Способ приготовления газообразователя для поризации гипсовых смесей
Владельцы патента RU 2478595:
Ильина Лилия Владимировна (RU)
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин) (RU)
Завадская Любовь Владимировна (RU)
Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к области поризации гипсовых смесей, и может быть использовано в промышленности строительных материалов. В способе приготовления газообразователя для поризации гипсовых смесей, включающем смешивание карбоната кальция, сернокислого алюминия и воды, предварительно приготовленный солевой раствор, состоящий из сернокислого алюминия и воды, смешивают с карбонатом кальция, измельченным до удельной поверхности 250-280 м2/кг, при следующем соотношении сухих компонентов, мас.%: сернокислый алюминий 30-35,7, карбонат кальция 64,3-70. Технический результат - получение газогипса низкой плотности и теплопроводности. 1 табл.
Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к области поризации гипсовых смесей, и может быть использовано в промышленности строительных материалов.
Известен способ приготовления газообразователя для поризации смесей на минеральном вяжущем веществе, включающий смешивание в быстроходном смесителе в течение 2,5…3 мин воды, ПАВ (сульфанол) и алюминиевой пудры.
Реакция между газообразователем (алюминиевой пудрой) и гидроксидом кальция Ca(OH)2 обеспечивает газообразование. Образующийся водород приводит к поризации смеси [Завадский В.Ф., Косач А.Ф., Дерябин П.П. Стеновые материалы и изделия. - Омск: Изд-во СибАДИ. - 2005. - С.42].
3Ca(OH)2+2Al+6H2O=3CaO Al2O3 6H2O+3H2↑
Однако алюминиевая пудра взрывопожароопасна, а для приготовления алюминиевой суспензии требуется дополнительная энергия для подогрева воды, так как каждое зерно алюминиевой пудры покрыто парафином.
По своей технической сущности наиболее близким к данному изобретению является способ приготовления газообразователя для поризации смесей на гипсовом вяжущем, включающий смешивание известняка - карбоната кальция CaCO3, сернокислого алюминия Al2(SO4)3 и воды [авторское свидетельство SU №626068. Сырьевая смесь для приготовления газогипса. М.Кл. C04B 38/02, 30.09.1978, прототип].
Однако данный способ имеет недостаток. Реакция между сернокислым алюминием и известняком идет медленно, так как известняк нерастворим в воде.
Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в получении более химически активного газообразователя для получения газогипса низкой плотности и теплопроводности.
Поставленная задача решается тем, что в способе приготовления газообразователя для поризации гипсовых смесей, включающем смешивание карбоната кальция, сернокислого алюминия и воды, предварительно приготовленный солевой раствор, состоящий из сернокислого алюминия и воды, смешивают с карбонатом кальция, измельченным до удельной поверхности 250-280 м2/кг, при следующем соотношении сухих компонентов, мас.%: сернокислый алюминий 30-35,7, карбонат кальция 64,3-70.
Газообразователь готовится в следующей последовательности. Карбонат кальция предварительно измельчается до удельной поверхности 250-280 м2/кг. Параллельно приготавливается солевой раствор, состоящий из сернокислого алюминия и воды. Содержание сернокислого алюминия для солевого раствора составляет 2,6 мас.%, остальное вода. Затем солевой раствор смешивают с измельченным карбонатом кальция.
Al2(SO4)3+3CaCO3+3H2O=2Al(OH)3+3CaSO4+3CO2
Выделение CO2 обеспечивает поризацию гипсовой смеси.
Удельная поверхность измельченного карбоната кальция менее 250 м2/кг является недостаточной, так как при этом снижается его химическая активность и скорость химического взаимодействия. Помол карбоната кальция до удельной поверхности свыше 280 м2/кг является экономически необоснованным, так как затраты электрической энергии существенно выше и скорость химической реакции настолько высока, что процесс выделения углекислого газа по времени не совпадает с началом процесса структурообразования.
Исследуемые составы и свойства, полученных из них газогипсов, приведены в таблице:
| Компоненты, мас.%: | Удельная поверхность карбоната кальция, м2/кг | Плотность, кг/м3 | Коэффициент теплопроводности, λ*, Вт/м°C | |
| Al2(SO4)3 | CaCO3 | |||
| 35,7 | 64,3 | До 250 | 537,1 | 0,172 |
| 250-280 | 425,8 | 0,12 | ||
| Свыше 280 | 660 | 0,232 | ||
| 32,5 | 67,5 | До 250 | 710 | 0,257 |
| 250-280 | 560 | 0,183 | ||
| Свыше 280 | 890 | 0,348 | ||
| 30 | 70 | До 250 | 933,7 | 0,372 |
| 250-280 | 810,3 | 0,308 | ||
| Свыше 280 | 1171,6 | 0,497 | ||
| * - коэффициент теплопроводности определен расчетным способом |
Наиболее значительный эффект поризации гипсовых смесей и, соответственно, снижение плотности и теплопроводности достигается при введении в смесь карбоната кальция, предварительно измельченного до удельной поверхности 250-280 м2/кг. Изменение удельной поверхности карбоната кальция приводит к увеличению плотности и теплопроводности.
Анализ результатов показывает, что при использовании карбоната кальция с удельной поверхностью до 250 м2/кг средняя плотность газогипса увеличивается на 21,13%, при удельной поверхности свыше 280 м2/кг - средняя плотность газогипса увеличивается на 37,1%. При использовании карбоната кальция с удельной поверхностью 250-280 м2/кг коэффициент теплопроводности снижается на 29% по сравнению с теплопроводностью при удельной поверхности карбоната кальция до 250 м2/кг и на 47,41% при удельной поверхности свыше 280 м2/кг. По сравнению с прототипом средняя плотность снизилась на 4,8%, и реакция между сернокислым алюминием и известняком протекает значительно интенсивнее благодаря измельчению карбоната кальция до удельной поверхности 250-280 м2/кг.
Способ приготовления газообразователя для поризации гипсовых смесей, включающий смешивание карбоната кальция, сернокислого алюминия и воды, отличающийся тем, что предварительно приготовленный солевой раствор, состоящий из сернокислого алюминия и воды, смешивают с карбонатом кальция, измельченным до удельной поверхности 250-280 м2/кг, при следующем соотношении сухих компонентов, мас.%:
| сернокислый алюминий | 30-35,7 |
| карбонат кальция | 64,3-70 |
