Способ приготовления гипсоцементнопуццоланового вяжущего
Владельцы патента RU 2392242:
Алешковская Анна Алексеевна (RU)
Горюнов Игорь Иванович (RU)
Седов Артем Владимирович (RU)
Челышков Павел Дмитриевич (RU)
Рульнов Анатолий Анатольевич (RU)
Изобретение относится к технологии строительных материалов, в частности сухих строительных смесей, например вяжущих с активными минеральными добавками, в которых последние представлены пуццоланом. Техническим результатом изобретения является повышение однородности гипсоцементнопуццоланового вяжущего. В способе приготовления гипсоцементнопуццоланового вяжущего вначале предварительно смешивают портландцемент и добавку, после чего к образовавшейся двухкомпонентной смеси добавляют равное ей количество гипса, перемешивают образовавшуюся трехкомпонентную смесь, а затем к полученной смеси добавляют оставшееся количество гипса и дополнительно ее перемешивают. 1 табл.
Изобретение относится к технологии строительных материалов, в частности сухих строительных смесей, например вяжущих с активными минеральными добавками, в которых последние представлены пуццоланом.
Известен способ приготовления неорганических вяжущих веществ на основе минеральных добавок, заключающийся в смешении исходных компонентов с получением смеси для использования ее при гидравлическом твердении во влажной и даже водной среде подобно обычному цементу [Рыбьев И.А. Строительные материалы на основе вяжущих веществ. - М.: Высшая школа, 1978, с.118].
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ приготовления гипсоцементнопуццоланового вяжущего (ГЦПВ), включающий дозирование, совместное измельчение и смешивание гипса, портландцемента и пуццолановой добавки [Буров Ю.С. Технология строительных материалов и изделий. - М.: Стройиздат, 1972, с.135].
Основным недостатком этого известного способа приготовления ГЦПВ является отсутствие возможности качественного смешения и, соответственно, получение высокооднородной по составу сыпучей строительной смеси.
Этот недостаток связан с тем, что при смешении гипса, портландцемента и добавки в известном способе не учитывается особенность, связанная с количественным соотношением исходных компонентов в готовой продукции. Все три компонента вяжущего вводятся в смеситель практически одновременно, то есть их смешение, а, соответственно, и приготовление ГЦПВ, осуществляется в одну стадию.
Действительно, при одностадийном смешении практически очень трудно добиться высокой однородности, особенно для таких смесей, в которых содержание одного компонента более чем в два раза превышает содержание двух остальных компонентов. Именно к таким смесям относится ГЦПВ, содержание полуводного гипса в котором составляет 60-75%, портландцемента - 15-25% и пуццолановых добавок - 10-20%. В то же время отмеченный недостаток можно упразднить разработкой нового способа приготовления ГЦПВ, в котором и последовательность ввода компонентов в смеситель и число стадий их смешения должны определятся с учетом количественного содержания исходных веществ в готовом продукте.
Техническим результатом настоящего изобретения является повышение однородности вяжущего.
Достижение данного результата обеспечивается тем, что вначале предварительно смешивают портландцемент и добавку, после чего к образовавшейся двухкомпонентной смеси добавляют равное ей количество гипса, перемешивают образовавшуюся трехкомпонентную смесь, а затем к полученной смеси добавляют оставшееся количество гипса и дополнительно ее перемешивают.
Рассмотрим более подробно особенности предлагаемого способа приготовления ГЦПВ на примере смеси, содержащей 70% гипса (Г), 20% портландцемента (Ц) и 10% пуццолановой добавки (П). Сущность работы способа заключается в том, что приготовление вяжущего осуществляется в три стадии. На первой стадии весь цемент и все добавки пуццолана, предназначенные для получения ГЦПВ, смешиваются между собой. Затем, на второй стадии, к полученной на первой стадии смешения промежуточной двухкомпонентной композиции, примешивается гипс в количестве, равном сумме цемента и добавки, то есть количество гипса, равное 30% от ГЦПВ. На третьей стадии к полученной на второй стадии смешения трехкомпонентной смеси примешивают оставшееся количество гипса, то есть количество гипса равное 40% от ГЦПВ. После третьей стадии смешивания получается вяжущие, упорядоченность компонентов в котором в 1,7 раза, а эффективность почти в 5 раз выше по сравнению с ГЦПВ, приготовленным известным способом.
Результаты испытания вяжущего представлены в таблице. Для оценки качества приготовления ГЦПВ были использованы показатели, характеризующие упорядоченность (однородность) смеси Н и эффективность смешивания Ф=(Hmax-Н)/Hmax. Принятые показатели качества содержат более мощный, чем среднеквадратическое отклонение или дисперсию, параметр - информационную энтропию, что позволило с большей долей точности и достоверности судить о качестве приготовления ГЦПВ.
| № | Последовательность смешения | Кол-во стадий | Упорядоченность смеси | Эффективность смешивания | Время смешивания |
| 1 | (П+Ц+Г) | 1 | 1,1568 | 0,266 | 4 |
| 2 | (П+Ц)+Г | 2 | 1,2837 | 0,127 | 1,2+2,8 |
| 3 | (П+Ц+1/7·Г)+6/7·Г | 2 | 1,8022 | 0,094 | 1,6+2,4 |
| 4 | [(П+Ц)+2/7·Г]+5/7·Г | 3 | 1,8225 | 0,089 | 1,2+0,8+2,0 |
| 5 | [(П+Ц)+1/7·Г]+6/7·Г | 3 | 1,7657 | 0,117 | 1,2+0,4+2,4 |
| 6 | [(П+1/7·Г)+Ц]+6/7·Г | 3 | 1,8543 | 0,073 | 0,8+0,8+2,4 |
| 7 | (П+Ц+3/7·Г)+4/7·Г | 3 | 1,8426 | 0,079 | 2,4+1,6 |
| 8 | [(П+Ц)+3/7·Г]+4/7·Г | 3 | 1,9102 | 0,054 | 1,2+1,2+1,6 |
Первый опыт отражает результаты приготовления ГЦПВ по одностадийной технологии, принятой в строительстве на основании известного способа, в течение 4 минут.
Второй, третий и седьмой опыты отражают результаты приготовления ГЦПВ по двухстадийной технологии. Во втором опыте на первой стадии смешивались пуццолан и цемент, а на второй стадии к ним примешивался гипс. В третьем опыте на первой стадии смешивались пуццолан, цемент и 1/7 часть гипса, а на второй стадии к ним примешивались остальные 6/7 частей гипса. В седьмом опыте на первой стадии смешивались пуццолан, цемент и 3/7 частей гипса, а на второй стадии к ним примешивались 4/7 частей гипса.
Четвертый, пятый, шестой и восьмой опыты отражают результаты приготовления ГЦПВ по трехстадийной технологии.
В четвертом, пятом и восьмом опыте на первой стадии смешивались пуццолан и цемент, на второй стадии к ним примешивали гипс в количестве, соответственно 2/7, 1/7 и 3/7 частей гипса, а на третьей стадии - оставшееся количество гипса, соответственно 5/7, 6/7, и 4/7 частей.
Условия проведения шестого опыта отличались от других тем, что в нем на первой стадии смешивался пуццолан с 1/7 частью гипса, на второй стадии к ним примешивался цемент, а на третьей - оставшиеся 6/7 частей гипса.
Общее время смешивания во всех опытах оставалось постоянным - 4 минуты, однако по стадиям оно изменялось в зависимости от общего количества материалов, смешиваемых на различных стадиях (см. таблицу).
Из приведенных в таблице результатов отчетливо видно, что упорядоченность (однородность) получаемой трехкомпонентной смеси ГЦПВ и эффективность смешивания при использовании предлагаемого способа приготовления (опыт №8) значительно выше, чем те же показатели в известном способе (опыт №1). Так, если эффективность смешивания по известному способу равна 0,266, то по предлагаемому - 0,054. Это означает, что однородность смеси в предлагаемом способе выше в 4,93 раза. Если при этом учесть, что время смешивания, а соответственно и производительность смесителя остаются неизменными, то очевидно, что получающийся технологический эффект образуется за счет лучшей организации технологии - числа стадий смешивания и соотношения смешиваемых компонентов на каждой стадии приготовления ГЦПВ.
Способ приготовления гипсоцементнопуццоланового вяжущего, включающий дозирование, совместное измельчение и смешивание гипса, портландцемента и минеральной добавки, отличающийся тем, что предварительно смешивают портландцемент и добавку, после чего к образовавшейся двухкомпонентной смеси добавляют равное ей по массе количество гипса, перемешивают образовавшуюся трехкомпонентную смесь, а затем к полученной смеси добавляют оставшееся количество гипса и дополнительно ее перемешивают.
