Магнезиальное вяжущее на основе отходов доломитового и пеностекольного производства
Владельцы патента RU 2603112:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) (RU)
Изобретение относится к строительной индустрии, а именно к получению модифицированного экономически выгодного вяжущего вещества на основе отходов доломитового производства. Технический результат заключается в повышении механической прочности, адгезионной прочности, стойкости к высолообразованию. Магнезиальное вяжущее на основе отходов доломитового и пеностекольного производства содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: обожженные отходы доломита 75-80, фибра 7,0-7,5, песок пеностекла 6,5-8,0, затворитель 6,5-10. 1 табл.
Настоящее изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для получения различных изделий на основе магнезиального вяжущего.
Известна сырьевая смесь для получения магнезиального цемента (SU 1560501, C04B 9/00, 1990). Она содержит каустический магнезит, раствор хлористого магния или бишофита, обработанный в автоклаве фосфогипс в смеси с доломитом и доломитовой известью в соотношении от 3:1:1 до 2:1:1 и дополнительно молотый доломит при следующем соотношении компонентов, мас. %: каустический магнезит 45-50; раствор хлористого магния или бишофита 4-6; обработанный в автоклаве фосфогипс в смеси с доломитом и доломитовой известью в соотношении от 3:1:1 до 2:1:19-26; молотый доломит 25-35.
Недостатком сырьевой смеси является усадка при отверждении, что снижает ее качество. Кроме того, недостатком смеси является низкая воспроизводимость ее физико-механических характеристик вследствие недостаточно определенного химического состава природных компонентов, использованных для приготовления смеси, также для приготовления необходим помол сырья до нужной фракции.
Наиболее близким к данному изобретению является патент РФ N 2104979. Магнезиальное вяжущее включает порошкообразные компоненты - каустический магнезит как основу, смесь кальция сульфата, аморфной кремниевой кислоты и древесной муки как расширяющую добавку и дополнительно структурирующую тиксотропную добавку - аэросил гидрофобизированный при следующем их соотношении, мас. %: каустический магнезит - 76,2-80,7, кальция сульфат - 12,1-13,2, аморфная кремниевая кислота - 2,2-3,4, древесная мука - 4,8-6,3, аэросил гидрофобизированный - 0,2-0,9 и отвердитель - водный раствор магния хлорида или бишофита с плотностью 1200-1220 кг/м3 при соотношении порошкообразных компонентов и отвердителя, мас. %: 55-60:40-45. Удельная поверхность аэросила - 300-380 м2/г.
Недостатком является высокая себестоимость, за счет энергоемкости помола.
Задачей настоящего изобретения является снижение себестоимости, повышение механических характеристик вяжущего, увеличение адгезионной прочности, стойкости к высолообразованию и утилизация отходов доломитового и пеностекольного производства.
Поставленная цель достигается тем, что вяжущие получают путем обжига доломита на каустический и добавления к нему песка пеностекла и неорганической фибры при следующем соотношении, мас. %:
Технический результат состоит в повышении прочности на сжатие, увеличении адгезионной прочности, стойкости к высолообразованию, дешевизне получаемой продукции (за счет использования изначально размолотых отходов доломита), экологичности, т.к. в качестве затворителя используются соли бишофита, выделяющихся в окружающую среду веществ и микроэлементов, типичных для морской воды.
Согласно формуле к обожженным отходам доломита добавляют песок пеностекла и волокна органической фибры с последующим затворением водным раствором бишофита.
При затворении компонентов водным раствором бишофита интенсивно протекают процессы гидротации: на начальном уровне образуется пентооксигидрохлорид магния по следующей реакции
5MgO+MgCl12+12H2O=MgCl12∗5Mg(OH)2∗7H2O,
затем происходит перекристаллизация, этот процесс сопровождается выделением гидроксида магния: MgCl12∗5Mg(OH)2∗7H2O=MgCl12∗3Mg(OH)2∗7H2O+2Mg(OH)2. Было установлено, что данное соединение кристаллизируется в виде игл и волокон, что придает повышенную прочность.
В растворе образуется пленка Mg(OH)2, которая более растворима, и активный оксид магния вовлекается в процесс твердения. Полученный на таком вяжущем раствор обладает способностью удерживать влагу.
Экспериментальным путем установлено, что такое соотношение компонентов вяжущего приводит к достижению технического результата. Кроме того, соотношение компонентов обеспечивает возрастание механической прочности, таким образом, изобретение имеет изобретательский уровень.
Оптимальное содержание компонентов подтверждено испытаниями, проведенными в лабораторных условиях.
Способ получения вяжущего осуществляется следующим образом: сырые доломитовые отходы размерами частиц (10-100 нм) обжигали на каустический доломит при температуре t=750-800°C, добавляя песок пеностекла и волокна органической фибры, смесь затворяем водным раствором MgCl2.
Магнезиальное вяжущее на основе отходов доломитового и пеностекольного производства получается при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Обожженные отходы доломита | 75-80 |
| Фибра | 7,0-7,5 |
| Песок пеностекла | 6,5-8,0 |
| Затворитель | 6,5-10 |
