорциях, Гранулометрический состав железосодержащих отходов газоочистки доменных печей должен содержать не менее

50% фракции с диаметром частиц менее

0,135 мм и не менее 25% массовых фракций с диаметром частиц менее 0,14 мм. Максимальный размер диаметра остальных частиц не превышает 1,25 мм, Вещественный состав колошниковой пыли и шлама газоочистки доменных печей состоит из двух частей: руда 20-30 мас.% и агломерат 70 — 80 мас, j .

В состав руды входят следующие минералы, мас,%:

Свободная окись железа 46-48

Свободное железо 32-36

Закись железа 6 — 7

Глиноземсодержащие минералы

Гипс и магнезит

Полевой шпат, окисьтитана, соединения марганца и т,д. Остальное

В состав агломерата входят следующие минералы и частицы сплава, мас.%:

mCaOnFeO .70-75

Фаялит (FeSIOg) 2,5 — 3

Силикаты щелочно-земельных и щелочных металлов 2-3

Дегидратированные алюмосиликэты птА!20з nSIOz 1,5-2

Частички углерода 18 — 20

Примеси . Остальное

Используют керамэит с насыпной плотностью 442 и 700 кг/м и соответствующей маркой по прочности П 75 и П 100.

Гранулометрический состав керэмзита с преобладанием гранул с диаметром

10 мм 80 — 85, гранул с диаметром 20 мм 13-15%, с диаметром 5 мм 3-5% и с

5 диаметром 2,5 мм.не имелось, Органический замедлитель схватывания — жидкий отход произвбдства капролактама типа ЩСПК-М2 (щелочной сток производства капролактама) с плотностью

10 1,203 г/см . Цвет темно-коричневый с слаз бым запахом аммиака, нетоксичен. Технические условия на данный вид отходов находится в стадии разработки. Химический состав ЩСПК-М2 следующий, мэс,%:

15 Адипинат натрия 20,2

Лактам 6,5

Сернокислый натрий 7.5

Свободные щелочи 2,56

Вода Остальное

Жидкость затворения плотностью

1,08 r/ñì .

Получают смешиванием двух жидких веществ — жидких нейтрализованных сточ25 ных вод производства пенополистирола, имеющих плотность 1,014 г/см и соли магния — гидрооксихлоридэ магния (бишофита) — Mg Clz .6HzO.

Расход последнего регламентируется

30 требуемой плотностью получаемого ээтворителя 1,08 г/см . На 1 м жидких отходов производства пенополистирола с плотностью 1,014 г/см требуется 165 — 170 кг

М9СЬ 6Н20.

35 Способ получения литого гипсобетона может быть реализован по-разному, но обязательно вначале приготавливают мэгнийхлорсодержэщий раствор плотностью

1,08 г/см, который затем в количестве

40 0,76 — 0,85% от массы сухого вяжущего вводится жидкий органический замедлитель схватывания — отход производства капролактама ЩСПК. Полученным смешенным раствором затворяют смесь сухих компо45 нентов гипсобетона. Магйийхлорсодержащий раствор с плотностью 1.08 г/см приготавливают следующим способом. В большую емкость насосом подают жидкий отход произвбдства пенополистирола с

50 плотностью 1,014 г/см . В эту же емкость с . жидкими отходами засыпают соль магния

MgCIz.6HzO в количестве 165 — 179 кг/м иэ расчета получения общей плотности затворителя 1,68 г/см . При меньшей плотности

55 не достигается нужной водостойкости, а при увеличении наблюдаются высолы на поверхности готового гипсобетона, что противоречит цели изобретения. Перед эатворением сухой смеси в раствор подают

1747420 замедлитель схватывания. Раствор рекомендуется перед употреблением перемешать сжатым воздухом, подающимся через резиновый шланг.

-Предлагаемым спосо6ом получена литая гипсобетонная смесь на пористом заполнйтеле (керамзите) с соблюдением плотной упаковки. При этом на 1 м литой бетонной смеси расходуют 1 м керамзита с з ,насыпной плотностью озт 442 до 700 кг/м, з

Растворная часть 1 и литого гипсобетойа включает полуводного гипса типа Г4ПБ

765-800 кг; железосодержащих отходов доменных печей 23,7 — 24,4 кг; магнийхлорсодержащего затворителя с плотностью

1,08 г/см 378-399,6 кг (350-370 л); замедлителя схватывания ЩСПК-М2 с плотностью 1,203 г/см 6,015 — 7,22 кг (5 — 6 л); фактическое водовяжущее отношение

0,45-0,5, Пример 1. Для приготовления 20 л литой гипсобетонной смеси, содержащей в массовых долях: вяжущее:керамзит;(магнийхлорсодержащий раствор с плотностью

1,08 г/см + жидкий замедлитель схватывания с плотностью 1.203 г/смз) или сокращенно В:К:(Р+3) соответственно 1:0,56:0,48 с фактическим водовяжущим отношением

В/В = 0,45, вначале готовят магнийхлорсоздержащий раствор с плотностью 1,08 г/см, Для этого в 7 л жидких нейтрализованных отходов производства пенополистирола с плотностью 1,014 г/см вводят 1,15 кг гидз роксихлорида магния MgClz 6Hz0, который за 5 мин при перемешивании сжатым воздухом полностью растворяется и плотность раствора достигает 1,08 г/см, В з полученный объем 7,1 л магнийхлорсодержащего раствора (прирост обьема проис- ходит за счет химически связанной воды

MgClz 6HzO) вводят 0,1 л замедлителя охватывания ЩСПК-М2 плотностью 1,203 г/см, з что составляет в массовом количестве

0,1203 кг. Таким образом, общее количество раствора затворителя для 20 л гипсобетона составляет 7,688 кг, В другую лабораторную мешалку помещают 20 л керамзита с насыпной плотностью 442 кгlм, что Составляет в з массовом количестве 8,840 кг, а также вяжущее, состоящее иэ 15,3 (97 ) полуводного гипса и 0,474 кг (3 ) колошниковой пыли.

Керамзит и вяжущее в сухом виде перемешивают в течение 1,5 мин. В смесь сухих компонентов в количестве 24,614 кг после перемешивания в течение 1,5 мин вводят (беэ остановки смесителя) предварительно приготовленный раствор с замедлителем схватывания в количестве 7,688 кг, и перемешиваййе продолжают до прекращения выделения газов COz, т,е, в течение 4 мин.

Полученная литая бетонная смесь с подвижностью OK = 20 см схватывается через

45 мин. Фактическое водовяжущее от5 ношение данной опытной смеси составляет

0,45, так как в учет взята только вода, содержащая в жидких нейтрализованных отходах производства пенополистирола с плотностью 1,014 г/см, и вода, введенная с за10 медлителем схватывания ЩСПК-М2 и химически связанная в MgClz 6HzO. Из полученной литой гипсобетонной смеси формуют методом литья 18 образцов гипсобетона размером 10 х 10 х 10 см, Шесть образцов

15 испытывают на прочность через 2 ч с момента затворения, а остальные двенадцать помещают в вакуумный сушильный шкаф и сушат при 50й5 С до постоянной массы, Шесть сухих образцов испытывают на проч20 ность, а шесть остальных помещают на 2 ч в воду и также испытывают на прочность с целью определения коэффициента размягчения.

Данные испытаний приведены в табли25 це.

Высушенные образцы имеют гладкую поверхность без признаков высолов, Пример 2. Литую гипсобетонную смесь приготавливают по методике приме30 ра 1, но на 20 л смеси было принято: керамзита 20 л с насыпной плотностью 550 кг/м, т.е. общей массой 11 кг; полуводного гипса

15 кг 660 r; шлама газоочистки доменных печей 0,484 кг; магнийхлорсодержащего

35 раствора с плотностью 1,08 г/см 7,2 л (7,780 кг); замедлителя схватывания

ЩСПК-М2 0,110 л (0,132 кг), что обеспечивает получение литой бетонной смеси в соотношении массовых долей: В:K:(Ð+3) =

40 = 1:0,700:0,49, Водовяжущее отношение

В/В = 0,47;

Испытание свойств затвердевшего литого бетона, приготовленного предлагаемым способом; осуществлено по методике

45 примера 1.

Данные испытаний приведены в таблице.

Пример 3. Литой гипсобетон повышенной водастойкости приготавливают по известному способу, принятому за прото50 тип. Готовят 20 л литой бетонной смеси с расходом компонентов, кг: керамзит (20 л) с насыпной плотностью 442 кг/м 8,840; полуводный гипс ГНПБ 15,300; колошниковая пыль 0,376; каустический магнезит 0,158, 55 раствор хлористого магния плотностью

1,105 г/см 7,668, т.е, состав приготовляез мой литой бетонной смеси в массовых долях (В1:К:Р1) соответстве н но с оста в л я ет

1:0,56:0,48 при фактическом водовяжущем

1747420

Состав и соотйетствующие свойства литого гипсобетона, полученного известньее звявляемын способом

Плотность затворителя (без йСПКИ2), г/снт

Свойства литого гипсобетона

Свойства литой гнпсобетонной

Продолхительность перемешивания литой снеси, мин

Состав питом гипсобетонмой снеси

В:К:(P+3), мас.доли

Состав снеси

Водостойкость, козйнр. размягчения

К ю

Предел прочности при сиатии, Ийа

Наличие высолов на поверхности

Сроки схватывания, н м

Подвихность бетонной снеси, 0К, см еа ктич. водовяиущее отнощение.

В/В водонасыщенних Rсе сухих, В тхз через

2 ч, Кое, начало конец се ъ с:и т

1,09

l,08

1,08

1,08

1,07

0,43

0,45

0,47

0,50

0,52

32

36

68

40 16

48 22

58

72 20

75 21

1 1:0,54:0,46

2 1:0,56:0,48

3 110,70:0,49

4 1:0,87:0,51

5 1:0,88:0,53

6 (B,:Ê:Р,) (npo-1:0,056:0,48 тотип) 4,05

6,39

5,95

6,28

6,0

2,1

4,89

4,76

4,9

4,70

0,50

0,76

0,80

0,78

0,78

Есть

Нет

3,9

4,7

4,5

5,)

5,2

91 и

412 . 410 308 075 Есть

0,43 25 30 16

1,105 2 ь

Иассовые доли:  — вянущего, содерхащего 97 мас.4 полуводного гипса и 3 нас.2 иелезосодериащих отходов доменного.производства, К - керанзита, P - иагнийхлорсодермащего раствора с плотностью 1,08 г/смз, щСПК-П2 с плотностью 1,203 г/смз; вь

Иассовые доли: В, - вянущего, содеряащего 97 мас.2 полуводиого гипса, 22 щелезосодерхащих отходов доменного производства;

P, - раствора гидрокснда нагния, В, включает 1 мас.2 НВО - замедлитель схватывания, Составитель Ф. Сорина

Редактор H. Киштулинец Техред M.Mîðãåíòàë Корректор И. Муска

Заказ 2470 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/S

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

9 отношении В/В = 0,43, так как концентрация раствора по расходу твердой соли

МоС!2 составляет 12 . Отдозированные компоненты вяжущего 15,300 кг (971) ) полуводного гипса, 0,316 кг(2 ) колошниковой 5 пыли, 0,156 кг(1 ) каустического магнезита . и 8,840 кг керамзита помещают в лабораторный смеситель и перемешивают в течение 2 мин, а затем в смесйтель вводят раствор гидрооксихлорида магния MgClz 6HzO 10 плотностью 1,105 г/см в количестве 7,668 кг (7,56 л) и перемешивание продолжают еще 2 мин, Начало схватывания гипсобетонной смеси наступает через 25 мин. Из полученной бетонной смеси с подвижно- 15 сть о ОК = 16 см формуют методом литья 18. образцов литого гипсобетона, которые испытывают по методике, приведенной в примере 1.

Результаты испытаний приведены в таблице, При использовании предлагаемого способа получения литой гипсобетонной смеси утилиэирук1тся железосодержащие отходы 25 доменного производства и жидкие отхоДы производства пенополистирола, обеспечивается гарантийная трещиностойкость при твердении, так как не образуется зттрингита, т.е. потери брака снижаются на 30 — 40 .

Формула изобретения

Способ приготовления гипсобетонных изделий, включающий смешение полуводного r487)ca; мелкодисперсного железосодержащего отхода доменного производства, пористого заполнителя, эатворение водным раствором, содержащим бишофит, формование из полученной смеси иэделий методом литья, отличающийся тем, что, с целью увеличения прочности, исключения высолов при сохранении водостойкости,. водный раствор готовят путем введения бишофита в сточные нейтрализованные воды производства пенополистирола до получения раствора плотностью 1,08 г/см с последующей подачей в него щелочного стока производства кап ролактама из расчета получения водогипсового отношения 0,45-0.5, а затворение осуществляют до прекращения газовыделения,