Сырьевая смесь для изготовления фиброгипсобетонного композита
Владельцы патента RU 2594493:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова" (КБГУ) (RU)
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве изделий из фиброгипсобетонного композита. Технический результат заключается в уменьшении удельного расхода гипса, повышении прочности и водостойкости гипсобетона. Сырьевая смесь для изготовления фиброгипсобетонного композита содержит смесь строительного гипса и портландцемента, вулканического пепла, базальтового волокна и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: гипсовое вяжущее 28,2-28,3; вулканический пепел 34,7-34,9; портландцемент 7,0-7,1; базальтовое волокно 1,1-1,5; вода - остальное. 2 табл.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве изделий из фиброгипсобетонного композита.
Изделия из гипса, даже без заполнителей, в отличие от изделий, приготовленных на цементе, характеризуются постоянным объемом. Для уменьшения удельного расхода вяжущего, улучшения пластических свойств гипсобетона рекомендуют применение заполнителей неорганического и органического происхождения. Для уменьшения плотности гипсобетона стремятся применять пористые заполнители, в том числе шлак [Волженский А.В., Ферронская А.В. Гипсовые вяжущие и изделия. М.: Стройиздат, 1974. -328 с.], а также комбинированный заполнитель из кварцевого песка и древесных опилок.
Вместе с тем по данным [Копелянский Г.Д. Производственные факторы прочности строительного гипса. БТИ МПСМ РСФСР, 1948] и других исследователей введение заполнителей всегда приводит к снижению прочности гипсобетона. Это обусловлено тем, что гипсовые вяжущие при твердении имеют слабое сцепление с заполнителем. Сцепление вяжущего с заполнителем может обуславливаться чисто механическим защемлением минерального клея в шероховатостях и порах заполнителя. Но адгезия может в большей мере определяться и химическим взаимодействием контактирующих фаз.
Наиболее близким являются сырьевые смеси для изготовления гипсобетона с использованием отходов пиления вулканического туфа [Патент РФ №2330823. Авторы: Хежев Т.А., Хежев Х.А. Сырьевая смесь для изготовления гипсобетона//Бюл. №22. 2008]. Недостатком этого состава является отсутствие достаточной сырьевой базы отходов пиления вулканического туфа, относительно низкая прочность на растяжение и изгиб гипсобетона, сложность обеспечения стабильности свойств.
Задача изобретения: расширение сырьевой базы, уменьшение удельного расхода гипса, повышение прочности и водостойкости гипсобетона.
Сырьевая смесь для изготовления фиброгипсобетонного композита содержит смесь строительного гипса и портландцемента, вулканического пепла, базальтового волокна и воду. Гипсовые вяжущие должны соответствовать требованиям ГОСТ 125-79 «Вяжущие гипсовые». В качестве заполнителя и активной минеральной добавки применялся вулканический пепел Заюковского месторождения с максимальной крупностью зерен 5 мм.
Химический состав вулканического пепла представлен в таблице 1.
Для дисперсного армирования композита применялось базальтовое волокно производства ОАО «Ивотстекло» марки РНБ-9-1200-4с, соотношение длины волокон к диаметру на основе предварительных экспериментов принималось 
.
Приготовление смеси осуществляли в смесителе принудительного действия, в которой в воду добавляли предварительно перемешанную всухую смесь гипса, портландцемента, пепла и базальтового волокна, после чего перемешивание всех компонентов продолжали до получения однородной фиброгипсобетонной смеси. Образцы размером 4×4×16 см формовали литьевым способом и осуществляли естественную сушку в воздушно-сухих условиях.
Испытание образцов выполнялось в соответствии с ГОСТ 23789-79.
Составы исходных сырьевых смесей фиброгипсобетонного композита согласно изобретению и их основные физико-механические свойства приведены в таблице 2. В экспериментах были использованы гипсовое вяжущее Усть-Джегутинского гипсового комбината марки Г-5 БII, портландцемент ПЦ500-ДО производства ЗАО «Белгородский цемент».
В прототипе использовались строительный гипс марки Г-4 АII, негашеная известь кальциевая 3 сорта.
Введение вулканического пепла в смесь вместо туфового песка обеспечивает повышение прочности на изгиб и сжатие в ранние сроки твердения (через 2 ч) при меньшем расходе вяжущего и одновременном снижении средней плотности. Это объясняется мелкодисперсностью вулканического пепла, что увеличивает содержание химически активной составляющей. Кроме того, заполнители из вулканического пепла имеют меньшую себестоимость по сравнению с туфовым песком из-за снижения затрат на добычу и дробильно-сортировочные работы.
Введение базальтовых волокон повышает предел прочности при сжатии фиброгипсобетонного композита в 1,15-1,18 раза, при изгибе - в 1,56-1,72 раза по отношению к прочности исходной матрицы. По сравнению с прототипом прочность на сжатие фиброгипсобетонного композита через 2 часа твердения повышается в 2,1 раза, на изгиб - 7,4 раза. Это позволит изготавливать большеразмерные фиброгипсобетонные изделия.
Кроме того, разработанный фиброгипсобетонный композит имеет повышенный коэффициент размягчения - 0,7-0,75, что также позволит расширить области их эффективного применения.
Сырьевая смесь для изготовления фиброгипсобетонного композита, включающая гипсовое вяжущее, заполнитель, добавку и воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве заполнителя вулканический пепел, а в качестве добавок - портландцемент и базальтовое волокно при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Гипсовое вяжущее | 28,2-28,3 |
| Вулканический пепел | 34,7-34,9 |
| Портландцемент | 7,0-7,1 |
| Базальтовое волокно | 1,1-1,5 |
| Вода | Остальное |
