СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИТОВ И ИЗДЕЛИЙ

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИТОВ И ИЗДЕЛИЙ


RU (11) 2070173 (13) C1

(51) 6 C04B28/14, C04B111:20 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1996.12.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 93033171/33 
(22) Дата подачи заявки: 1993.06.25 
(45) Опубликовано: 1996.12.10 
(56) Аналоги изобретения: Авторское свидетельство СССР N 808426, кл. C 04 B 11/02, 1981. Зубарев К.А. Справочник по производству гипса и гипсовых изделий, Госстройиздат, 1963, с. 67. 
(71) Имя заявителя: Воронежская государственная архитектурно-строительная академия 
(72) Имя изобретателя: Шмелев Г.Д.; Потапов Ю.Б.; Золотухин С.Н.; Семенов В.Н. 
(73) Имя патентообладателя: Воронежская государственная архитектурно-строительная академия 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИТОВ И ИЗДЕЛИЙ 

Изобретение относится к области строительных материалов и изделий на основе гипсосодержащих отходов химических производств, в частности фосфогипса дигидрата и может быть использовано при изготовлении стеновых камней и облицовочных плит. Способ позволяет получать изделия из фосфогипса дигидрата с прочностью соответствующей низкомарочным строительным гипсовым вяжущим, при повышенных температурах с сокращением продолжительности технологического цикла. Способ включает измельчение смесей, их перемешивание с 30% воды, формование изделий из полученных смесей их виброуплотнение, а также тепловлажностью обработку, которую согласно изобретению производят в закрытом объеме при температуре 85 - 95oC в течение 12 - 14 ч, при этом смеси содержат массовых долей, %: фосфогипс дигидрат - 95 - 97, известь - пушенка 3 - 5. 2 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к способу изготовления композитов и изделий на основе гипсосодержащих отходов химических производств, в частности фосфогипса, и может быть использовано при изготовлении стеновых камней и облицовочных плит.

Известен способ изготовления изделий из гипсосодержащих отходов химических производств, включающий формование, тепловлажностную обработку при давлении 1,7 2,5 атм и сушку в автоклаве путем трехкратного повышения давления выше рабочего значения на величину от 0,5 до 1,4 атм выдержки при этом давлении 10 15 мин и снижения давления до атмосферного (1).

Однако при изготовлении изделий по этому способу используется энергоемкое и дефицитное оборудование, требующее сложной автоматизированной системы управления давлением и больших энергозатрат.

Наиболее близким по совокупности признаков к предлагаемому, является способ изготовления изделий из гипсового сырья, включающий измельчение гипсового камня в шаровой мельнице, формование изделий методом прессования, вибротрамбования или вибрации под нагрузкой с последующим выдерживанием в камерах вызревания от 2 до 4 сут и сушкой в искусственной сушилке при 70 - 80oC (2).

Однако известный способ имеет большую продолжительность технологического цикла.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение возможности повышения прочностных характеристик изделий из смесей на основе фосфогипса дигидрата, а также их отверждения при повышенных температурах и соответственно сокращения технологического цикла.

Поставленная задача решается тем, что в способе изготовления композитов и изделий из смесей на основе гипсосодержащих отходов, включающем измельчение смеси, ее перемешивание, формование изделий из полученной смеси, а так же их виброуплотнение и тепловлажностную обработку, согласно изобретению. Тепловлажностную обработку производят выдерживанием отформованных изделий в закрытом объеме при температуре 85 95oC в течение 12 14 ч, при этом смеси содержат массовых долей,

фосфогипс дигидрат 95 97

известь пушенка 3 5

Во время выдержки изделий из смесей фосфогипса и извести в закрытом объеме при температуре 85 95oC происходит образование паровоздушной среды за счет испарения влаги с поверхности изделий. В паровоздушной среде примеси фтора и фосфора, находящиеся в фосфогипсе, активно переходят с поверхности кристаллов гипса, очищая их при этом, на частицы извести, которая адсорбирует их на своей поверхности и образует с ними труднорастворимые устойчивые соединения типа CaF2 и Ca3(PO4)2. В результате происходит перекристаллизация мелких кристаллов гипса в фосфогипсе в более крупные кристаллы частого гипса, что приводит к увеличению конечной прочности изделий на основе фосфогипса на 10 20% по сравнению с прототипом.

Пример: Смеси состоящие из извести пушенки по ГОСТ 9179 77 активностью 60% (II сорт) и сухого фосфогипса дигидрата Уваровского химического комбината, взятого из отвалов, измельчают в течение 1 ч в лабораторной шаровой мельнице. Составы смесей представлены в табл.1.

Полученные смеси затворяли водой в количестве 30% и перемешивали в лабораторном смесителе принудительного действия в течение 60 с. Скорость вращения лопастей смесителя 12,5 с-1. Из готовой смеси формовали образцы-балочки в открытых формах размером 4х4х16 см. Смесь в формах уплотняли на лабораторной виброплощадке с частотой колебаний 3000 в минуту и амплитудой 0,35 мм до полного заполнения форм. Отформованные изделия вместе с формами помещали для дальнейшей тепловлажностной обработки в лабораторный сушильный шкаф СШ-4, где образцы находились в течение 10 16 ч при температуре 90 - 100oC. Набор температуры происходил за 30 мин. Шкаф плотно закрывали в результате чего большая часть водяных паров, испаряющихся с поверхности изделий оставалась в шкафу. Избыточный пар выходил через специальное отверстие в задней стенке шкафа. По окончании тепловлажностной обработки изделия разопалубливали.

Испытания образцов производили на 28 день после изготовления Предел прочности образцов на сжатие определяли на прессе марки УММ-20.

На каждую точку эксперимента температура продолжительность выдержки было изготовлено и испытано по 6 образцов каждого состава. Результаты испытаний указанных составов приведены в табл.2.

Результаты испытаний показывают, что наиболее оптимальными температурами обеспечивающими наивысшую прочность образцов при одной и той же продолжительности тепловлажностной обработки являются 85, 90 и 95o. При указанных температурах прочностные показатели образцов по сравнению с теми же данными для температур 80 и 100oC выше на 10 30% что превышает разницу, которую можно было бы отнести к ошибке эксперимента. По результатам математической обработки для серии испытаний по 6 образцам ошибка эксперимента составляет 5% Анализ длительности тепловлажностной обработки позволяет заключить следующее: при продолжительности обработки 10 ч прочностные показатели при всех указанных температурах и составах оказываются меньше тех, что получены в прототипе. При продолжительности режима тепловлажностной обработки от 12 до 14 ч в температурном интервале 85 95oC прочностные показатели составов 2, 3 и 4 оказываются большими и равными прочности прототипа. При выдержке изделий 16 ч намечается падение прочностных характеристик изделий. Объяснением этому может быть чрезмерное высушивание изделий приводящее к образованию на их поверхности рыхлого слоя полугидрата сульфата кальция. Тот же эффект наблюдается при обработке изделий при 100oC. При 80oC процесс перекристаллизации очевидно происходит менее интенсивно.

Предлагаемый способ включающий измельчение смеси на основе гипсосодержащих отходов, формование, виброуплотнение и тепловлажностную обработку изделий при температуре 85 95oC в течение 12 14 ч позволяют сократить продолжительность технологического цикла при сохранении или увеличении на 10 15% конечной прочности изделий. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ изготовления композитов и изделий путем совместного тонкого помола в шаровой мельнице гипса дигидрата и активатора извести-пушонки с последующим затворением продукта помола водой, формованием с виброуплотнением и термообработкой, отличающийся тем, что в качестве гипса дигидрата используют фосфогипс, помол ведут в течение часа, а термообработку осуществляют выдерживанием изделий в закрытом объеме при температуре 85 95oC в течение 12 14 ч, при этом смесь содержит мас.

Фосфогипс дигидрат 95 97

Известь-пушонка 3 5