Способ получения водостойкого композиционного изделия (варианты) и композиционное изделие, полученное этим способом
Владельцы патента RU 2375386:
Общество с ограниченной ответственностью "Преображение" (RU)
Группа изобретений относится к химической промышленности и промышленности стройматериалов, в т.ч. гипсовых полимерных изделий. Один из вариантов способа получения изделия включает предварительное приготовление гидрофобизирующей комплексной модифицирующей добавки путем интенсивного перемешивания водных растворов триполифосфота натрия, адипината натрия, полиметилсиликоната калия и фосфогипса, с получением in situ полиметилсиликоната кальция и пеногасителя, смешение ее до получения однородной массы с водой затворения при их интенсивном перемешивании с гипсовым вяжущим (высокопрочным, строительным, ангидритовым вяжущим, их смесью) и, при необходимости, с измельченным наполнителем и формование изделия. Представлены также другие варианты - способы получения водостойких композиционных изделий и полученное композиционное изделие. Достигается повышение долговечности и улучшение эксплуатационных характеристик изделий. 4 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к химической промышленности и промышленности стройматериалов, а также к области получения различных декоративных изделий и, в частности, касается получения гипсополимерных изделий.
Гипс как ангидрит или полугидрат в течение длительного времени является, благодаря способности связываться с водой, ценным сырьем с многими интересными свойствами, например, незначительной усадкой, огнестойкостью, а также характеризуется нейтральным значением рН по отверждении. Также при обессировании дымовых газов в настоящее время получаются большие количества гипса, которые могут быть приемлемы для окружающей среды.
Недостатком связанного гипсового раствора, гипсовых бесшовных полов и гипсовых покрытий является однако, например, относительно незначительная водостойкость этих систем.
Из SU 1191437, 15.11.1985 известен способ изготовления композиционного материала из гипсовой смеси, включающий перемешивание тонкомолотого гипсового вяжущего, метилцеллюлозы, замедлителя схватывания (одного из группы: карбоксиметилцеллюлоза, триполифосфат натрия, нитрилометилфосфоновая кислота или ее соли, бура, автолизат кормовых дрожжей, сополимер карбоновой кислоты с формальдегидом) и водного раствора поверхностно-активного вещества (одного из группы: первичные или вторичные алкилсульфаты, сульфонол). При этом в качестве гипсового вяжущего используют грудодисперсные полугидрат сульфата кальция или ангидрит, смешивают их с метилцеллюлозой, замедлителем схватывания и водным раствором поверхностно-активного вещества с концентрацией 20-30 мас.% в соотношении от 3,76:1:0,2:0,04 до 37,8:1:2:0,2 и подвергают тонкому помолу до остатка на сите 02 0,5-30 мас.%, а затем полученную смесь вводят в тонкомолотое гипсовое вяжущее в количестве 1-6 мас.%. Данный способ позволяет повысить водоудерживающую способность гипсовой смеси.
Из SU 1616977, 30.12.1990 известен способ получения композиционных материалов на основе гипсового вяжущего (α- или β-полугидрат сульфата кальция марки Г-6) из смеси, содержащей это гипсовое вяжущее, Na-карбоксиметилцеллюлозу, триполифосфат натрия, анионное поверхностно-активное вещество и минеральный наполнитель, при этом она содержит в качестве анионного наполнителя поверхностно-активного вещества твердые молотые лигносульфонаты, а в качестве минериального наполнителя - бетонит или каолин. Гипсовая суспензия, полученная из этой смеси, имеет повышенную жизнеспособность, а водоудерживающая способность находится в пределах 99,0-99,2%.
Из SU 1728160, 23.04.1992 известен способ получения конструкционно-теплоизоляционного материала на основе гипсового вяжущего. 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/м3, прочность при сжатии 1,55-1,7 МПа, при изгибе 0,6-1,1 МПа, к.к.к.к 1,2-1,65, усадка 0,1-0,7%, продолжительность сушки 22-30 часов, имеет уменьшенную усадку.
Из RU 2260572, 20.09.2005, известно композиционное изделие, полученное на основе гипсового вяжущего и добавки для модификации гипса, в частности, изделие получают из смеси, содержащей в мас.%:
| 1. гипсовое вяжущее - полуводный гипс | 70 |
| 2. добавка для модификации гипса | 30 |
При этом добавка следующего состава (% по массе):
| 1. гидравлическое вяжущее, портландцемент | 87,9 |
| 2. активный минеральный компонент, микрокремнезем | 10 |
| 3. суперпластификатор на основе поликарбоксилатов | 1 |
| 4. замедлитель твердения гипса, винная кислота натуральная | 0,1 |
| 5. водорастворимый эфир целлюлозы, гидроксиэтилцеллюлозы | 1 |
Полученный состав обладает повышенной морозостойкостью и прочностью, следовательно, расширяется сфера использования за счет возможности восприятия больших внешних нагрузок и смеси, при этом значение удельной поверхности добавки равно 4000 м2/кг. Таким образом, значительно улучшаются технологические характеристики.
Из RU 2084416, 20.07.1997 известен также способ изготовления декоративных строительных изделий и/или декоративных покрытий путем смешивания с водой вяжущего, содержащего портландцементный клинкер, твердый модификатор, состоящий из органического водопонижающего вещества и ускорителя твердения, активные минеральные добавки и/или наполнители и гипс, пигменты, заполнители, функциональные добавки, выдерживания полученной смеси с последующей ее укладкой, формовкой, уплотнением и термообработкой и полученную после перемешивания смесь выдерживают до достижения постоянной концентрации органического водопонижающего компонента модификатора в жидкой фазе смеси. В известном способе используют модификатор, содержащий в качестве органического водопонижающего компонента поликонденсат нафталинсульфокислоты с формальдегидом, и сульфат натрия в соотношении по массе 15:1 - 1:1 соответственно; в качестве функциональных добавок используют ускорители твердения, например, сульфат алюминия и/или замедлители схватывания, например, лактоны и/или гидрофобизирующие добавки, например, высшие жирные кислоты и их соли и/или уплотняющие добавки, например, сульфат железа (III) или микрокремнезем; в качестве активных минеральных добавок используют по крайней мере компонент из группы: доменный гранулированный шлак, летучие золы, природные пуццоланы (трассы, вулканический пепел), в качестве наполнителей используют по крайней мере компонент из группы: известняк, белый кварцевый песок, карбонатный песок. Известный способ позволяет повысить прочность декоративного бетона и его стойкость против физической и химической агрессии окружающей среды, предотвратить образование выцветов, образовывать и в течение длительного срока сохранять отчетливые рельефные, цветовые и тональные контрасты на поверхности изделий и/или покрытий.
Из RU 2160239, 10.12.2000 известен способ изготовления архитектурно-строительных изделий путем перемешивания в смесителе гипсового вяжущего, структурообразующей добавки, смолы аминоальдегидной группы, кислотного отвердителя и наполнителя с последующим формованием изделия и его выдержкой, компоненты смеси применяют при следующих соотношениях, мас.%: наполнитель 22,0-45,0, волокнистый материал 2,0-8,0, структурообразующая добавка 0,6-6,5%, смола аминоальдегидной группы 15,0-30,0, кислотный отвердитель 0,3-1,5, гипсовое вяжущее - остальное, причем количество кислотного отвердителя предварительно определяют по кислотному показателю рН смеси, величину которого устанавливают в пределах 2,5-3,5, при этом сначала в неработающий смеситель загружают смолу и структурообразующую добавку, затем его включают и подают сразу весь объем наполнителя в течение 45-75 с - гипсовое вяжущее. После чего загружают в работающий смеситель кислотный отвердитель и подвергают все компоненты смеси дополнительному перемешиванию в течение 25-35 с, после чего заливают композицию в формы и через 15-20 мин после заливки по окончании схватывания изделия их расформовывают и отправляют на дозревание. Изделия выдерживают при температуре 15-20° и влажности воздуха не более 80% в течение 5-7 суток или подвергают тепловой обработке при 60-70° в течение 12-14 часов. В смесь могут вводить волокнистый материал. Технический результат - повышение однородности смеси, ее удобоукладываемости и увеличения прочности затвердевшей композиции.
Технической задачей заявленного изобретения является повышение прочности, водостойкости, морозостойкости изделия, а также снижение водопоглощения и размываемости гипсовых изделий под действием потоков воды, что в целом приводит к повышению долговечности изделий на основе гипсового вяжущего.
Поставленная техническая задача достигается заявленной группой изобретений, в которую входят способ получения водостойкого композиционного изделия на основе гипсового вяжущего (и его варианты) и само композиционное изделие из гипса, полученное способом, являющимся одним из изобретений заявленной группы.
Итак, поставленная техническая задача достигается способом получения водостойкого композиционного изделия на основе гипсового вяжущего, включающим предварительное приготовление гидрофобизирующей комплексной модифицирующей добавки, последующее смешение ее до получения однородной массы с водой затворения при интенсивном их перемешивании и гипсовым вяжущим, выбранным из группы, включающей строительное, высокопрочное гипсовое вяжущее, ангидритовое вяжущее, их смесь и, при необходимости, с измельченным наполнителем и дальнейшее формование изделия, при этом гидрофобизирующую добавку готовят при интенсивном перемешивании водных растворов триполифосфата натрия, адипината натрия, полиметилсиликоната калия и фосфогипса, с получением in situ полиметилсиликоната кальция и пеногасителя.
Техническая задача достигается также и другим способом получения водостойкого композиционного изделия на основе гипсового вяжущего, включающим предварительное приготовление пастообразной пластифицирующей добавки, последующее смешение ее при интенсивном перемешивании до получения однородной массы с водой затворения и гипсовым вяжущим, выбранным из группы, включающей строительное, высокопрочное гипсовое вяжущее, ангидритовое вяжущее, их смесь и, при необходимости, с измельченным наполнителем и дальнейшее формование изделия, при этом пластифицирующую добавку готовят при интенсивном перемешивании водных растворов поликарбоксилата натрия, карбамида, глюконата натрия и порошкообразного гидроксида кальция.
Техническая задача достигается также еще одним способом, входящим в заявленную группу изобретений, и представляющий собой способ получения водостойкого изделия композиционного на основе гипсового вяжущего, включающий предварительное приготовление гидрофобизирующей комплексной добавки и пастообразной пластифицирующей добавки, последующее смешение их в соотношении 1:1 с получением полифункциональной добавки модифицирующей, смешение полученной добавки при интенсивном их перемешивании до получения однородной массы с водой затворения и гипсовым вяжущим, выбранным из группы, включающей строительное, высокопрочное гипсовое вяжущее, ангидритовое вяжущее, их смесь, а также при необходимости с измельченным наполнителем и последующее формование изделия, при этом гидрофобизирующую добавку готовят при интенсивном перемешивании водных растворов триполифосфота натрия, адипината натрия, а также полиметилсиликоната калия и фосфогипса, с получением in situ полиметилсиликоната кальция и пеногасителя трибутилфосфата, а пластифицирующую добавку готовят при интенсивном перемешивании водных растворов поликарбоксилата натрия, карбамида, глюконата натрия и порошкообразного гидроксида кальция.
При осуществлении всех вариантов способа получения водостойкого композиционного изделия на основе гипсового вяжущего по изобретению в качестве наполнителя используют измельченные карбонатный наполнитель, например известняковый, песок, доломитовую муку, алюмосиликатный наполнитель, например, алюмосиликатный песок, гнейсовый или гранитный отсев, тонкоизмельченный керамзит, кремнеземсодержащий наполнитель из горных пород, например кварцевый песок, кварцевую пыль.
Поставленная техническая задача достигается также и изобретением, входящим в заявленную группу изобретений, представляющим собой изделие из композиционного гипсового материала на основе гипсового вяжущего, полученного одним из способов заявленной группы и выполненной из композиции, включающей гипсовое вяжущее, добавку, при необходимости измельченный наполнитель и воду при следующем соотношении компонентов в мас.%:
| Гипсовое вяжущее | 20,0-90,0 |
| Добавка | 1,8-9,0 |
| Наполнитель | 0,00-60,0 |
| Вода | остальное |
при этом в качестве добавки композиция содержит гидрофобизирующую комплексную модифицирующую добавку состава в мас.%:
| триполифосфат натрия | 0,5-3,5 |
| адипинаты натрия | 0,35-2,5 |
| полиметилсиликонат калия | 10,0-22,5 |
| фосфогипс | 4,0-47,0 |
| пеногаситель трибутилфосфат | 0,04-0,2 |
| вода | остальное |
или пастообразную пластифицирующую добавку состава в мас.%:
| поликарбоксилат натрия | 4,5-14,0 |
| карбамид | 2,4-4,5 |
| глюконат натрия | 0,005-0,04 |
| порошкообразный гидроксид кальция | 48,0-80,0 |
| вода | остальное |
или смесь указанных гидрофобизирующей и пластифицирующей добавок при соотношении их 1:1 с получением полифункциональной добавки.
В заявленной группе изобретения в качестве пеногасителя используют трибутилфосфат, в качестве гипсового вяжущего используют строительное гипсовое вяжущее (высокопрочное гипсовое вяжущее), например, марок Г7 (Г-16), ангидритовое гипсовое вяжущее, например, вяжущее АГ-200.
Ниже представлены конкретные примеры, иллюстрирующие изобретение, но не ограничивающие его, при этом в примерах 1-10 используют в качестве пеногасителя - трибутилфосфат, в качестве гипсового вяжущего - гипсовое вяжущее марки Г16, в примерах 1-10 в качестве пеногасителя используют трибутилфосфат, в качестве гипсового вяжущего - гипсовое вяжущее марок Г7.
ПРИМЕР 1. В емкости предварительно готовили модифицирующую гипс добавку смешиванием 80 г раствора полиметилсиликоната калия (40 г сухого основного вещества) и 15 г фосфогипса, перемешивание вели до образования коллоидного соединения полиметилсиликоната кальция, к нему добавляли при перемешивании 100 г раствора, содержащего 300 г/л карбамида (30,0 г), 120 г раствора, содержащего 380 г/л поли-R-карбоксилата натрия (45,6 г), 20 г раствора, содержащего 600 г/л триполифосфата натрия (12 г), 30 г раствора, содержащего 300 г/л адипината натрия (9,0 г) и 0,5 г пеногасителя - трибутилфосфата. Получили продукт - модифицирующую добавку массой 360,5 г, содержащую 140 г сухого вещества.
В другой емкости предварительно готовили пастообразный пластификатор смешиванием 150 г раствора, содержащего 380 г/л поли-R-карбоксилата натрия (57 г), 100 г раствора, содержащего 300 г/л карбамида (30 г), и 5 г раствора, содержащего 100 г/л глюконата натрия (0,5 г), к полученному раствору добавляли при перемешивании 1000 г порошкообразного гидроксида кальция до получения равномерной пастообразной суспензии. Всего получилось пастообразного пластификатора 1255 г; в том числе 167,5 г воды.
Полученные гидрофобизирующую добавку и пастообразный пластификатор смешивали в равных массах при постоянном перемешивании для получения равномерной массы суспензированной полифункциональной модифицирующей гипс добавки. Всего получилось добавки 1615 г; в том числе 388 г воды.
Модифицирующую гипс добавку в количестве 807,5 г помещали в емкость с 1000 г воды и при интенсивном перемешивании последовательно добавляли 5000 г гипсового вяжущего марки Г16, получая при перемешивании однородную легкоподвижную суспензию, и 5000 г кварцевого песка до однородной массы.
Приготовленную таким образом суспензионную массу композиционного материала выливали в формы изделий и формы опытных образцов для испытаний. Измеряли по ГОСТу расплыв композиционной массы и время схватывания суспензии при водогипсовом отношении (В/Г), равном 0,23.
По затвердении изделия и опытных образцов их испытывали на устойчивость к размыванию, водопоглощение, водостойкость, прочность на сжатие и изгиб и морозостойкость по ГОСТ 23789-79, 10060.0-95, 8462-85. Результаты испытаний приведены в табл.2 (в конце описания).
| Гипсовое вяжущее - 5000 г | - 41,7% |
| Кварцевый песок - 5000 г | - 41,7% |
| Модифицирующая добавка - 807,5 г. | - 6,8% |
| Вода - 1140 г | - 9,6% |
| Состав комплексного гидрофобизирующего компонента: | |
| Полиметилсиликонат кальция | - 26,3% |
| Триполифосфат натрия | - 3,3% |
| Адипинат натрия | - 2,5% |
| Пеногаситель | - 0,14% |
| Вода | - остальное |
| Состав пастообразного пластификатоpa: | |
| Гидроксид кальция | - 79,6% |
| Поли-R-карбоксилат натрия | - 4,5% |
| Карбамид | - 2,4% |
| Глюконат натрия | - 0,04% |
| Вода | - остальное |
| Состав суспензированной полифункциональной модифицирующей гипс добавки: | |
| Гидроксид кальция | - 30,9% |
| Полиметилсиликонат кальция | - 2,9% |
| Триполифосфат натрия | - 0,37% |
| Адипинат натрия | - 0,28% |
| Пеногаситель | - 0,02% |
| Поли-R-карбоксилат натрия | - 1,7% |
| Карбамид | - 0,9% |
| Глюконат натрия | - 0,01% |
| Вода | - остальное |
ПРИМЕР 2. В емкости предварительно готовили гидрофобизирующий комплексный компонент смешиванием 160 г раствора полиметилсиликоната калия (80 г) и 200 г фосфогипса, 60 г раствора, содержащего 100 г/л триполифосфата натрия (6 г), 5 г раствора содержащего 300 г/л адипината натрия (1,5 г) и 0,5 г (0,5 г) пеногасителя-трибутилфосфата, перемешивание вели до образования коллоидного соединения полиметилсиликоната кальция. Всего получилось раствора гидрофобизатора 425,5 г; в том числе воды 137,5 г.
В другой емкости предварительно готовили пастообразный пластификатор смешиванием 150 г раствора, содержащего 380 г/л поли-R-карбоксилата натрия (57 г), 100 г раствора, содержащего 300 г/л карбамида (30 г), и 5 г раствора, содержащего 100 г/л глюконата натрия (0,5 г), к полученному раствору добавляли при перемешивании 1000 г порошкообразного гидроксида кальция до получения равномерной пастообразной суспензии. Всего получилось пастообразного пластификатора 1255 г; в том числе 167,5 г воды.
Полученные гидрофобизирующий комплексный компонент и пастообразный пластификатор смешивали в равных объемах при постоянном перемешивании до получения равномерной массы суспензированной полифункциональной модифицирующей гипс добавки. Всего получилось модифицирующей гипс добавки 1680,5 г; в том числе 305 г воды.
Модифицирующую гипс добавку в количестве 840 г помещали в емкость с 1000 г воды и при интенсивном перемешивании последовательно добавляли 5000 г гипсового вяжущего марки Г7, получая при перемешивании однородную легкоподвижную суспензию, и 5000 г известнякового песка до однородной массы. Приготовленную таким образом суспензионную массу композиционного материала выливали в формы изделий и формы опытных образцов для испытаний. Измеряли расплыв композиционной массы и время схватывания по ГОСТу суспензии при водогипсовом отношении (В/Г), равном 0,23.
По затвердении изделия и опытных образцов их испытывали на устойчивость к размыванию, водопоглощение, водостойкость, прочность на сжатие и изгиб и морозостойкость по ГОСТ 23789-79, 10060.0-95, 8462-85. Результаты испытаний приведены в табл.2.
| Гипсовое вяжущее - 5000 г | - 41,7% |
| Известняковый песок - 5000 г | - 41,7% |
| Модифицирующая добавка - 840 г. | - 7,0% |
| Вода - 1150 г | - 9,59% |
| Состав комплексного гидрофобизирующего компонента: | |
| Полиметилсиликонат кальция | - 35,2,0% |
| Триполифосфат натрия | - 1,4% |
| Адипинат натрия | - 0,35% |
| Пеногаситель | - 0,12% |
| Вода | остальное |
| Состав пастообразного пластификатора: | |
| Гидроксид кальция | - 79,7% |
| Поли-R-карбоксилат натрия | - 4,5% |
| Карбамид | - 2,4% |
| Глюконат натрия | - 0,04% |
| Вода | - остальное |
| Состав суспензированной полифункциональной модифицирующей гипс добавки: | |
| Гидроксид кальция | - 29,8% |
| Полиметилсиликонат кальция | - 4,46% |
| Триполифосфат натрия | - 0,18% |
| Пеногаситель | - 0,03% |
| Поли-R-карбоксилат натрия | - 1,7% |
| Карбамид | - 0,9% |
| Адипинат натрия | - 0,04% |
| Глюконат натрия | - 0,02% |
| Вода | - остальное |
ПРИМЕР 3. В емкости предварительно готовили комплексный гидрофобизирующий компонент смешиванием 80 г раствора полиметилсиликоната калия (40 г) и 150 г фосфогипса, 60 г раствора, содержащего 100 г/л триполифосфата натрия (6 г), 5 г раствора, содержащего 300 г/л адипината натрия (1,5 г) и 0,5 г (0,5 г) пеногасителя-трибутилфосфата, перемешивание вели до образования коллоидного соединения полиметилсиликоната кальция. Всего получилось раствора гидрофобизатора 295,5 г; в том числе воды 197,5 г.
Полученный комплексный гидрофобизирующий компонент в количестве 148 г помещали в емкость с 600 г воды и при интенсивном перемешивании последовательно добавляли 5000 г гипсового вяжущего марки Г16, получая при перемешивании однородную легкоподвижную суспензию. Приготовленную таким образом суспензионную массу композиционного материала выливали в формы изделий и формы опытных образцов для испытаний. Далее как в примере 1.
| Гипсовое вяжущее - 5000 г | 85,5% |
| Гидрофобизирующий компонент - 148 г | 2,5% |
| Вода - 698 г | 11,9% |
| Состав комплексного гидрофобизирующего компонента: | |
| Полиметилсиликонат кальция | - 30,4% |
| Триполифосфат натрия | - 2,0% |
| Адипинат натрия | - 0,5 |
| Пеногаситель | - 0,17% |
| Вода | - остальное |
ПРИМЕР 4. В емкости предварительно готовили комплексный гидрофобизирующий компонент смешиванием 180 г раствора полиметилсиликоната калия (90 г) и 250 г фосфогипса, 100 г раствора, содержащего 100 г/л триполифосфата натрия (10 г), 10 г раствора, содержащего 300 г/л адипината натрия (3 г) и 0,5 г (0,5 г) пеногасителя, перемешивание вели до образования коллоидного соединения полиметилсиликоната кальция. Всего получилось раствора гидрофобизатора 540,5 г; в том числе воды 357 г.
Полученнуе гидрофобизирующую добавку в количестве 270 г помещали в емкость с 600 г воды и при интенсивном перемешивании последовательно добавляли 5000 г гипсового вяжущего марки Г 7, получая при перемешивании однородную легкоподвижную суспензию. Приготовленную таким образом суспензионную массу композиционного материала выливали в формы изделий и формы опытных образцов для испытаний. Далее как в примере 1.
| Гипсовое вяжущее - 5000 г | 82,7% |
| Гидрофобизирующая добавка - 270 г. | 4,5% |
| Вода - 778 г | 12,9 |
| Состав комплексного гидрофобизирующего компонента: | |
| Полиметилсиликонат кальция | - 31,4% |
| Триполифосфат натрия | - 1,82% |
| Адипинат натрия | 0,55% |
| Пеногаситель | - 0,09% |
| Вода | - остальное |
ПРИМЕР 5. В емкости предварительно готовили комплексный гидрофобизирующий компонент смешиванием 500 г раствора полиметилсиликоната калия (250 г) и 400 г фосфогипса, 200 г раствора, содержащего 100 г/л триполифосфата натрия (20 г), 10 г раствора, содержащего 300 г/л адипината натрия (3 г) и 0,5 г (0,5 г) пеногасителя, перемешивание вели до образования коллоидного соединения полиметилсиликоната кальция. Всего получилось раствора гидрофобизатора 1110,5 г; в том числе воды 687 г.
Полученный гидрофобизирующий компонент в количестве 278 г помещали в емкость с 800 г воды и при интенсивном перемешивании последовательно добавляли 5000 г гипсового вяжущего, получая при перемешивании однородную легкоподвижную суспензию. Приготовленную таким образом суспензионную массу композиционного материала выливали в формы изделий и формы опытных образцов для испытаний. Далее как в примере 1.
| Гипсовое вяжущее - 5000 г | 80,0% |
| Гидрофобизирующая добавка - 278 г. | 4,4% |
| Вода - 972 г | 15,5% |
| Состав комплексного гидрофобизирующего компонента: | |
| Полиметилсиликонат магния | - 36,0% |
| Триполифосфат натрия | - 1,8% |
| Адипинат натрия | - 0,27% |
| Пеногаситель | - 0,04% |
| Вода | - остальное |
ПРИМЕР 6. В емкости предварительно готовили пастообразный пластификатор смешиванием 750 г раствора, содержащего 380 г/л поли-R-карбоксилата натрия (285 г), 300 г раствора, содержащего 300 г/л карбамида (90 г) и 5 г раствора, содержащего 20 г/л глюконата кальция (0,1 г), к полученному раствору добавляли при перемешивании 1000 г порошкообразного гидроксида кальция до получения равномерной пастообразной суспензии. Всего получилось пастообразного пластификатора 2055 г; в том числе 680 г воды.
Полученный пастообразный пластификатор в количестве 210 г помещали в емкость с 1 л воды и при интенсивном перемешивании последовательно добавляли 5000 г гипсового вяжущего марки Г10, получая при перемешивании однородную легкоподвижную суспензию, и 5000 г алюмосиликатного песка до однородной массы. Приготовленную таким образом суспензионную массу композиционного материала выливали в формы изделий и формы опытных образцов для испытаний. Далее, как в примере 1.
| Гипсовое вяжущее - 5000 г | - 44,3% |
| Алюмосиликатный песок - 5000 г | - 44,3% |
| Пастообразный пластификатор - 210 г | - 1,86% |
| Вода - 1070 г | - 9,5% |
| Состав пастообразного пластификатора | |
| Гидроксид кальция | - 48,7% |
| Поли-R-карбоксилат натрия | - 13,9% |
| Карбамид | - 4,38% |
| Глюконат натрия | - 0,005% |
| Вода | - остальное |
ПРИМЕР 7. В емкости предварительно готовили пастообразный пластификатор смешиванием 750 г раствора, содержащего 380 г/л поли-R-карбоксилата натрия (285 г), 300 г раствора, содержащего 300 г/л карбамида (90 г), 25 г раствора, содержащего 20 г/л глюконата кальция (0,5 г), к полученному раствору добавляли при перемешивании 1000 г порошкообразного гидроксида кальция до получения равномерной пастообразной суспензии. Всего получилось пастообразного пластификатора 2075 г; в том числе 699,5 г воды.
Полученный пастообразный пластификатор в количестве 210 г помещали в емкость с 500 г воды и при интенсивном перемешивании последовательно добавляли 5000 г гипсового вяжущего марки Г16, получая при перемешивании однородную легкоподвижную суспензию до однородной массы. Приготовленную таким образом суспензионную массу композиционного материала выливали в формы изделий и формы опытных образцов для испытаний. Далее, как в примере 1.
| Гипсовое вяжущее - 5000 г | - 86,5% |
| Пастообразный пластификатор - 210 г | - 3,6% |
| Вода - 1070 г | - 9,8% |
| Состав пастообразного пластификатора: | |
| Гидроксид кальция | - 48,2% |
| Поли-R-карбоксилат натрия | - 13,7% |
| Карбамид | - 4,3% |
| Глюконат натрия | - 0,02% |
| Вода | - остальное |
ПРИМЕР 8. В емкости предварительно готовили пастообразный пластификатор смешиванием 750 г раствора, содержащего 380 г/л поли-R-карбоксилата натрия (285 г), 300 г раствора, содержащего 300 г/л карбамида (90 г) и 25 г раствора, содержащего 20 г/л глюконата кальция (0,5 г), к полученному раствору добавляли при перемешивании 1000 г порошкообразного гидроксида кальция до получения равномерной пастообразной суспензии. Всего получилось пастообразного пластификатора 2100 г; в том числе 710 г воды.
Полученный пастообразный пластификатор в количестве 630 г помещали в емкость с 1,4 л воды, и при интенсивном перемешивании последовательно добавляли 5000 г гипсового вяжущего, получая при перемешивании однородную легкоподвижную суспензию, и 15000 г кварцевого песка до однородной массы. Приготовленную таким образом суспензионную массу композиционного материала выливали в формы изделий и формы опытных образцов для испытаний. Далее, как в примере 1.
| Гипсовое вяжущее - 5000 г | - 22,5% |
| Кварцевый песок-15000 г | - 67,4% |
| пастообразный пластификатор - 630 г | - 2,8% |
| Вода - 1400 г | - 7,3% |
| Состав пастообразного пластификатора: | |
| Гидроксид кальция | - 48,2% |
| Поли-R-карбоксилат натрия | - 13,7% |
| Карбамид | - 4,3% |
| Глюконат натрия | - 0,02% |
| Вода | - остальное |
ПРИМЕР 9. В емкости предварительно готовили комплексный гидрофобизирующий компонент смешиванием 200 г раствора полиметилсиликоната калия (100 г) и 250 г фосфогипса, 100 г раствора, содержащего 100 г/л триполифосфата натрия (10 г), 50 г раствора, содержащего 300 г/л адипината натрия (15 г) и 0,5 г (0,5 г) пеногасителя-трибутилфосфата, перемешивание вели до образования коллоидного соединения полиметилсиликоната кальция. Всего получилось раствора гидрофобизатора 600,5 г; в том числе воды 355,0 г.
В другой емкости предварительно готовили пастообразный пластификатор смешиванием 250 г раствора, содержащего 380 г/л поли-R-карбоксилата натрия (95 г), 200 г раствора, содержащего 300 г/л карбамида (60 г) и 25 г раствора, содержащего 20 г/л глюконата кальция (0,5 г), к полученному раствору добавляли при перемешивании 1000 г порошкообразного гидроксида кальция до получения равномерной пастообразной суспензии. Всего получилось пастообразного пластификатора 1475 г; в том числе 319,5 г воды.
Полученный комплексный гидрофобизирующий компонент и пастообразный пластификатор смешивали в равных массах при перемешивании до получения равномерной массы суспензированной полифункциональной модифицирующей гипс добавки. Всего получилось модифицирующей гипс добавки 2075,5 г; в том числе 674,5 г воды.
Модифицирующую гипс добавку в количестве 1030 г помещали в емкость с 1000 г воды и при интенсивном перемешивании последовательно добавляли 5000 г гипсового вяжущего марки Г16, получая при перемешивании однородную легкоподвижную суспензию, и 5000 г известнякового песка до однородной массы. Далее, как в примере 1.
| Гипсовое вяжущее - 5000 г | - 40,4% |
| Известняковый песок - 5000 г | - 40,4% |
| Модифицирующая добавка-1030 г | - 8,3% |
| Вода - 1337 г | - 10,8% |
| Состав комплексного гидрофобизирующего компонента: | |
| Полиметилсиликонат кальция | - 36,6% |
| Триполифосфат натрия | - 1,66% |
| Адипинат натрия | - 2,5% |
| Пеногаситель | - 0,08% |
| Вода | - остальное |
| Состав пастообразного пластификатора: | |
| Гидроксид кальция | - 48,2% |
| Поли-R-карбоксилат натрия | - 13,7% |
| Карбамид | - 4,3% |
| Глюконат натрия | - 0,02% |
| Вода | - остальное |
| Состав суспензированной полифункциональной модифицирующей гипс добавки: | |
| Гидроксид кальция | 23,9% |
| Полиметилсиликонат кальция | 4,3% |
| Триполифосфат натрия | 0,24% |
| Адипинат натрия | 0,16% |
| Пеногаситель | 0,01% |
| Поли-R-карбоксилат натрия | 2,23% |
| Карбамид | 1,41% |
| Глюконат натрия | 0,01% |
| Вода | остальное |
ПРИМЕР 10. В емкости предварительно готовили комплексный гидрофобизирующий компонент смешиванием 200 г раствора полиметилсиликоната калия (100 г) и 250 г фосфогипса, 100 г раствора, содержащего 100 г/л триполифосфата натрия (10 г), 50 г раствора, содержащего 300 г/л адипината натрия (15 г), и 0,5 г (0,5 г) пеногасителя-трибутилфосфата, перемешивание вели до образования коллоидного соединения полиметилсиликоната кальция. Всего получилось раствора гидрофобизатора 600,5 г; в том числе воды 355 г.
В другой емкости предварительно готовили пастообразный пластификатор смешиванием 250 г раствора, содержащего 380 г/л поли-R-карбоксилата натрия (95 г), 200 г раствора, содержащего 300 г/л карбамида (60 г), и 50 г раствора, содержащего 20 г/л глюконата кальция (1 г) к полученному раствору добавляли при перемешивании 1000 г порошкообразного гидроксида кальция до получения равномерной пастообразной суспензии. Всего получилось пастообразного пластификатора 1500 г; в том числе 344 г воды.
Полученные комплексный гидрофобизирующий компонент и пастообразный пластификатор смешивали в равных объемах при постоянном перемешивании до получения равномерной массы суспензированной полифункциональной модифицирующей гипс добавки. Всего получилось модифицирующей гипс добавки 2100,5 г; в том числе 699 г воды.
Модифицирующую гипс добавку в количестве 1030 г помещали в емкость с 1 л воды и при интенсивном перемешивании последовательно добавляли 10000 г гипсового вяжущего марки Г7, получая при перемешивании однородную легкоподвижную суспензию. Далее, как в примере 1.
| Гипсовое вяжущее - 10000 г | - 80,8% |
| Модифицирующая добавка - 1030 г. | - 8,3% |
| Вода - 1340 г | - 10,8% |
| Состав комплексного гидрофобизирующего компонента: | |
| Полиметилсиликонат кальция | - 36,6% |
| Триполифосфат натрия | - 1,7% |
| Адипинат натрия | - 2,5% |
| Пеногаситель | - 0,08% |
| Вода | - остальное |
| Состав пастообразного пластификатора: | |
| Гидроксид кальция | - 66,7% |
| Поли-R-карбоксилат натрия | - 13,7% |
| Карбамид | - 4,3% |
| Глюконат натрия | - 0,02% |
| Вода | - остальное |
| Состав суспензированной полифункциональной модифицирующей гипс добавки: | |
| Гидроксид кальция | - 28,9% |
| Полиметилсиликонат кальция | - 4,3% |
| Триполифосфат натрия | - 0,20% |
| Адипинат натрия | - 0,35% |
| Пеногаситель | 0,01% |
| Поли-R-карбоксилат натрия | 2,24% |
| Карбамид | 1,40% |
| Глюконат натрия | 0,01% |
| Вода | остальное |
ПРИМЕР 11 (контрольный). В измельчитель загружают портландцемент в количестве 82% от общей массы приготовляемой модифицирующей гипс добавки, активный минеральный компонент- мелкий кварцевый песок - 10%, карбоксилат натрия в количестве 2%, винную кислоту - 1%, водорастворимый эфир целлюлозы (МЦ) - 5%. Материал в виде сухой смеси измельчали в течение 3 часов до тонины частиц с удельной поверхностью 4900 см2/г. После охлаждения добавки ее использовали для приготовления гипсовой суспензии. К 5000 г гипсового вяжущего марки Г16 добавляли 500 г полученной предварительно модифицирующей гипс добавки 5000 г кварцевого песка и 2000 мл воды. В/Г=0,4. Суспензию перемешивали до однородной массы, затем ее выливали в формы изделий и опытные испытательные образцы. Испытания проводили, как указано в примере 1. Результаты приведены в табл.2.
Составы модифицирующих гипс добавок, используемых в примерах 1-10, приведены в табл.1.
| Таблица 1 Примеры составов по композиционному материалу |
||||||||
| №№ | Содержание компонентов, % | |||||||
| Гипсовое вяжущее | Наполнитель - песок | Модифицирующая добавка | Комплекс- идрофобизирующий компонент |
Пастообразный пластификатор |
Вода | |||
| Кварцевый | Известняковый | Алюмосиликатный | ||||||
| 1. | 42,3 | 42,3 | - | - | 6,8 | - | - | 8,5 |
| 2. | 41,7 | - | 41,7 | - | 7,0 | - | - | 9,6 |
| 3. | 85,5 | - | - | - | - | 2,5 | - | 11,9 |
| 4. | 82,7 | - | - | - | 4,5 | - | 12,9 | |
| 5. | 80,0 | - | - | - | - | 4,4 | - | 15,5 |
| 6. | 44,3 | - | - | 44,3 | - | 1,86 | - | 9,5 |
| 7. | 86,5 | - | - | 3,6 | - | - | 9,8 | |
| 8. | 22,5 | 67,4 | - | - | - | - | 2,8 | 7,3 |
| 9. | 40,4 | 40,4 | - | - | - | - | 8,3 | 10,8 |
| 10. | 80,8 | - | - | - | 8,3 | - | - | 10,8 |
| 11. | 32,0 | 32,0 | - | 10,0 | - | - | 16,0 |
Результаты испытаний образцов гипсовых бетонов с использованием модифицирующих гипс добавок приведены в табл.2
| Таблица 2 Свойства композиционного материала по изобретению |
||||||||
| №№ | Расплыв Суспензии CM | Глубина размыва струей поверхности воды диаметром 2 мм в течение 4 сут. на поверхности затвердевшего образца бетона | Водопоглощение, % | Коэффициент водостойкости, Кр | Плотность объемная, кг/м3 | Прочность, МПа | Морозостойкость, циклы | |
| сжатие | изгиб | |||||||
| 1. | 210 | 0,5 | 1,1 | 0,94 | 2250,0 | 48,5 | 19,5 | 100 |
| 2. | 212 | 0,6 | 1,1 | 0,95 | 2255,0 | 48,2 | 20,0 | 100 |
| 3. | 210 | 0,6 | 1,0 | 0,95 | 2200,0 | 48,3 | 19,3 | 100 |
| 4, | 215 | 0,7 | 1,2 | 0,96 | 2215,0 | 49,0 | 20,5 | 100 |
| 5. | 200 | 0,8 | 1,3 | 0,93 | 2080,0 | 47,9 | 18,5 | 75 |
| 6. | 195 | 0,9 | 1,2 | 0,94 | 2050,0 | 47,3 | 18,3 | 75 |
| 7. | 230 | 0,5 | 1,0 | 0,90 | 2180,0 | 50,0 | 22,0 | 100 |
| 8. | 190 | 0,9 | 1,1 | 0,95 | 2030,0 | 48,0 | 18,6 | 75 |
| 9. | 195 | 1,2 | 1,0 | 0,96 | 2045,0 | 48,9 | 18,9 | 75 |
| 10 | 190 | 1,1 | 1,1 | 0,94 | 2048,0 | 47,9 | 17,5 | 75 |
| 11 | 160 | 10,8 | 8,4 | 0,65 | 1870,0 | 23,0 | 7,8 | 50 |
Таким образом, изобретение позволяет увеличить пластичность заливочных суспензий, прочность, водостойкость, морозостойкость и долговечность, снизить водопоглощение и размываемость изделий под действием потоков воды.
Кроме того, к преимуществам предполагаемого изобретения следует отнести экономичность приготовления добавки (нет необходимости применять трудоемкий, металлоемкий и энергоемкий процесс помола исходных компонентов), простоту операций приготовления.
1. Способом получения водостойкого композиционного изделия на основе гипсового вяжущего, включающий предварительное приготовление гидрофобизирующей комплексной модифицирующей добавки, последующее смешение ее до получения однородной массы с водой затворения при интенсивном их перемешивании и гипсовым вяжущим, выбранным из группы, включающей строительное гипсовое вяжущее, высокопрочное гипсовое вяжущее, ангидритовое вяжущее, их смесь и, при необходимости, с измельченным наполнителем и формование изделия, при этом гидрофобизирующую добавку готовят при интенсивном перемешивании водных растворов триполифосфота натрия, адипината натрия, полиметилсиликоната калия и фосфогипса, с получением in situ полиметилсиликоната кальция и пеногасителя.
2. Способ получения водостойкого композиционного изделия по п.1, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют измельченные карбонатный наполнитель, алюмосиликатный наполнитель, кремнеземсодержащий наполнитель из горных пород.
3. Способ получения водостойкого композиционного изделия на основе гипсового вяжущего, включающий предварительное приготовление пастообразной пластифицирующей добавки, последующее смешение ее до получения однородной массы с водой затворения при интенсивном их перемешивании и гипсовым вяжущим, выбранным из группы, включающей строительное гипсовое вяжущее, высокопрочное гипсовое вяжущее, ангидритовое вяжущее, их смесь и, при необходимости, с измельченным наполнителем и дальнейшее формование изделия, при этом пластифицирующую добавку готовят при интенсивном перемешивании водных растворов поли-R-карбоксилата натрия (поликарбоксилата натрия), карбамида, глюконата натрия и порошкообразного гидроксида кальция.
4. Способ получения водостойкого композиционного изделия по п.3, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют измельченные карбонатный наполнитель, алюмосиликатный наполнитель, кремнеземсодержащий наполнитель из горных пород.
5. Способ получения водостойкого композиционного изделия на основе гипсового вяжущего, включающий предварительное приготовление гидрофобизирующей комплексной модифицирующей добавки и пастообразной пластифицирующей добавки, последующее смешение их в соотношении 1:1 с получением полифункциональной модифицирующей добавки, смешение полученной добавки при интенсивном их перемешивании с водой затворения и гипсовым вяжущим, выбранным из группы, включающей строительное гипсовое вяжущее, высокопрочное гипсовое вяжущее, ангидритовое вяжущее, их смесь, а также при необходимости с измельченным наполнителем и последующее формование изделия, при этом гидрофобизирующую добавку готовят при интенсивном перемешивании водных растворов триполифосфота натрия, адипината натрия, а также полиметилсиликоната калия и фосфогипса, с получением in situ полиметилсиликоната кальция и пеногасителя, а пластифицирующую добавку готовят при интенсивном перемешивании водных растворов поликарбоксилата натрия, карбамида, глюконата натрия и порошкообразного гидроксида кальция.
6. Способ получения водостойкого композиционного изделия по п.5, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют измельченные карбонатный наполнитель, алюмосиликатный наполнитель, кремнеземсодержащий наполнитель из горных пород.
7. Изделие из композиционного гипсового материала, полученное способом по одному из пп.1-6 и выполненное из композиции, включающей гипсовое вяжущее, добавку, при необходимости измельченный наполнитель и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Гипсовое вяжущее | 20,0-90,0 |
| Добавка | 1,8-9,0 |
| Наполнитель | 0,00-60,0 |
| Вода | Остальное |
при этом в качестве добавки композиция содержит гидрофобизирующую комплексную модифицирующую добавку состава, мас.%:
| Триполифосфат натрия | 0,5-3,5 |
| Адипинаты натрия | 0,35-2,5 |
| Полиметилсиликонат калия | 10,0-22,5 |
| Фосфогипс | 4,0-47,0 |
| Пеногаситель | 0,04-0,2 |
| Вода | Остальное |
или пастообразную пластифицирующую добавку состава, мас.%:
| Поликарбоксилат натрия | 4,5-14,0 |
| Карбамид | 2,4-4,5 |
| Глюконат натрия | 0,005-0,04 |
| Порошкообразный гидроксид кальция | 48,0-80,0 |
| Вода | Остальное |
или смесь указанных гидрофобизирующей и пластифицирующей добавок при соотношении их 1:1 с получением полифункциональной добавки.
