ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2246464

КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ МАГНЕЗИАЛЬНОГО ВЯЖУЩЕГО

КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ МАГНЕЗИАЛЬНОГО ВЯЖУЩЕГО

Имя изобретателя: Леонтьев И.В. (RU); Крамар Л.Я. (RU); Королев А.С. (RU); Трофимов Б.Я. (RU); Баранов Р.С. 
Имя патентообладателя: Общество с ограниченной ответственностью "Уралгерметик"
Адрес для переписки: 454084, г.Челябинск, ул. Калинина, 11г, ООО "Уралгерметик"
Дата начала действия патента: 2001.08.08 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении плит и панелей, предназначенных для внутренней и внешней облицовки зданий, подоконных плит, лестничных ступеней, а также для производства сухих строительных смесей и устройства монолитных конструкций: полов, внутренних и наружных штукатурок. Технический результат – повышение одновременно водостойкости, морозостойкости и прочности материалов на магнезиальном вяжущем путем направленного формирования их структуры введением комплексной модифицирующей добавки. Композиция на основе магнезиального вяжущего, содержащая каустический магнезит, высокоактивный аморфный диоксид кремния, раствор хлористого магния и заполнитель, содержит раствор хлористого магния плотностью 1,2 - 1,25 г/см3 и дополнительно тонкодисперсную добавку гидросиликата магния при следующем соотношении компонентов, мас. %: каустический магнезит - 20-30; высокоактивный аморфный диоксид кремния - 1,5-4,5; указанный раствор хлористого магния - 15-25; гидросиликат магния - 1-3,5; заполнитель - остальное.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении плит и панелей для внутренней и внешней облицовки зданий, подоконных плит, лестничных ступеней, а также для производства сухих строительных смесей и устройства монолитных конструкций: полов, внутренних и наружных штукатурок.

Известно, что получение материалов и изделий на магнезиальном вяжущем с высокой прочностью, водостойкостью и морозостойкостью невозможно без применения модифицирующих добавок, при этом предпочтительно минеральных.

Известна масса (RU 2098382, С 04 В 28/30, 1997) для производства облицовочного материала, включающая компоненты в следующем соотношении, мас.%:

  • Каустический доломит 20-60

  • Раствор хлористого магния 29-55

  • Кальциево-магниевый силикат 5-40

  • Поверхностно-активное вещество 0,01-0,1

  • Пигмент 0,5-5

  • Вода остальное

В данном составе кальциево-магниевый силикат используется частично в качестве заполнителя и частично в виде источника кремниевой кислоты, которая способствует, повышению прочности и морозостойкости получаемого облицовочного материала. Вместе с тем, эффективность такого приема не достаточно высока. Если прочность получаемого материала и увеличилась в отдельных составах в два раза, то увеличение морозостойкости до 25...29 циклов не решает проблему долговечности стенового материала, используемого для наружной отделки. Кроме того, нет данных о водостойкости и трещиностойкости материала при изменении влажности окружающей среды.

Известно вяжущее (SU 1433924, С 04 В 9/00), включающее компоненты в следующем соотношении, мас.%:

  • оксид магния 25-45

  • обожженный серпентин 47-67

  • хлористый или сернокислый магний остальное

Это вяжущее обеспечивает прекрасные показатели по прочности и линейным усадкам при твердении, по нет данных о его водостойкости и морозостойкости. К недостаткам предложенного решения можно также отнести дополнительные расходы энергии на обжиг серпентина.

Известны также способы повышения водостойкости магнезиального камня введением минеральных добавок, содержащих повышенное количество активного SiO2 . К ним относятся шлаки, кислые золы, продукты пылеулавливания печей и другие, но данных о том, что такие материалы отличаются высокой водо- и морозостойкостью нет.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является композиция на основе магнезиального вяжущего (RU № 2163578 C1, 27.02.2001), содержащая каустический магнезит, высокоактивный аморфный диоксид кремния, раствор хлористого магния и заполнитель.

Изобретение решает задачу повышения одновременно водостойкости, морозостойкости и прочности материалов на магнезиальном вяжущем путем направленного формирования их структуры введением комплексной модифицирующей добавки.

Сущность изобретения заключается в том, что композиция на основе магнезиального вяжущего, включающая каустический магнезит, высокоактивный аморфный диоксид кремния, раствор хлористого магния и заполнитель, содержит раствор хлористого магния плотностью 1,2...1,25 г/см и дополнительно тонкодисперсную добавку гидросиликата магния при следующем соотношении компонентов, мас.%:

  • Каустический магнезит 20-30

  • Высокоактивный аморфный диоксид кремния 1,5-4,5

  • Раствор хлористого магния плотностью 1,2...1,25 г/см3 15-25

  • Гидросиликат магния 1-3,5

  • Заполнитель остальное

Содержание каустического магнезита в количестве 20-30 мас.% необходимо и достаточно для обеспечения склеивания всех входящих в композицию компонентов в единое целое с минимальной пористостью и максимальной прочностью.

Содержание раствора хлористого магния плотностью 1,2...1,25 г/см3 в количестве 15-25 мас.% необходимо и достаточно для создания удобоукладываемой смеси. Меньшее количество его в композиции приведет к нежелательному уменьшению подвижности смеси, а большее излишне увеличит подвижность, что приведет к снижению прочности и увеличению пористости материала за счет процессов расслоения и воздухововлечения. К тому же, возможно высолообразование, а это нежелательно для отделочных поверхностей.

Присутствие в композиции высокоактивного порошкообразного аморфного диоксида кремния способствует формированию водостойких гидросиликатов магния. Его содержание в композиции, менее 1,5 мас.%, не достаточно для выполнения решаемой задачи, а более 4,5 мас.% просто излишне, излишек останется в свободном состоянии и будет способствовать набуханию материала и снижению его трещиностойкости.

Наличие тонкодисперсного гидросиликата магния инициирует кристаллизацию модифицированных гидратных новообразований, которыми являются стабильные оксихлориды магния и продукты взаимодействия высокоактивного тонкодисперсного диоксида кремния с оксидом магния.

Это обеспечивает дополнительное уплотнение структуры магнезиального камня водостойкими кристаллическими фазами, обусловливая повышение прочности, водостойкости и морозостойкости получаемых материалов и изделий. Содержание инициатора кристаллизации гидросиликатов магния в композиции менее 1 мас.% не достаточно для целенаправленной кристаллизации нужных новообразований. Увеличение содержания добавки гидросиликата магния свыше 3,5 мас.% приведет к повышению расхода вяжущего и затворителя, самых дорогих компонентов, а также к снижению прочности магнезиального камня.

Заполнитель необходим для экономии вяжущего и создания прочного минерального каркаса. В качестве заполнителя могут быть использованы любые горные породы осадочного, магматического и /или метаморфического происхождения.

Композицию для изготовления изделий строительного назначения приготавливают следующим образом.

Каустический магнезит, заполнитель, аморфный высокодисперсный диоксид кремния и тонкодисперсный гидросиликат магния смешиваются всухую, затем полученная сухая масса тщательно перемешивается в течение 1...3 минут с водным раствором хлористого магния плотностью 1,2...1,25 г/см3 в количестве, обеспечивающем литую подвижность магнезиальной смеси. Полученную композицию заливают в формы и выдерживают в течение 4...5 часов.

Изготовленные составы композиций, представлены в таблицах 1 и 2. Из полученных характеристик композиций видно, что использование комплексной добавки позволяет получать водостойкие изделия с достаточной морозостойкостью и прочностью при низких расходах вяжущего.

Повышение прочности предлагаемого материала позволяет при использовании органического заполнителя получать эффективные теплоизоляционные бетоны, а при использовании специальных заполнителей с высокими характеристиками по твердости абразивы.

Таблица 1
N смеси Добавки, % от массы цемента Прочность при сжатии (28сут) МПа Коэффициент водостойкости *, 28 суток Морозостойкость по ГОСТ10060.1, Циклы
1 Heт 46,5 0,51 20
2 Гидросиликат магния 5 53,4 0,65 25
3 Гидросиликат магния 10 39,3 0,68 35
4 Микрокремнезем 15 38,3 0,83 95
5 Микрокремнезем 8 40,3 0,80 60
6 Гидросиликат магния 5,      
  Микрокремнезем 8 48,0 0,90 200
7 Гидросиликат магния 10      
  Микрокремнезем 10 53.5 0.93 230
*Коэффициент водостойкости определяли по отношению прочности образца, насыщенного водой в течение четырех суток, согласно ГОСТ 10060.0, к прочности образцов, твердевших в естественных условиях.

Таблица 2
N смеси Каустический магнезит, % Затворитель, % Заполнитель, % Добавки, % от массы композиции Прочность при сжатии (28 сут), МПа Коэффициент размягчения
1 20 15 65 нет 33,5 0,55
2 30 25 45 нет 45,0 0,60
3 17,5 15 65 гидросиликат магния 1,0 аморфный кремнезем 1,5 45,0 0,91
4 22 25 45 гидросиликат магния 3,5 аморфный кремнезем 4,5 53,4 0,90
5 19,5 20 55 гидросиликат магния 2,5 аморфный кремнезем 3,0 58,3 0,96

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Композиция на основе магнезиального вяжущего, содержащая каустический магнезит, высокоактивный аморфный диоксид кремния, раствор хлористого магния и заполнитель, отличающаяся тем, что она содержит раствор хлористого магния плотностью 1,2 - 1,25 г/см3 и дополнительно тонкодисперсную добавку гидросиликата магния при следующем соотношении компонентов, маc.%:

  • каустический магнезит 20-30

  • высокоактивный аморфный диоксид кремния 1,5-4,5

  • указанный раствор хлористого магния 15-25

  • гидросиликат магния 1-3,5

  • заполнитель остальное

 

Версия для печати
Дата публикации 06.04.2007гг


вверх