сырьевая смесь для ячеистых изделий автоклавного твердения

Классы МПК:C04B2/04 гашение
C04B38/02 полученные добавлением химических газообразующих средств
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-11-01
публикация патента:

Изобретение относится к строительной индустрии и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных, конструкционно-теплоизоляционных, конструкционных изделий автоклавного твердения. Сырьевая смесь для ячеистых изделий автоклавного твердения содержит, мас.%: известь кальциевую комовую негашеную 5-12, портландцемент 7-14, молотый кварцевый песок 38-51, алюминиевую пасту 0,03-0,12, вяжущее, состоящее из предварительно погашенной извести с добавкой молотого двуводного гипса в количестве 0,05-0,25% (в пересчете на полугидрат), 15-25%, воду (сверх 100% сухих компонентов) в количестве, соответствующем водотвердому соотношению B/T=0,5-0,6. Технический результат - повышение качества строительных материалов ячеистой структуры, снижение водопотребности сырьевой смеси, уменьшение времени выдержки сырца до автоклавной обработки. 1 пр., 2 табл., 2 ил.

сырьевая смесь для ячеистых изделий автоклавного твердения, патент № 2509737 сырьевая смесь для ячеистых изделий автоклавного твердения, патент № 2509737

Формула изобретения

Сырьевая смесь для ячеистых изделий автоклавного твердения, характеризующаяся тем, что сырьевая смесь для ячеистых изделий автоклавного твердения, содержащая воду, известь кальциевую комовую негашеную, цемент, молотый кварцевый песок, алюминиевую пасту и молотый двуводный гипс, отличающаяся тем, что содержит 15-25% вяжущего, состоящего из предварительно погашенной извести с добавкой двуводного гипса в количестве 0,05-0,25% (в пересчете на полугидрат), при следующем соотношении компонентов, мас.%:

указанное вяжущее 15-25
известь негашеная 5-12
песок кварцевый молотый 38-51
портландцемент 7-14
алюминиевая паста0,03-0,12


и воду (сверх 100% сухих компонентов) в количестве, соответствующем водотвердому соотношению B/T=0,5-0,6.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительной индустрии, а именно к производству вяжущих и может быть использовано для получения ячеистых материалов автоклавного твердения. Сырьевая смесь для изготовления ячеистого бетона относится к пористым строительным материалам и может быть использована для изготовления теплоизоляционных, конструкционно-теплоизоляционных, конструкционных изделий автоклавного твердения.

Известен состав сырьевой смеси для получения ячеистых изделий автоклавного твердения, состоящий из следующих компонентов, вес.%: извести кальциевой комовой негашеной 7-14, песок кварцевый молотый 38-51, портландцемент 7-14, алюминиевая пудра 0,03-0,12, поверхностно-активная добавка 0,001-0,006, двуводный гипс молотый 1-1,5 (RU 2304126 C2, C04B 38/02) [3]. Недостаток данного технического решения - малая прочность получаемых изделий.

Изобретение направлено на повышение качества строительных материалов ячеистой структуры, снижение энергоемкости производства, снижение водопотребности сырьевой смеси, управление гашением извести, уменьшение времени выдержки сырца ячеистых изделий до автоклавной обработки, снижение себестоимости производства.:

Указанная цель достигается за счет того, что сырьевая смесь для ячеистых изделий автоклавного твердения содержащая воду, известь кальциевую комовую негашеную, цемент, молотый кварцевый песок, алюминиевую пасту и молотый двуводный гипс, отличается тем, что содержит 15-25% вяжущего состоящего из предварительно погашенной извести с добавкой двуводного гипса в количестве 0,05-0,25% (в пересчете на полугидрат), при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Предложенное вяжущее 15-25;
Известь негашеная 5-12;
Песок кварцевый молотый 38-51;
Портландцемент 7-14;
Алюминиевая паста0,03-0,12

и воду (сверх 100% сухих компонентов) в количестве, соответствующем водотвердому соотношению B/T=0,5-0,6.

Сущность изобретения в сравнении с прототипом состоит в возможности полного использования гидратных свойств извести, за счет предварительного гашения извести. При высокой температуре гашения извести до 190°C, получаемой при низком расходе воды (В/И=0,32-0,64) в смеси с добавкой двуводного гипса, возможно разложение гипса до полуводной его модификации. Полученный при гашении извести при высоких температурах полуводный гипс повышает растворимость гидроксида кальция, замедляя рост кристаллов Ca(OH2). Седиментационным анализом установлено, что в продуктах гашения извести с двуводным гипсом содержатся 20% высокодисперсных частиц размером от 0 до 5 мкм. Полученные высоко дисперсные частицы CaO не агрегируют, так как они находятся в насыщенных известковых смесях, что способствует сохранению их размеров и активных свойств и позволяет сократить время на помол извести. Впервые установлено, что гидратация полугидрата, образованного в результате высокотемпературной реакции гашения извести в насыщенных известковых растворах (соотношение известь: вода применительно соотношению их в ячеистобетонных блоках) замедляется и полностью не гидратирует до двугидрата, данные процессы в технической литературе не описаны. Таким образом, предлагаемое решение обладает критерием «новизна». Полученный полугидрат гипса в условиях тепловлажностной обработки и среде, богатой известью, активно участвует в образовании комплексного соединения высокоосновного гидрата сульфата кальция Ca2(SO4)2 ·H2O по схеме:

сырьевая смесь для ячеистых изделий автоклавного твердения, патент № 2509737

При взаимодействии высокодисперсных гидроксидов кальция и высокоосновного гидрата сульфата в присутствии остальных составляющих вяжущего отмечается образование в автоклавных условиях комплексных соединений - гидросульфосиликатов и гидросульфокарбосиликатов кальция с игольчатой морфологией кристаллов. Полученные игольчатые кристаллы армируют структуру способствуя росту прочности композиционного вяжущего (доказано рентгенофазовым анализом, микроскопическими исследованиями) (рис.1, 2).

Следует отметить, что степень гидратации зерен CaO в случае гашения извести при В/И=0,48-0,64 составляет 100%. Уменьшение количества воды на гашение менее 0,48 приводит к появлению непогашенных зерен CaO, а увеличение количества свыше 0,64 приводит к появлению крупных кристаллов Ca(OH)2, увеличению плотности вяжущего,, что - негативно сказывается при формировании пористой структуры, поэтому В/И соотношение от 0,48 до 0,64 принято как граничное.

Применение добавки гипса свыше 0,25 мас.% нецелесообразно, т.к. он остается в несвязанном виде и не полностью участвует в процессах фазообразования автоклавного ячеистого бетона с получением менее прочной гидросиликатной связкой, поэтому данное количество гипса принято как граничное. Уменьшение количества ниже 0,05 мас.% гипса не достаточно для появления хорошо закристаллизованных гидросульфосиликатов кальция, что приводит к снижению прочности готового изделия, поэтому это количество гипса принято как граничное.

В работе использованы следующие материалы:

- известь ОАО «Стройматериалы» (Белгород);

- песок Нижне-Ольшанского месторождения;

- портландцемент ОАО «Белгородский цемент»;

- двуводный гипс Новомосковского месторождения.

Известь в соответствии с ГОСТ 9179-77. Песок кварцевый по ГОСТ 8736-93. Портландцемент по ГОСТ 10178-85. Двуводный гипс в соответствии с ГОСТ 4013-82. Для приготовления ячеистых образцов использовалась алюминиевая паста для бетонов марки ГБ-1, условная активность не менее 900 г/см3.

Для приготовления сырьевой, ячеистобетонной смеси известь гасится отдельно при В/И=0,32-0,64 с добавкой 0,05-0,25% двуводного гипса в пересчете на полуводный (табл.2), другая часть извести поступает на совместный помол вяжущего в присутствии кварцевого компонента и гасится в смеси для сохранения эффекта тепловыделения от гашения извести и лучшего прохождения реакции газообразования и; получения более равномерной поровой структуры.

Опытным путем установлено, что целесообразно для производства газобетона предварительно отдельно гасить 15-25% с добавкой двуводного гипса. Увеличение количества предложенного вяжущего в ячеистобетонной смеси свыше 25% нецелесообразно, т.к. это приводит к увеличению плотности изделий. Уменьшение количества предложенного вяжущего ниже 15% нецелесообразно, т.к. происходит падение прочности получаемых ячеистых изделий.

Возможно, снижение водопотребности сырьевой смеси от 0,5 до 0,48 при неизменных реологических характеристиках при формировании ячеистой структуры композита.

Пример. Для получения 100 г.вяжущего известь измельчали отдельно в шаровой мельнице до удельной поверхности 300 м2/кг, добавку гипса - до полного прохождения через сито № 008. Продукт помола извести в количестве 99,85 г.(99,85 мас.%) перемешивали с 0,15 г. двуводного гипса (0,15 мас.%) в смесителе (состав № 7, табл.2). В дальнейшем, полученную смесь гасили в герметичном сосуде при В/И=0,48 (48 мл воды). Температура гашения вяжущего составила 160°C, время достижения 5 мин. Известь при гашении рекомендуется орошать водой, тогда можно достичь равномерного, высокотемпературного гашения известковой массы. Время выдержки извести с добавкой двуводного гипса устанавливается исходя из времени гашения извести, определяемой по стандартной методике.

В таблице 1 приведены составы для приготовления ячеистобетонной смеси (1000 г сухих компонентов и воды (сверх 100% сухих компонентов) в количестве, соответствующем водотвердому соотношению В/Т=0,48).

Таблица 1
Состав ячеисто-бетонной смеси
Компоненты смесимас.% масса, г
Вяжущее предложенное 25250
Известь негашеная11,9 119
Песок кварцевый 50500
Портландцемент13 130
Паста алюминиевая 0,11

Предварительно производили помол известково-песчаного вяжущего при соотношении компонентов 1:1 (119 г.кварцевого песка и 119 г.негашеной извести) до удельной поверхности 400-500 м 2/кг (табл.1). Остальную часть кварцевого песка в количестве 381 г.измельчали отдельно до удельной поверхности 250-300 м 2/кг. Дозировка цемента составила 130 г (13 мас.%). Предварительно подготовленное известковое вяжущее брали в количестве 250 г.Компоненты загружали в смеситель в следующей последовательности: молотый кварцевый песок, вода 480 мл, затем известковое вяжущее, известково-песчаное вяжущее, цемент и перемешивали до однородного распределения по объему смеси. В подготовленную смесь вводили водную суспензию газообразователя состоящую из 1 г.алюминиевой пасты и 20 мл. воды (воду брали из общей массы воды). Полученную сырьевую смесь заливали в формы - кубы размером 10×10×10 см. Образцы вызревали при комнатной температуре 2,5 часа, после чего снимали горбушку. Образцы автоклавировали при температуре 183°C и избыточном давлении 10 атм. по режиму: пуск давления - 2 ч, изотермическая выдержка - 6 ч, сброс давления - 2 ч.

Представленные в таблице 2 полученные изделия соответствуют требованиям ГОСТ 21520-89 и по назначению относят к конструкционно-теплоизоляционным ячеистым материалам.

Таблица 2
Физико-механические характеристики ячеистого изделия
№ смесиСодержание двуводного гипса в пересчете на полуводный гипс, %Кол-во воды на гашение извести (В/И)Прочность на сжатие, МПаПлотность, кг/м3
1- 0,324,6 830
2 0,057,3 800
3 0,157,2800
40,25 6,5800
5- 0,486,5800
60,05 7,8740
70,15 8,5760
80,258,0 800
9 -0,64 6,2800
100,05 8800
110,157 780
12 0,256,5800
13 прототип 0,7-4,5 800

Техническим результатом является увеличение механической прочности изделий на 89% после автоклавной обработки, сокращение времени выдержки при наборе критической прочности сырца перед автоклавной обработкой на 17%, уменьшение водотвердого отношения в сырьевой смеси на 8%.

Использование предложенной технологии и рецептуры позволит создавать высокоэффективные, конкурентоспособные и экологически чистые ячеистые изделия.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2509737

patent-2509737.pdf

Класс C04B2/04 гашение

композиция гашеной извести и способ ее получения -  патент 2519285 (10.06.2014)
способ и устройство для гидратации содержащего сао материала в виде частиц или порошка, гидратированный продукт и использование гидратированного продукта -  патент 2370442 (20.10.2009)
гидратор-сепаратор для изготовления извести-пушонки и способ изготовления извести-пушонки с его использованием -  патент 2363672 (10.08.2009)
карбонатонаполненная известь для производства газосиликата -  патент 2207993 (10.07.2003)
невзрывчатый разрушающий состав нрс-2 -  патент 2206533 (20.06.2003)
невзрывчатый разрушающий состав нрс-1 -  патент 2206532 (20.06.2003)
способ получения гидратной извести и технологическая линия для его осуществления -  патент 2197442 (27.01.2003)
невзрывчатый разрушающий состав -  патент 2159747 (27.11.2000)
способ изготовления известковой пасты -  патент 2158240 (27.10.2000)
невзрывчатый разрушающий состав -  патент 2148558 (10.05.2000)

Класс C04B38/02 полученные добавлением химических газообразующих средств

состав керамзитобетонной смеси -  патент 2527974 (10.09.2014)
сырьевая смесь для получения газобетона -  патент 2524361 (27.07.2014)
состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного твердения -  патент 2500654 (10.12.2013)
сырьевая смесь для получения пористого заполнителя -  патент 2497780 (10.11.2013)
сырьевая смесь для приготовления морозостойких стеновых строительных камней и монолитных стен -  патент 2484067 (10.06.2013)
сырьевая смесь для изготовления керамических теплоизоляционных строительных материалов -  патент 2484063 (10.06.2013)
сырьевая смесь для изготовления газобетона -  патент 2484062 (10.06.2013)
способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала -  патент 2483046 (27.05.2013)
способ приготовления газообразователя для поризации гипсовых смесей -  патент 2478595 (10.04.2013)
способ изготовления сырьевой смеси для ячеистого бетона -  патент 2472753 (20.01.2013)
Наверх