Композиционное известково-кремнезёмистое вяжущее для силикатных изделий автоклавного твердения
Владельцы патента RU 2748017:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) (RU)
Изобретение относится к технологии вяжущих материалов и может быть использовано при изготовлении силикатных прессованных изделий. Композиционное известково-кремнеземистое вяжущее получают совместным помолом 50 мас.% негашеной извести, 10-25 мас.% кварцевого песка и добавок. При этом в качестве добавок вяжущее содержит 15-30 мас.% карбонатной породы класса А или Б и 5-10 мас.% щебня из силикатных прессованных изделий автоклавного твердения. Причем помол осуществлен до удельной поверхности 400 м2/г. Техническим результатом является расширение сырьевой базы, снижение расхода песка, повышение сырцовой и автоклавной прочности изделий. 3 табл., 1 ил.
Изобретение относится к технологии вяжущих материалов и может быть использовано при изготовлении силикатных прессованных изделий по традиционной технологии с известково-кремнеземистым вяжущим автоклавного твердения, требующих повышенной сырцовой и автоклавной прочности.
В технологии силикатного кирпича разделяют две прочности: - сырцовая и автоклавная. Как известно, сырцовая прочность необходима кирпичу на время съема с пресса, установки на вагонетку, транспортировки сырца в автоклав, а автоклавная прочность отвечает за эксплуатационные свойства. Расширение номенклатуры силикатных прессованных изделий производителями силикатных стеновых материалов и введение ГОСТ 379-2015 изменяет и требование к сырцовой прочности (Кузнецова Г.В., Морозова Н.Н Влияние компонентов известково-кремнеземистого вяжущего на связность известковой массы для прессования /Строительные материалы. 2012, №12, С. 69-72), а технологии строительства и к автоклавной прочности. Особую сложность при использовании традиционного сырья вызывает получение полнотелых и пустотелых изделий среднего и крупного формата вследствие низкой прочности сырца и неоптимальной структуры матрицы. Требование к сырцовой прочности будет меняться в зависимости от вида прессуемых изделий. При увеличение размеров изделий и их пустотности, появляется требование получения повышенной сырцовой и автоклавной прочности изделий. Пригодность формовочной силикатной смеси, проверяется в первую очередь, необходимостью получения достаточно прочного сырца, а затем уже в процессе автоклавной обработки - цементирующей связки из гидросиликатов кальция, которые бы обеспечивали заданные свойства силикатных прессованных изделий. (Хавкин Л.М. Технология силикатного кирпича. М.: ЭКОЛИТ. 2011. С. 87).
Известно известково-кремнеземистое вяжущее состоящее из негашеной извести и кварцевого песка с удельной поверхностью 400 м2/г. (Вахнин М.П. Анищенко А.А. Производство силикатного кирпича. М.: Высшая школа, 1977, - 160 с., С 51-52). Оптимальный состав известково-кремнеземистого вяжущего И:К=1:1 (Хавкин Л.М. Технология силикатного кирпича /Репринтное воспроизведение издания 1982. - М.: ЭКОЛИТ, 2011. - 384 с., С. 98).
Недостатком данного состава является невысокая интенсивность измельчения кварцевого песка в результате совместного помола материала (кварцевого песка и негашеной извести),обладающих различной твердостью и доля оксида кремния в составе вяжущего равна 50%, что ведет в дальнейшем к повышению водопотребности формовочных смесей повышению формовочной влажности смеси и залипанию пустотообразователей штампа пресса и как правило невысокой сырцовой прочности.
Наиболее близким аналогом №1 заявляемого состава комплексного известково-кремнеземистого вяжущего для силикатных прессованных изделий автоклавного твердения является состав, отраженный в описании к патенту №2303013 «Известково-кремнеземистое вяжущее, способ приготовления известково-кремнеземистого вяжущего и способ приготовления силикатной смеси на основе известково-кремнеземистого вяжущего для прессованных изделий автоклавного твердения». В способе получения известково-кремнеземистого вяжущего при помоле негашеной извести и кварцевого песка в смесь дополнительно вводят вводный раствор медного купороса. Недостатком приведенного аналога является отсутствие данных по результатам испытания сырцовой прочности для прессованных изделий, формовочная смесь с использованием такого вяжущего, имеет высокую формовочную влажность и невысокая автоклавная прочность.
Прочность сырца обусловлена действием капиллярных сил на 81-82%. В роли клея могут быть вещества - коллоидные клеи, частицы которых с размером менее 0,1 мкм с водой способны создавать мостики, соединяющие различные твердые тела (Хавкин Л.М. Технология силикатного кирпича. М.: ЭКОЛИТ. 2011. 384 с.).
Известно, что способность к размолу у известняка и силикатного кирпича лучше, чем у песка фиг. 1. Известь и молотый карбонатный материал за счет высокой дисперсности оказывают пластифицирующее действие в составе известково-песчаной сырьевой смеси, способствует уплотнению, повышают прочность сырца. Карбонатный материал обладает сравнительно невысокой пустотностью частиц и соответственно, низкой сорбционной влагоемкостью. (Хохряков О.В., Бахтин М.А. О зависимости водопотребности портландцемента и наполнителей от их удельной поверхности и содержания суперпластификатора // Материалы за 7-а международна научна практична конференция, «Динамика и съвременната наука», Том 9, Екология. Здание и архитектура - Республика България, 2011, С. 56-60.)
Задача достигалась способом получения композиционного известково-кремнеземистого вяжущего для силикатных прессованных изделий автоклавного твердения путем совместного помола до удельной поверхности 400 м2/кг и содержащее негашеную известь, кварцевый песок и в качестве добавок вводилась карбонатная порода класса А или Б (ОСТ 21-27-76 «Породы карбонатные для производства строительной извести» и Методические рекомендации по применению Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. Карбонатные породы. Москва, 2007), являющуюся отходом производства извести и щебень из силикатных прессованных изделий автоклавного твердения, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
На предлагаемых вяжущих табл. 1 были приготовлены силикатные смеси разной влажности (с учетом потери влаги на гидратацию) состава 25% вяжущего и 75% кварцевого песка оптимального состава по традиционной технологии с использованием известково-кремнеземистого вяжущего. Выдержка силикатной смеси до полного окончания гидратации быстрогасящейся извести в смеси составила 1 час. Из полученной силикатной смеси были приготовлены образцы путем прессования при давлении 20 МПа и определена сырцовая прочность. Автоклавная прочность определялась после тепловой обработки в автоклавах при давлении 0,9 МПа.
Указанная задача достигнута способом получения композиционного известково-кремнеземистого вяжущего для силикатных прессованных изделий автоклавного твердения, получаемое совместным помолом и содержащее негашеную известь, кварцевый песок и в качестве добавок карбонатную породу класса А или Б (ОСТ 21-27-76 «Породы карбонатные для производства строительной извести» и Методические рекомендации по применению Классификации запасов месторождений и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. Карбонатные породы. Москва, 2007), являющуюся отходом производства извести и щебень из силикатных прессованных изделий автоклавного твердения а помол осуществлен до удельной поверхности 400 м2/кг, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
С максимальным использованием клеящих свойств карбонатной породы и всех составных компонентов табл. 1.
Приготовлены пробы композиционного известково-кремнеземистого вяжущего, путем совместного помола негашеной извести, кварцевого песка и добавок, а в качестве добавок содержит карбонатную породу и щебень из силикатного кирпича, а помол осуществлен до удельной поверхности 400 м2/кг заявляемого состава табл. 2.
На приготовленных пробах композиционного вяжущего табл. 2 приготовлена формовочная силикатная смесь оптимального состава 25% вяжущего и 75% кварцевого песка. Выдержка силикатной смеси до полного окончания гидратации быстрогасящейся извести в смеси составила 1 час. Сформованы образцы путем прессования при давлении 20 МПа. На образцах определена сырцовая прочность. Полученные образцы подвергались автоклавной обработке, при давлении пара 0,9 МПа в промышленных установках результаты представлены в табл. 3.
Сопоставление результатов испытаний прототипов и заявляемого состава композиционного известково-кремнеземистого вяжущего для силикатных изделий автоклавного твердения показывает, что силикатные изделия изготовленные из смеси с использованием заявленного состава композиционного известково-кремнеземистого вяжущего отличаются от изделий из смеси известного состава повышенными характеристиками по сырцовой и автоклавной прочности при сниженной формовочной влажности. Увеличение долговечности за счет снижения потери прочности при МРЗ.
Композиционное известково-кремнеземистое вяжущее для силикатных изделий автоклавного твердения, получаемое совместным помолом негашеной извести, кварцевого песка и добавок, отличающееся тем, что в качестве добавок содержит:
- карбонатную породу класса А или Б,
- щебень из силикатных прессованных изделий автоклавного твердения, а помол осуществлен до удельной поверхности 400 м2/кг, включающее при следующем соотношении компонентов, мас.%:
