ФОРМОВОЧНАЯ ВЯЖУЩАЯ СМЕСЬ

ФОРМОВОЧНАЯ ВЯЖУЩАЯ СМЕСЬ


--- Закажите полную версию данного патента ---
RU (11) 2118624 (13) C1

(51) 6 C04B28/04, C04B28/08 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 13.11.2007 - прекратил действие 

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

(21) Заявка: 96119147/04 
(22) Дата подачи заявки: 1996.09.26 
(45) Опубликовано: 1998.09.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: SU, авторское свидетельство, 1313827, C 04 B 7/28, 1987. SU, авторское свидетельство, 663672, C 04 B 7/28, 1979. 
(71) Заявитель(и): Тульский государственный университет 
(72) Автор(ы): Качурин Н.М.; Рябов Р.Г.; Горбачева М.И.; Егорычев Л.К.; Рябов Г.Г. 
(73) Патентообладатель(и): Тульский государственный университет 

(54) ФОРМОВОЧНАЯ ВЯЖУЩАЯ СМЕСЬ 

Смесь применима для приготовления формовочных вяжущих смесей для изготовления штучных стеновых изделий для подвальных жилых и промышленных зданий. Смесь содержит компоненты при следующем их соотношении, мас.%: низкокальциевая буроугольная зола-унос или ее смесь с молотым шлаком 70-77,5; известь-пушонка 10-15; полуводный гипс 5-18; сера порошковая 2-2,5; жидкий нейтрализованный отход производства полистирола (сверх 100% сухой смеси) с плотностью 1,014 г/куб. см 20-22,5. Достигается повышение прочности и уменьшение средней плотности спрессованной смеси. 1 з.п.ф-лы, 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к составам вяжущих смесей и может найти применение в промышленности строительных материалов и изделий при изготовлении штучных стеновых изделий для подвальных, жилых и промышленных малоэтажных зданий, а также облицовки стен канализационных коллекторов, бандажей и других подземных сооружений, в том числе и в качестве закладочных смесей выработанных штреков шахт.

Известен состав формовочной вяжущей смеси, включающей низкокальциевую золу, гидратную известь Ca(OH) и жидкий щелочесодержащий затворитель - жидкое стекло, приведенный в авт. свид. СССР N 1313827, кл. C 04 B 7/28, 28/26, опубл. 87.05.30.

Наряду с достоинствами смеси имеются и недостатки:

1) Высокая средняя плотность смеси в спрессованном состоянии в виде штучных изделий (1800 - 1900 кг/куб.м).

2) Низкий архитектурный вид, вследствие высолов за счет диффузии на поверхность ионов Na и взаимодействия его с CO2 воздуха с образованием белого цвета - продукта Na2CO3 (соды).

3) Недостаточная водостойкость (Кразм = 0,6 - 0,75).

Наиболее близкий состав формовочной смеси к предлагаемому приведен в авт. свид. СССР N 663672, кл. C 04 B 7/28, опубл. 25.05.79 и содержит, мас. %:

Золошлаковый компонент - 44,8 - 77,95

Известь - 20 - 50

Гипс - 2 - 5

ПАВ - 0,05 - 0,2

Здесь в качестве ПАВ (поверхностно-активного вещества) применяется серонатрийсодержащий продукт - сульфоэтоксилат натрия на основе первичных спиртов фракции C12 - C14. Общая формула R(OCH2CH2)2,5 OSO Na.

Наряду с достоинствами вяжущей смеси (снижается средняя плотность с 1950 кг/куб.м. до 1700 кг/куб.м., утилизируется в большом количестве зола или золошлаковый продукт, нет высолов и является водостойким материалом), имеются и недостатки:

1. Низкая прочность (в случае использования в качестве основы низкокальциевой буроугольной золы-уноса или ее смеси с молотым котельным низкокальциевым шлаком от сжигания бурых углей), причем в спрессованном состоянии (Rсж = 8 - 8,5 МПа).

2. Высокая средняя плотность в спрессованном состоянии при удельном давлении 15 - 20 МПа (c= 1750 - 1900 кг/куб.м).

3. Сульфоэтоксилат натрия относится к дефицитным и дорогостоящим добавкам - ПАВ.

Данное изобретение решает задачу повышения прочности и уменьшения средней плотности спрессованной смеси.

Для достижения поставленной цели известный состав формовочной вяжущей смеси, включающий золошлаковый компонент, известь-пушонку, гипс и серонатрийсодержащую добавку, дополнительно содержит серу, причем в качестве золошлакового компонента используют низкокальциевую буроугольную золу-унос или смесь этой золы-уноса с молотым котельным буроугольным низкокальциевым шлаком, а в качестве серонатрийспиртсодержащей добавки используют жидкий нейтрализованный отход производства полистирола при следующем соотношении компонентов смеси, мас.%:

Низкокальциевая буроугольная зола-унос или ее смесь с молотым шлаком - 70 - 77,5

Известь-пушонка Ca(OH)2 - 10 - 15

Полуводный гипс - 5 - 18

Сера порошковая - 2 - 2,5

Жидкий нейтрализованный отход производства полистирола (сверх 100% сухой смеси) с плотностью 1,014 г/куб.см - 20 - 22,5

причем жидкий нейтрализованный отход полистирола содержит компоненты указанной плотности 1,014 г/куб.см при следующем соотношении, мас.%:

Поливиниловый спирт - 0,04 - 0,13

Mg(OH)2 - 2,3 - 2,8

Полистирол в коллоидном состоянии - 9,5 - 11,0

NaCl - 0,17 - 0,18

Na2SO4 - 0,01 - 0,12

NaOH - 0,01 - 0,012

Вода - Остальное

pH среды - 8,5 - 9,0

Для испытания формовочной вяжущей смеси были приняты компоненты с нижеследующей характеристикой.

Характеристика материалов.

1. Низкокальциевая буроугольная зола от сжигания бурых углей Подмосковного бассейна.

Удельная поверхность 2900 - 3000 куб.см/г

Химический состав включений, мас.%:

SiO2 - 49,5 - 64; Al2O3 - 13,2 - 27,29; FeO - 5,72 - 7,82; CaO - 1,44 - 2,4; SO3 - 0,81 - 0,89; CaO - 1,44 - 2,4; SO3 - 0,81 - 0,89; Fe2O3 - 8,18 - 11,18; MgO - 0,63 - 0,7; TiO2 - 0,84 - 1,42; Na2O - 0,1 - 0,14; K2O - 0,32 - 0,45; п.п.п. 3,28 - 3,6.

Зола отвечает требованиям ГОСТ 25818-83 "Зола-унос тепловых электростанций для бетона".

2. Молотый котельный шлак - содержание CaO (менее 5%) имеет химический состав, аналогичный низкокальциевой буроугольной золе, т. к. получен от сжигания в топке бурого угля Подмосковного бассейна. Удельная поверхность после измельчения - 3000 куб.см/г.

3. Известь-пушонка. Активность извести 60 - 67% масс (CaO - 60 - 67%). Отвечает требованиям ГОСТ 9179-77.

4. Полуводный гипс. Принят гипс строительной марки Г4.

Отвечает требованиям ГОСТ 125-79 "Вяжущие гипсовые".

5. Нейтрализованный жидкий отход производства полистирола (Узловской завод "Пластик", Тульская обл.). Образуется как попутный кислый отход в результате экстракции (отделения) низкомолекулярных соединений от высокомолекулярных. Для нейтрализации кислых стоков и возможного их удаления в канализацию в их состав добавляется ПМК (порошок магнезитовый каустический), доставляемый из г. Садка, Свердловской области.

Химический состав стока, мас.%:

Поливиниловый спирт - 0,04 - 0,13

Mg(OH)2 - 2,3 - 2,8

Полистирол (в коллоидном состоянии) - 9,9 - 11,00

NaCl - 0,17 - 0,18

Na2SO4 - 0,01 - 0,12

NaOH - 0,01 - 0,12

Вода - Остальное

рH среды - 8,5 - 11,00

Пример N1. Весовым методом дозировали по массе низкокальциевую буроугольную золу-унос в количестве 7 кг (70% от массы сухой смеси), известь-пушонку в количестве 1 кг (10% от массы сухой смеси), полуводный гипс - 1,8 кг (18% от массы сухой смеси), серу - 0,2 кг (2% от массы сухой смеси).

Отдозированные сухие компоненты перемешивали 3 минуты. Смесь сухих компонентов затворили жидким нейтрализованным отходом производства полистирола, плотностью 1,014 г/куб.см из расчета 20% сверх 100% сухой смеси, т.е. 2 кг (или 1,97 литра). Из полученной смеси формовали опытные образцы изделий в виде цилиндров с диаметром и высотой 7 см.

Образцы выдерживали над водой в ванне с гидравлическим затвором в течение суток при t = 202 oC, а затем пропарили по режиму 2 + 8 + 3 часа. Через 28 суток пребывания пропаренных образцов в комнатных условиях при t = 202 oC их испытали.

Результаты испытаний свойств приведены в табл. (см. смесь N1).

Пример N2. Формовочную вяжущую смесь состава N2 приготовили по способу, приведенному в примере N1.

Результаты испытаний приведены в табл. (состав N2).

Пример N3. Формовочную вяжущую смесь состава N3 приготовили и испытали по способу, приведенному в примере N1, но вместо золы-уноса, взяли смесь золы-уноса (50% по массе) и 50% молотого котельного шлака, аналогичного по химсоставу золе-уноса и удельной поверхности золы-уноса (S = 3000 куб.см/г).

Результаты испытаний свойств приведены в табл. (см. смесь N3).

Пример N4. Формовочную смесь состава прототипа приготовили из золошлаковой смеси, состоящей из 50% масс низкокальциевой золы-уноса и 50% молотого до удельной поверхности 3000 куб.см/г котельного буроугольного низкокальциевого шлака того же химсостава, что и зола-унос. Приготовленную золошлаковую смесь в количестве 7 кг 795 г или 77,95% (38,98% золы-уноса и 38,97% молотого шлака), известь-пушонку - 20 кг (20% от массы сухой смеси) и 0,2 кг (2% от сухой смеси) полуводного гипса смешали в течение 3-х минут. Смесь сухих компонентов затворили водным раствором из расчета 20% сверх 100% сухой смеси. В воду затворения предварительно ввели 0,005 кг (5 г) сульфоэтоксилата натрия (ПАВ) из расчета 0,05% от массы сухой смеси. Далее опытные образцы изготовляли и испытывали по методике примера N1.

Результаты испытаний приведены в табл. (см. смесь N4).

Сопоставительный анализ результатов испытаний формовочной вяжущей смеси приведен в таблице в сравнении с известным составом (прототипа), показал следующие преимущества:

1. Увеличивается прочность при сжатии на 50 - 51%.

2. Снижается средняя плотность на 200 - 300 кг/куб.см.

3. Увеличивается коэффициент конструктивного качества в 2,5 раза.

Достижение цели объясняется следующим техническим решением и соответствующими физико-механическими процессами, протекающими в составе смеси при ее изготовлении и твердении, а именно:

1. В предлагаемой формовочной вяжущей смеси в отличие от всех известных смесей аналогов и состава смеси прототипа превалирует количество полуводного строительного гипса (5 - 18% от массы сухой смеси). Последнее дает основание рассмотреть предлагаемую вяжущую смесь, как совокупность двух вяжущих смесей - полуводного строительного гипса с добавками и золоизвесткового или золошлакоизвесткового с добавкой.

2. Гипсовое вяжущее марки Г4, принятое в составе смеси, в сухом состоянии (через 28 суток твердения на воздухе) имеет прочность при сжатии Rсж = 12 - 14 МПа, а золоизвестковое добавлением гипса не более 2% - имеет прочность при сжатии Rсж = 4 - 5 МПа, следовательно гипсовое вяжущее способствует повышению прочности всей смеси. Чтобы не снизить водостойкость предлагаемого состава, в смесь двух вяжущих введен жидкий отход производства полистирола, содержащий поливиниловый спирт, который как известно (см. заявки ФРГ: N 2330965, кл. C 04 B 11/24, опубл. 1977, БИ 5; N 2345407, кл. C 04 B 31/00, 4/00, опубл. 25.07.1977 или заявка США N 4094694) повышает водостойкость строительного гипса. Этому способствует и порошковая сера, которая по своей природе плохо смачивается водой и томпонирует поры, не пропуская ее для контакта с затвердевшими частицами полуводного гипса. Такую же функцию выполняют и коллоидные частицы Mg(OH)2, содержащиеся в жидком отходе полистирола.

Таким образом, техническое решение направлено на получение смешанной из двух вяжущих смесей, но не из низководостойкого строительного гипса с гидравлическим вяжущим золоизвестковым или золошлакоизвестковым, а с водостойким строительным гипсом, не только в роли известного активизатора золоизвесткового вяжущего, но и микронаполнителя этого вяжущего материала, обладающего большей прочностью, чем известково-зольная основа заявляемой смеси. Однако количество полуводного гипса ограничивается до 18% от массы сухой смеси, т. к. при больших дозах водостойкость заявляемого состава начинает снижаться с Kразм. = 0,9 - 1,0 до Kразм. = 0,65 - 0,75.

3. Введенные в состав смеси коллоидные частицы полистирола, с одной стороны, пластифицируют смесь при затворении и формовании, а, с другой - снижают среднюю плотность в затвердевшем воздушно-сухом состоянии. Последнему способствуют и легкие частицы порошковой серы, имеющей насыпную плотность 200 - 250 кг/куб.м.

4. Составляющие в составе жидких отходов производства полистирола типа Na2SO4, NaOH способствуют активизации золы и шлака, что содействует повышению прочности формовочной смеси.

Таким образом, предлагаемая смесь представляет собой композиционную вяжущую смесь, в которой роль матрицы выполняет смешанное вяжущее из полуводного водостойкого гипса и золоизвесткового вяжущего, а роль армирующего вещества выполняют коллоидные частицы полистирола, заполняющие поры спрессованной смеси и увеличивающие связь (вандерваальсовые силы сцепления) между отдельными частицами смеси, что весьма положительно сказывается на прочности. Этому способствуют и частицы серы, у которой силы сцепления с коллоидными частицами стирола высокие, т.к. насыпная плотность золы-уноса 950 кг/куб.м, а молотого кварцевого песка 1650 - 1700 кг/куб.м. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Формовочная вяжущая смесь, включающая золошлаковый компонент, известь-пушонку, гипс и серонатрийсодержащую добавку, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит серу, причем в качестве золошлакового компонента используют низкокальциевую буроугольную золу-унос с молотым котельным буроугольным низкокальциевым шлаком, а в качестве серонатрийсодержащей добавки используют жидкий нейтрализованный отход производства полистирола при следующем соотношении смеси, мас.%:

Низкокальциевая буроугольная зола-унос (или смесь золы-уноса с молотым низкокальциевым буроугольным шлаком) - 70 - 77,5

Известь-пушонка - 10 - 15

Полуводный гипс - 5 - 18

Сера порошковая - 2 - 2,5

Жидкий нейтрализованный отход производства полистирола с плотностью 1,014 г/см3 (сверх 100% сухой смеси) - 20 - 22,5

2. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что жидкий нейтрализованный отход производства полистирола содержит компоненты при следующем их соотношении, мас.%:

Поливиниловый спирт - 0,04 - 0,13

Mg(OH)2 - 2,3 - 2,8

Полистирол - 9,5 - 11,0

NaCl - 0,17 - 0,18

Na2SO4 - 0,01 - 0,012

Na(OH) - 0,01 - 0,012

Вода - Остальноек




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru