Неорганические вяжущие вещества

Настоящее изобретение относится  к способу получения влагостойких изделий на основе гипса, например гипсовых плит, армированных композитных гипсовых плит, штукатурок, технологичных материалов, материалов для обработки мест соединения и звукоизолирующих плиток посредством добавления в водную суспензию, используемую для получения изделия на основе гипса, небольшого количества силоксана и катализатора для улучшения отверждения силоксана. Способ заключается в смешивании силоксановой эмульсии с водой для затворения, используемой для приготовления вышеуказанного изделия на основе гипса, смешивании катализатора, представляющего собой намертво обожженный оксид магния, с обожженным гипсом, смешивании смеси силикон/вода со смесью гипс/оксид магния для образования водной суспензии и придании суспензии желаемой формы и предоставлении вышеуказанной сформованной суспензии возможности затвердеть для образования влагостойкого изделия на основе отвердевшего гипса.

Настоящее изобретение рассматривает  использование примерно от 0,4 до 1% силоксана, исходя из массы обожженного  гипса и других сухих ингредиентов. В предпочтительном способе эмульсию силоксан/вода получают на месте посредством смешивания силоксана с некоторой частью воды для затворения в высокоэффективном смесителе в течение нескольких секунд.

В предпочтительном варианте осуществления катализатор представляет собой обожженный при высоком  нагреве оксид магния. Предпочтительно  используют примерно от 0,1 до 0,5 вес.% оксида магния, если исходить из массы гипса.[13] 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.1 Способ получения портландцемента 

 

Изобретение относится к  производству строительных материалов. Способ получения портландцемента  включает получение портландцементного клинкера, содержащего трехкальциевый силикат, двухкальциевый силикат, трехкальциевый алюминат и четырехкальциевый алюмоферрит, спеканием исходной цементной сырьевой смеси, включающей кальциевый, алюмосиликатный, железистый компоненты и фторсодержащий минерализатор - фторуглеродсодержащие отходы электролитического производства алюминия в количестве 0,1-0,25 вес.% в пересчете на фтор от исходной сырьевой смеси, охлаждение и помол клинкера с гипсом. По другому варианту изобретения в качестве фторсодержащего минерализатора используют смесь флюорита и указанных отходов при следующем их содержании, вес.% в пересчете на фтор: указанные отходы 0,1-0,2, флюорит - остальное до содержания фтора в сырьевой смеси 0,15-0,4 вес.%. В качестве указанных отходов используют пыль электрофильтров, или шлам газоочистки, или хвосты флотации угольной пены. Технический результат - снижение удельного расхода топлива на обжиг клинкера, повышение производительности и межремонтного периода печи, эффективности работы мельниц при помоле клинкера, утилизация отходов алюминиевого производства.

Предлагаемое изобретение  относится к производству строительных материалов, конкретно к технологии приготовления исходной цементной  сырьевой смеси, ее спеканию с последующим  помолом клинкера и получением портландцемента.

Основным переделом производства портландцемента является обжиг  до спекания компонентов исходной цементной  сырьевой смеси, содержащей, в основном, кальциевый, алюмосиликатный и железистый компоненты. В зависимости от требований, предъявляемых к портландцементу, и состава основного исходного  сырья в смесь вводят различные  корректирующие активные добавки, в  том числе минерализаторы.

Минерализаторы - вещества, которые активно участвуют в  образовании клинкерных минералов  при обжиге и сами частично входят в их состав. В качестве минерализаторов  в цементной промышленности используют фосфогипс, флюорит, кремнефтористый натрий Na₂SiF₆, апатит Са₅(PO₄)₃F, гипс и др.

Из фторсодержащих минерализаторов  наибольшее промышленное применение нашел  флюорит CaF₂ (плавиковый шпат) - минерал, содержащий 48,8% F и 51,2% Са. В производстве цемента флюорит используют с примесями, при этом содержание основного вещества - фторида кальция (CaF₂) во фторсодержащем минерализаторе - может варьироваться от 30 до 95 вес.%.

Из уровня техники по патенту  РФ 2060979 известны способ изготовления портландцемента и способ изготовления бетонных и железобетонных изделий  на основе изготовленного портландцемента (С04В 7/02, 29.09.1995 г.), в которых в качестве минерализатора используют: фторид кальция, сульфат кальция, кремнегель, фосфогипс (см. п.12 формулы изобретения).

Также известен патент РФ 2304562 способ изготовления быстротвердеющего  портландцемента и способ изготовления бетона на его основе (С04В 7/42, 12.04.2005 г.). Данное техническое решение выбрано  за прототип (ближайший аналог) как  наиболее близкое по технической  сущности и наличию сходных признаков.

В способе по прототипу  сырьевая смесь содержит кальциевый, алюмосиликатный и железистый компоненты, включает оксиды натрия и калия, а  также сульфаты и фторид кальция  в виде флюорита. Содержание флюорита в сырьевой смеси в пересчете  на фтор составляет 0,15-0,4 вес.%. Сульфаты сырьевой смеси представлены сульфатами щелочных и/или щелочноземельных металлов.

С позиции предлагаемого  способа в способе по прототипу  можно отметить ряд недостатков:

- использование фторида  кальция в виде флюорита или  его руды связано с дополнительными  затратами на его приобретение, что, в целом, повышает себестоимость  товарного портландцемента по  сравнению с себестоимостью при  полной или частичной замене  флюорита на фторуглеродсодержащие отходы (ФУС-отходы) электролитического производства алюминия;

·  с учетом вышеуказанных требований к составу флюорита и его руды значительно сокращается сырьевая база данного вида минерализатора;

·  к недостаткам способа по прототипу можно отнести также недостаток тепла, поступающего в подготовительные зоны печи с газовоздушной топливной смесью. Поглощение тепловой энергии обжигаемым материалом в подготовительных зонах печи значительно выше по сравнению с зоной спекания. В результате несбалансированности прихода и расхода тепла в подготовительной зоне печи физико-химические процессы в клинкере происходят с недостаточной полнотой, и в получаемом клинкере может содержаться повышенное количество свободной окиси кальция.

Изучением вопросов, связанных  с теоретическим обоснованием и  практикой использования фторсодержащих минерализаторов, занимались многие исследователи  как у нас в стране, так и  за рубежом. В результате установлено, что за счет ввода в сырьевую смесь  небольших добавок фтористых  солей наблюдается повышение  в разной степени реакционной  способности сырьевых компонентов  на всех стадиях обжига. Фтористые  соли в процессе нагревания взаимодействуют  с карбонатом кальция и дают промежуточные  соединения типа двойных солей, имеющих  сравнительно низкие температуры плавления. Следовательно, в процессе обжига уже  в подготовительных зонах в присутствии  фтористых соединений происходит взаимодействие материалов с участием жидкой фазы, что интенсифицирует взаимодействие извести, кремнезема, окислов алюминия и железа.

Рядом исследователей показано, что присутствие фтористых соединений в обычных сырьевых смесях приводит к изменению минералогического  состава клинкеров - появляются высокожелезистые алюмоферриты C₈A₂F и низкоосновные алюминаты C₁₂A₇ вместо C₄AF и С₃А. Образование данных соединений позволяет предположить, что освободившаяся при этом свободная окись кальция реагирует с двухкальциевым силикатом C₂S с образованием дополнительного количества трехкальциевого силиката C₃S. При этом содержание C₃S увеличивается на 10-12%, улучшается спекаемость гранул и прочность цемента.[14] 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                             Заключение 

 

Самыми распространенными  воздушными вяжущими веществами является известь воздушная и гипс.

Известь строительную воздушную  получают обжигом известковых и  известково-магнезиальных карбонатных  пород до возможно полного удаления углекислоты. Содержание примесей глины  и кварцевого песка в карбонатных  породах не должно превышать 68% (при  большем количестве этих примесей в  результате обжига получают гидравлическую известь).

Различают следующие виды воздушной извести: известь негашеная  комовая (кипелка); известь негашеная молотая; известь гидратная (пушонка); известковое тесто.

Известь негашеная комовая  — смесь кусков различной величины, получаемая путем обжига природных  карбонатных пород при температуре 1000-1200°С.

Известь негашеная молотая  — порошковидный продукт тонкого  измельчения комовой извести.

Гидратная известь — высокодисперсный сухой порошок, получаемый гашением комовой или молотой негашеной  извести водой или водяным  паром в количестве, обеспечивающем переход оксидов кальция и  магния в их гидраты.

Известковое тесто получают гашением комовой или молотой  негашеной извести водой в  количестве, обеспечивающем переход  оксидов кальция и магния в  их гидраты и образование пластичной тестообразной массы. Выдержанное  тесто содержит обычно 50-55% гидратов оксидов кальция и магния и 4550% механически и адсорбционно связанной  воды.

Пластичность теста и  объем песка, который может быть в него добавлен определяются количеством теста, получаемого при гашении 1 кг извести: чем его больше, тем оно пластичнее, и тем больше песка может принять при изготовлении удобных для обработки растворов. Высококачественные сорта извести при правильном гашении характеризуются выходом теста 2,5-3,5 л и больше. Такие извести называют жирными, с меньшим выходом теста — тощими.

В молотую негашеную, а  также в гидратную, известь для  повышения пластичности и водостойкости  допускается вводить тонкоизмельченные  минеральные добавки (доменные и  топливные шлаки, золы, вулканические  породы, кварцевые пески, трепел).

Гипсовые вяжущие вещества получают из осадочной горной породы, которая состоит из двуводного гипса, путем ее обжига при температуре 110-900°С, и помола до или после этой обработки. Гипсовые вяжущие обладают способностью быстро схватываться и твердеть.  

Гипсовые воздушные вяжущие  вещества, получаемые при температуре (110-480°С), состоят, главным образом, из полуводного гипса, и характеризуются  быстрым твердением; получаемые при  высоких температурах (600-900°С) состоят, преимущественно, из безводного гипса, и отличаются медленным твердением.

Строительный гипс относится  к низкообжиговым гипсовым вяжущим веществам. Его применяют для оштукатуривания стен и потолков в зданиях при относительной влажности воздуха не более 60% из-за гигроскопичности гипса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы 

 

1. Волженский, А. В. Минеральные вяжущие вещества: технология и свойства [Текст] / А. В. Волженский, Ю. С. Буров, В. С. Колокольников/ Научное издание –М.: Изд-во Ассоциация строительных вузов, 2006.-368с.

2. Баженов, Ю. М. Технология  бетона [Текст] / М. Ю. Баженов. - М.: Изд-во Ассоциация строительных  вузов, 2007.-528с.

3. Гладков, Д. И. Вяжущие  вещества и применение их в  строительстве [Текст] / Д. И. Гладков.  –Белгород:БГТУ им. В. Г. Шухова, 2004.-293с.

4. Колинов, С. К. Создание современных цементов [Текст] / С. К. Колинов, В. Ю. Сухов , О. А. Веревкин //Строительные материалы.-2000.-№7. –С. 29-33.

5. Косачев, А. П. Пенобетон и его применение в России [Текст] / А. П. Косачев//Новости строительства. -2002. - №1. - С. 34-39.

6. Кринович, Ю. М. Строим дом вместе [Текст]: учеб.пособие / Ю.М. Кринович, Д. Ю. Красный. –Екатеринбург: КНОРУС, 2000.-207с.

7. Мамулова, Н. С. Все о строительстве [Текст] : Справочник/ Н. С. Мамулова, А. М. Сухотин, Л. П. Сухотина, Г. М. Флорианович, А. Д. Яковлев. –С-Пб.:Химиздат, 2000.-517с.

8. Неверов, А. С. Современные  строительные материалы [Текст] / А. С. Неверов, Д. А. Родченко, М. И. Цырлин. - М.: Изд-во Вышэйшая школа, 2007.-222с.

9.Полежаев , Э. Ю. Строительные материалы [Текст] / Учебное пособие/ Э. Ю. Полежаев. -Алчевск: П46 ДГМИ, 2003.-C. 192.10. Сидоров, В. И. Строительные материалы [Текст] / В. И.Сидоров, Э. П. Агасян, Т. П. Никифорова. –М.: Изд-во Ассоциация строительных вузов, 2007.-312с.

11. Сериков, Б. В. Инновационые технологии в строительстве [Текст] / Б. В. Сериков, Г. М. Флорианович, А. В. Хорошилов. –М.: ФИЗМАТЛИТ, 2002.-336с.

12. Шмитько, Е.И. Химия цемента и вяжущих веществ [Текст] / Е. И. Шмитько, А. В. Крылова, В. В. Шаталова –М.: Химия, КолосС, 2004.-248с.

13. Пат. 2381902 Российская федерация  МПК B32B13/00 ,

C04B28/14, C04B111/27 Способ получения влагостойких мзделий на основе гипса [Текст] / Веерамасунени С.; заявитель и патентообладатель. ВЕЕРАМАСУНЕНИ Сринивас -№2007108551/03; заявл.25.07.05..; опубл.20.02.10., Бюл. №23.-6с.

14. Пат. 2383506 Российская федерация  МПК C04B7/42 Способ получения портландцемента  [Текст] Куликов Б. П., Николаев М. Д., Кузнецов А. А., Пигарев М. Н.; заявитель и патенообладатель Общество с ограниченной ответственностью Торговый дом "Байкальский алюминий" (ООО Тд "Байкальский алюминий") - № 2008139089/03; заявл.30.09.08.; опубл. 10.03.10., Бюл. №21.-9с.