SU1747420A1 - Способ приготовлени гипсобетонных изделий - Google Patents

Abstract

Использование: в промышленности строительных материалов. Сущность изобретени : способ изготовлени  гипсобетонных изделий, включающий смешение полуводного гипса, мелкодисперсного железосодержащего отхода доменного производства , пористого заполнител  затворение водным раствором, содержащим бишофит, формование из полученной смеси изделий методом лить , предусматривает приготовление водного раствора путем введени  би- шофита в сточные нейтрализованные воды производства пенополистирола до получени  раствора плотностью 1,08 г/см3 с последующей подачей щелочного стока производства капролактама из расчета получени  водогипсового отношени  0,45-0,5, а затворение осуществл ют до прекращени  газовыделени . Прочность при сжатии гипсобетона 4.85 МПа в водонасыщенном состо нии, коэффициент разм гчени  0,8. 1 табл. Известен способ приготовлени  гипсобетонных изделий, состо щий в перемешивании сухих компонентов в жущего с пористым заполнителем (керамзитом) и последующим затворением сухой смеси водой в состав которой, перед затворением, вводитс  органический замедлитель схватывани  в количестве 0,5-0,7% от массы в жущего. Известным способом получена лита  гип- собетонна  смесь с подвижностью ОК 1 б см и на ее основе гипсобетон повышенной (Л С ч| Јь VJ Ь Ю О

Description

водостойкости с коэффициентом разм гчени  Кразм 0,66-0,70.

Изготовленный известным способом литой гипсобетона имеет повышенную водостойкость Краз 0,66-0,70 и высокую прочность образце гипсобетона, высушенного до посто нной массы, 9,2-13,2 МГОа. Нар ду с указанным достоинствами способа получени  литого гипсобетона имеютс  и недостатки , ограничивающие его широкое применение: низка  подвижность бетонной смеси (СК 16 см) при В/В 0.57-0,60 и введенном замедлителе и пластификаторе СДБ в количестве 0,5-0,7% от массы ГЦПВ; низка  прочность в разные сроки твердени , т.е. через 2 ч (2,1-2,6 МПа); низка  и негарантийна  трещмностойкость при твердении вследствие образовани  минерала эттрингита; короткий срок начала .схватывани  (10-20 мин), что лимитирует применение способа дл  монолитного домостроени .

Наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ приготовлени  гипсобетонных изделий , включающий смешение полуводного гипса, мелкодисперсного железосодержащего отхода доменного производства, пористого заполнител , затворение водным раствором, содержащим бишофит, формование из полученной смеси изделий методом лить .

Полученна  этим способом гипсобе- тонна  жестка  смесь имеет начало схватывани  через 15-20 мин, а конец через 20-25 мин, вто врем  как полуводный гипс, типа Г4ПБ, прин тый в известном способе приготовлени  бетонной смеси, имеет начало схватывани  8 мин, а конец 12 мин.

Известным способом получен из жесткой смеси гипсобетон повышенной водостойкости (Краз 0,75) и с прочностью через 2 ч и 28 сут твердени  на воздухе соответственно 9,6 и 12,3 МПа.

Нар ду с достоинствами известного способа получени  гипсобетона из жесткой смеси имеютс  и существенные недостатки: не повышаетс  прочность гипсобетона, в том числе и литого, в процессе его сушки при 50±5°С, т.е. если сформованный бетон через 2 ч с момента затвердени  смеси поместить в сушильный вакуумный шкаф и сушить при 50±5°С до посто нной массы, то его прочность (в противоположность обычному гипсобетону) не увеличиваетс  по отношению к первоначальной, приобретенной после 2 ч пребывани  на воздухе; на поверхности сухого гипсобетона по вл ютс  светлого тона высолы вследствие диффузии избыточных молекул MgCl2 (не вступивших в реакцию образовани  нерастворимых соединений) на поверхность и последующей кристаллизации под вли ни- ем паров воды и переходов в кристаллогидрат MgCl2 6H20.

Известный способ не пригоден дл  получени  литого гипсобетона с фактическим водов жущим отношением более 0,4, так как резко снижаетс  прочность в 2-2,5 раза и водостойкость, особенно в присутствии органических эффективных замедлителей схватывани , что лимитирует применение такого гипсобетона дл  монолитного домо- строени  или формование стеновых блоков методом лить .

Цель изобретени  - увеличение прочности , исключение высолов при сохранении водостойкости.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что способ приготовлени  гипсобетонных изделий , включающий смешение полуводного гипса, мелкодисперсного железосодержащего отхода доменного производства, пори- стого заполнител , затворение водным раствором, содержащим бишофит, формование из полученной смеси изделий методом лить , предусматривает приготовление водного раствора путем введени  бишофи- та в сточные нейтрализованные воды производства пенополистирола до получени  раствора плотностью 1,08 г/см3 с последующей подачей щелочного стока производства капролактама из расчета получени  водогипсоаого отношени  0,45-0,5, а после затворени  осуществл ют окончательное смешение до прекращени  газовыделени , Химический состав жидких нейтрализованных сточных вод производства вспени- вающегос  пенополистирола включает компоненты при следующем их соотношении , мас,%:

Мд(ОН)з2,3-2,8

(коллоидна 

взвесь)

. ,15-0,17

N32S04 0,10-0,15

NaOH 0,1-0,12

Полистирол9,5-11,0

Поливиниловый

-спирт0,013-0,14

ВодаОстальное

В предлагаемом способе получени  ли- того гипсобетона повышенной водостойкости примен ют компоненты со следующей их характеристикой.

Полуводный гипс / -модификации типа Г4ПБ с насыпной плотностью 980 кг/м3. Начало схватывани  8, а конец 12 мин. Карбонатных примесей 6,2%.

Железосодержащие мелкодисперсные отходы доменного производства.

Усредненный химический состав следу- ющий, мас.%: SI02 6,33-12,66; 0.93- 1,75; СаО 10,47-32,43; МдО 1,56-1,72; FeO 3,21-8,31; Fe 0,34-1,63; FezOs 33,21-41,08; MnO 0.065-0,90; PaOs 1,053-0,14; 50з 1,18- 1,80; S 0,47-0,72; С 16,01-18,50; Na20 + КзО 1,173-0,32; ТЮ2 1.86-2,17. В качестве последних может примен тьс  колошникова  пыль или сухой шлам газоочистки доменных печей, или агломерационные молотые высевки , получаемые из колошниковой пыли, шлама газоочистки путем агломерации. Все эти отходы имеют близкий химический и вещественный составы.

В предлагаемом составе можно примен ть и смесь этих отходов в различных про- порци х.

Гранулометрический состав железосодержащих отходов газоочистки доменных печей должен содержать не менее 50% фракции с диаметром частиц менее 0.135 мм и не менее 25% массовых фракций с диаметром частиц менее 0,14 мм. Максимальный размер диаметра остальных частиц не превышает 1.25 мм.

Вещественный состав колошниковой пыли и шлама газоочистки доменных печей состоит из двух частей: руда 20-30 мас.% и агломерат 70-80 мас.%.

В состав руды вход т следующие минералы , мае %: Свободна  окись железа 46-48 Свободное железо 32-36 Закись железа 6-7 Глиноземсодержащие минералы 2-3 Гипс и магнезит 3-4 Полевой шпат, окись титана, соединени  марганца и т.д. Остальное В состав агломерата вход т следующие минералы и частицы сплава, мас.%:

m СаО n FeO70-75

Фа лит (FeSiOs)2,5-3

Силикаты щелочно-зе- мельных и щелочных

металлов2-3

Дегидратированные алюмосиликаты

mAl203-nSi021,5-2

Частички углерода18-20

ПримесиОстальное

Используют керамзит с насыпной плотностью 442 и 700 кг/м3 и соответствующей маркой по прочности П 75 и П 100.

Гранулометрический состав керамзита с преобладанием гранул с диаметром 10 мм 80-85%, гранул с диаметром 20 мм 13-15%, с диаметром 5 мм 3-5% и с диаметром 2,5 мм не имелось,

Органический замедлитель схватывани  -жидкий отход произвбдства капролак- тама типа ЩСПК-М2 (щелочной сток производства капролактама) с плотностью 1,203 г/см3. Цвет темно-коричневый с слабым запахом аммиака, нетоксичен. Технические услови  на данный вид отходов находитс  в стадии разработки. Химический состав ЩСПК-М2 следующий, мас.%:

Адипинат натри 20,2

Лактам6,5

Сернокислый натрий 7,5

Свободные щелочи2,56

ВодаОстальное

Жидкость затворени  плотностью 1.08 г/см3.

Получают смешиванием двух жидких веществ - жидких нейтрализованных сточных вод производства пенополистирола, имеющих плотность 1,014 г/см3 и соли магни  - гидрооксихлорида магни  (би- шофита) - MgCIa -6Н2О.

Расход последнего регламентируетс  требуемой плотностью получаемого затво- рител  1,08 г/см3. На 1 м3 жидких отходов производства пенополистирола с плотностью 1,014 г/см3 требуетс  165-170 кг MgCl2 6H20.

Способ получени  литого гипсобетона может быть реализован по-разному, но об зательно вначале приготавливают маг- нийхлорсодержащий раствор плотностью 1,08 г/см , который затем в количестве 0,76-0,85% от массы сухого в жущего вводитс  жидкий органический замедлитель схватывани  - отход производства капро-  актама ЩСПК. Полученным смешенным раствором затвор ют смесь сухих компонентов гипсобетона. Магнийхлорсодержа- щий раствор с плотностью 1.08 г/см3 приготавливают следующим способом. В большую емкость насосом подают жидкий отход производства пенополистирола с плотностью 1,014 г/см3. В эту же емкость с жидкими отходами засыпают соль магни  MgCl2-6H20 в количестве 165-179 кг/м3 из расчета получени  общей плотности затво- рител  1,08 г/см3. При меньшей плотности не достигаетс  нужной водостойкости, а при увеличении наблюдаютс  высолы на поверхности готового гипсобетона, что противоречит цели изобретени . Перед за- творением сухой смеси в раствор подают

замедлитель схватывани . Раствор рекомендуетс  перед употреблением перемешать сжатым воздухом, подающимс  через резиновый шланг.

Предлагаемым способом получена лита  гипсобетонна  смесь на пористом заполнителе (керамзите) с соблюдением плотной упаковки. При этом на 1 м литой бетонной смеси расходуют 1 м3 керамзита с насыпной плотностью от 442 до 700 кг/м . Растворна  часть 1 м литого гипсобетона включает полуводного гипса типа Г4ПБ 765-800 кг; железосодержащих отходов доменных печей 23,7-24,4 кг; магнийхлор- содержащего затворител  с плотностью 1,08 г/см3 378-399,6 кг (350-370 л); замедлител  схватывани  ЩСПК-М2 с плотностью 1,203 г/см3 6,015-7,22 кг (5-6 л); фактическое водов жущее отношение -0,45-0,5.

П р и м е р 1. Дл  приготовлени  20 л литой гипсобетонной смеси, содержащей в массовых дол х: в жущее:керамзит:(маг- нийхлорсодержащий раствор с плотностью 1,08 г/см3 + жидкий замедлитель схватывани  с плотностью 1.203 г/см3) или сокращенно В:К:(Р+3) соответственно 1:0,56:0,48 с фактическим водов жущим отношением В/В 0,45, вначале готов т магнийхлорсо- держащий раствор с плотностью 1,08 г/см . Дл  этого в 7 л жидких нейтрализованных отходов производства пенополистирола с плотностью 1,014 г/см3 ввод т 1,15 кг гид- роксихлорида магни  MgCla BHaO, который за 5 мин npVi перемешивании сжатым воздухом полностью раствор етс  и плотность раствора достигает 1,08 г/см3. В полученный объем 7,1 л магнийхлорсодер- жащего раствора (прирост объема происходит за счет химически св занной воды MgCh -6Н20) ввод т 0.1 л замедлител  охва- тывани  ЩСПК-М2 плотностью 1,203 г/см3, что составл ет в массовом количестве 0,1203 кг. Таким образом, общее количество раствора затворител  дл  20 л гипсобетона составл ет 7,688 кг. В другую лабораторную мешалку помещают 20 л керамзита с насыпной плотностью 442 кг/м3, что составл ет в массовом количестве 8,840 кг, а также в жущее , состо щее из 15,3 (97%) полуводного гипса и 0,474 кг (3%) колошниковой пыли. Керамзит и в жущее в сухом виде перемешивают в течение 1,5 мин. В см есь сухих компонентов в количестве 24,614 кг после перемешивани  в течение 1,5 мин ввод т (без остановки смесител ) предварительно приготовленный раствор с замедлителем схватывани  в количестве 7,688 кг, и перемешивание продолжают до прекращени 

выделени  газов СОа. т.е. в течение 4 мин. Полученна  лита  бетонна  смесь с подвижностью ОК 20 см схватываетс  через 45 мин. Фактическое водов жущее отношение данной опытной смеси составл ет 0,45, так как в учет вз та только вода, содержаща  в жидких нейтрализованных отходах производства пенополистирола с плотностью 1,014 г/см , и вода, введенна  с замедлителем схватывани  ЩСПК-М2 и химически св занна  в MgCIa -бНаО. Из полученной литой гипсобетонной смеси формуют методом лить  18 образцов гипсобетона размером 10 х 10 х 10 см, Шесть образцов

испытывают на прочность через 2 ч с момента затворени , а остальные двенадцать помещают в вакуумный сушильный шкаф и сушат при 50±5°С до посто нной массы. Шесть сухих образцов испытывают на прочность , а шесть остальных помещают на 2 ч в воду и также испытывают на прочность с целью определени  коэффициента разм гчени .

Данные испытаний приведены в таблице .

Высушенные образцы имеют гладкую поверхность без признаков высолов,

П р и м е р 2. Литую гипсобетонную смесь приготавливают по методике примера 1, но на 20 л смеси было прин то керамзита 20 л с насыпной плотностью 550 кг/м3, т.е. общей массой 11 кг; полуводного гипса 15 кг 660 г; шлама газоочистки доменных печей 0,484 кг; магнийхлорсодержащего

раствора с плотностью 1,08 г/см3 7,2 л (7,780 кг); замедлител  схватывани  ЩСПК-М2 0,110 л (0,132 кг), что обеспечивает получение литой бетонной смеси в соотношении массовых долей В:К:(Р+3)

1:0,700:0,9. Водов жущее отношение В/В 0,47.

Испытание свойств затвердевшего литого бетона, приготовленного предлагаемым способом, осуществлено по методике

примера 1.

Данные испытаний приведены в таблице. П р и м е р 3. Литой гипсобетон повышенной водостойкости приготавливают по известному способу, прин тому за прототип . Готов т 20 л литой бетонной смеси с расходом компонентов, кг: керамзит (20 л) с насыпной плотностью 442 кг/м3 8,840; полуводный гипс ГНПБ 15,300; колошникова  пыль 0,376; каустический магнезит 0,158,

раствор хлористого магни  плотностью 1,105 г/см 7,668, т.е. состав приготовл емой литой бетонной смеси в массовых дол х (Bi:K:Pi) соответственно составл ет 1:0,56:0,48 при фактическом водов жущем

отношении В/В 0,43, так как концентраци  раствора по расходу твердой соли MgCl2 составл ет 12%. Отдозированные компоненты в жущего 15,300 кг (97%) полуводного гипса, 0,316 кг (2%) колошниковой пыли, 0,156 кг (1 %) каустического магнезита и 8,840 кг керамзита помещают в лабораторный смеситель и перемешивают в течение 2 мин, а затем в смеситель ввод т раствор гидрооксихлорида магни  MgClz BHaO плотностью 1,105 г/см3 в количестве 7,668 кг (7,56 л) и перемешивание продолжают еще 2 мин. Начало схватывани  гипсобе- тонной смеси наступает через 25 мин. Из полученной бетонной смеси с подвижностью ОК 16 см формуют методом лить  18 образцов литого гипсобетона, которые испытывают по методике, приведенной в примере 1.

Результаты испытаний приведены в таблице.

При использовании предлагаемого способа получени  литой гипсобетонной смеси утилизируютс  железосодержащие отходы

Claims (1)

1. доменного производства и жидкие отходы производства пенополистирола, обеспечиваетс  гарантийна  трещиностойкость при твердении, так как не образуетс  эттрингита , т.е. потери брака снижаютс  на 30-40%. Формула изобретени  Способ приготовлени  гипсобетоиных изделий, включающий смешение полуводного гипса, мелкодисперсного железосодержащего отхода доменного производства, пористого заполнител , эатворение водным раствором, содержащим бииюфит, формование из полученной смеси изделий методом лить , отличающийс  тем, что, с

   целью увеличени  прочности, исключени  высолов при сохранении водостойкости, водный раствор готов т путем введени  би- шофита в сточные нейтрализованные воды производства пенополистирола до получени  раствора плотностью 1,08 г/см3 с последующей подачей в него щелочного стока производства капролактама из расчёта получени  водогипсового отношени  0,45-0,5, а затворение осуществл ют до прекращени  газовыделени .

   Состав и соответствующие свойства литого гипсобетона, полученного известным за вл емым способом

   кассовые доли: В - в жущего, содержащего 97 мэсД полуаодного гипса и 3 нас Л железосодержащих отходов доменного производства , К - керамзита, Р - магнийхлорсодержащего раствора с плотностью 1,08 г/см3, ЩСЛК-;й с плотностью 1,203 Массовые доли: 8, - в жущего, содержащего 97 мас,% полуводного гипса, 2% железосодержащих отходов доменного производства; Pt - раствора гидроксида магни , В, включает 1 мас.% MgO замедлитель схватывани ч