Сырьевая смесь для изготовления магнезиального вяжущего

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно, к производству минерального вяжущего (В) магнезиального состава, используемого для производства древесно-минеральных (ДМ) строительных изделий. Технический результат, достигаемый при использовании изобретения - сокращение сроков схватывания и повышение адгезии к древесине. Сырьевая смесь для изготовления В содержит, мас.%: доломит - 4-80, серпентизированный ультрабазит - 20-60. Сроки схватывания В: начало 1 ч 20 мин - 3 ч 36 мин, конец 2 ч 10 мин - 5 ч 20 мин. Предел прочности при изгибе ДМ балочек размером 100 х 15 х 10 мм, 8,4 - 16,7 н/мм². 3 табл.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к производству минерального вяжущего магнезиального состава, используемого для производства древесно-минеральных строительных изделий.

Известна сырьевая смесь для изготовления магнезиального огнеупорного вяжущего, включающая, мас. доломит 28-42, активизирующую добавку 5-10 и технический глинозем остальное. При этом активизирующая добавка содержит, мас.

Mg(OH)₂ 5-10, MgCl₂ 3-5, MgSO₄ 2,5 MgO - остальное (1).

Недостатками известной сырьевой смеси является то, что вяжущее на ее основе имеет очень короткие сроки схватывания и пониженную адгезию к древесине.

Наиболее близкой к предлагаемой является сырьевая смесь для изготовления магнезиального вяжущего, включающая, мас. доломитовый компонент в виде доломитовой извести 10-20 и магнийсодержащую породу в виде отходов обогащения талькомагнезитовых пород (2).

Недостатком данной сырьевой смеси являются относительно длинные сроки схватывания получаемого вяжущего (4-6 ч). Кроме того, наличие в составе смеси примеси талька снижает адгезию вяжущего к древесине, что затрудняет его использование для производства древесно-минеральных строительных изделий, в частности, ксилолита.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении качестве магнезиального вяжущего для производства ксилолита.

Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в сокращении сроков схватывания и повышении адгезии к древесине.

Для достижения указанного технического результата сырьевая смесь для изготовления магнезиального вяжущего, включающая доломитовый компонент и магнийсодержащую породу, в качестве доломитового компонента содержит сырой доломит, а в качестве магнийсодержащей породы серпентизированный ультрабазит, при следующим соотношении компонентов, мас.

сырой доломит 40 80 серпентизированный ультрабазит 20 60.

Серпентизированный ультрабазит это горная порода или техногенный продукт магнезиальносиликатного состава, содержащая не менее 40 мас. гидросиликата магния 3 MgO 2SiO₂ · 2H₂O-серпентина. К группе серпентинизированных ультрабазитов относятся дуниты, серпентиниты, гарцбургиты, верлиты, а также отходы обогащения асбеста, хромитовой руды и других полезных ископаемых.

Сочетание сырого доломита и серпентизированного ультрабазита в составе сырьевой смеси позволяет целенаправленно регулировать вяжущие и адгезионные свойства магнезиального вяжущего, а именно сроки твердения и прочность сцепления с древесиной.

При обжиге предлагаемой сырьевой смеси происходят процессы декарбонизации и дегидратации ингредиентов, обуславливающие образование гидравлически активных соединений: оксида магния и метасерпентина. Получаемый в результате термообработки сырьевой смеси цемент имеет сложный известково-магнезиально-силикатно-карбонатный состав. Специфика химико-минерального состава цемента предопределяет его вяжущие и адгезионные свойства.

При содержании в смеси доломита менее 40 мас. содержание активного оксида магния недостаточно для ускоренного твердения цемента и прочности его сцепления с древесиной при изготовлении ксилолита. Если содержание сырого доломита в сырьевой смеси превышает 80 мас. цемент имеет повышенное содержание соединений кальция CaCO₃ и CaO, что отрицательно влияет на прочностные и адгезионные свойства цемента и его композиций с органическими заполнителями.

Использование серпентинизированного ультрабазита в сочетании с сырым доломитом для получения магнезиального вяжущего неизвестно из опубликованных источников и позволяет получить новый технический результат.

Изобретение поясняется следующими примерами выполнения.

Для получения патентуемой сырьевой смеси использовали сырой бакальский доломит и серпентинизированные ультрабазиты в виде соловьевогорского серпентинизированного дунита, серпентинита Баженовского месторождения и асбоотходов комбината "Ураласбест", для получения известной смеси отходы обогащения талькомагнезитовых руд Шабровского талькового комбината и доломитовую известь.

Химический состав компонентов смеси приведен в табл.1.

Вещественный состав сырьевых смесей приведен в табл.2.

Указанные смеси подвергали обжигу при температуре 780^oC в течение 2 ч. охлаждали и измельчали до удельной поверхности 400 м²/кг, после чего полученный продукт (цемент) готов для использования.

Для приготовления цементного теста полученные цементы затворяли раствором хлористого магния плотностью 1,20 г/см³ при водоцементном отношении 0,3.

Сроки схватывания определяли на приборе Вика по ГОСТ 1216-87.

Для определения прочности вяжущего из жидкоподвижного цементного теста методом заливки изготовляли образцы-цилиндры диаметром 36 мм и высотой 50 мм, которые после отверждения и выдержки в течение 7 и 28 суток подвергали испытаниям по ГОСТ 3071-80. У части образцов после отверждения была определена открытая пористость по ГОСТ 2409-80.

Адгезию к древесине оценивали по пределу прочности на изгиб древесно-минеральных образцов-балочек размерами 100х10х15 мм (методика СостИО МИ 14-34-51-127-87).

Для изготовления балочек в полученные цементы добавляли древесно-стружечную биомассу, тщательно перемешивали и затворяли раствором хлористого магния, плотностью 1,20 г/см³, при следующем соотношении компонентов, мас.

биомасса 52 цемент 27 водный раствор хлористого магния 21 Полученную жидкоподвижную массу заливали в формы и выдерживали до затвердевания.

Свойства сырьевых смесей и образцов, изготовленных на их основе, приведены в табл.3.

Из табл.3 видно, что патентуемые смеси (составы 1 9) имеют более короткие сроки схватывания; так, схватывание начинается на 34 мин 2 ч. 50 мин быстрее, чем у известной смеси, а заканчивается раньше на 1 ч. 50 мин 4 ч. 15 мин. Предел прочности при изгибе при использовании заявленной смеси повышается в 1,6-3,0 раза, что свидетельствует о лучшей адгезии ее к древесине.

Прочность при сжатии достаточная для получения прочных древесно-минеральных изделий, а открытая пористость в пределах 9,5-17,5% указывает на хорошую структуру получаемого материала.

Использование изобретения позволит расширить сырьевую базу производства магнезиального цемента и улучшить качество изготовляемых на его основе изделий.

Формула изобретения

Сырьевая смесь для изготовления магнезиального вяжущего, включающая магнийсодержащую горную породу, отличающаяся тем, что в качестве вышеуказанной горной породы она содержит доломит и серпентинизированный ультрабазит при следующем соотношении компонентов, в мас.

Доломит 40 80 Серпентинизированный ультрабазит 20 60т

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3