ПОЛИФАЗНОЕ ГИПСОВОЕ ВЯЖУЩЕЕ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
POLYPHASE GYPSUM BINDING AGENT AND METHOD OF MAKING IT

Изобретение относится к получению строительных материалов, конкретно касается изготовления гипсовых вяжущих.
Вяжущие вещества, состоящие из сульфатов кальция, по составу и свойствам разделяются на две разновидности.
4
2
4
2
1. Гипсовые вяжущие, состоящие преимущественно из полуводного сульфата кальция (CaSO·0,5НО), получают обжигом гипса (CaSO·2НO) при температуре не выше 150°С.
4
2. Ангидритовые вяжущие, состоящие преимущественно из нерастворимого ангидрита (β CaSO), получают обжигом гипса при температуре 400-900°С.
Известен способ получения гипсового вяжущего путем двухстадийной тепловой обработки измельченного гипсового камня с введением в него 0,2-0,4 мас.% добавки водного раствора хлористого кальция и/или хлористого натрия, и/или натриевой соли нафталинсульфоновой кислоты (АС СССР №1511231, 30.09.89).
Недостатками способа являются короткие сроки схватывания и низкая прочность получаемого гипсового вяжущего, а также сложность технологического процесса его производства.
2
Известен способ получения гипсового вяжущего путем тепловой обработки гипсового сырья, измельченного до удельной поверхности 3600-4000 см/г, которое перед помолом обрабатывается распылением 0,02-0,04%-ного раствора технических лигносульфонатов. В процессе тепловой обработки гипсового камня при атмосферном давлении в котел вводят водный раствор поваренной соли в количестве 0,2-0,5% от массы сырья и дополнительно распылением раствора технических лигносульфонатов в количестве 0,1-0,2% от массы сырья (АС СССР №1491833, 07.07.89 г.).
Недостатками известного способа являются короткие сроки схватывания полученного вяжущего, сложная технология его получения, а также быстрый износ оборудования для варки гипса вследствие воздействия на него поваренной соли.
Известен способ получения гипсового вяжущего в варочном котле с добавкой 0,1-0,15% поваренной соли (Вихтер Я.И. Производство гипсовых вяжущих веществ. Учебное пособие для полготовки рабочих на производстве. - М.: Высшая школа, 1974, с.233-234).
Недостатком известного способа является быстрая потеря активности полученного вяжущего вследствие усиленного поглощения водяных паров из воздуха, а также быстрый износ варочных котлов, причиной которого является поваренная соль.
Известен способ получения гипсового вяжущего, включающий тепловую обработку гипсового камня и его помол в присутствии суперпластификатора С-3 при температуре не менее 75-80°С (АС СССР №1784602, 30.12.92).
Недостатками известного способа являются сложность и высокая стоимость технологического оборудования.
Известен способ получения гипсового вяжущего, включающий помол гипсового камня с добавкой суперпластификатора С-3 и тепловую обработку при атмосферном давлении (АС СССР №1744074, 30.06.92).
Недостатком известного способа являются короткие сроки схватывания получаемого вяжущего.
Из RU 2290373, 27.12.2006 известен способ получения гипсового вяжущего, включающий дробление гипсового сырья, его дегидратацию до получения гипсового вяжущего в присутствии модификатора и последующий помол, в качестве модификатора используют карбонатсодержащий шлам водоумягчения ТЭЦ, механохимически активированные помолом совместно с суперпластификатором С-3, при этом модификатор имеет, например, следующий состав, мас.%: карбонатсодержащий шлам водоумягчения ТЭЦ - 99,0-99,5, суперпластификатор С-3 - 0,5-1,0, а гипсовое вяжущее получают, например, из следующего состава, мас.%: гипсовое сырье - 85,0-95,0 и модификатор 5,0-15,0.
4
2
Для природного гипсового камня и получаемого в промышленности гипсового вяжущего характерно присутствие в его составе различных фазовых образований: дигидрата сульфата кальция (гипс (алебастр) CaSO·2НO) - моноклинная, призматическая форма кристаллов,
4
2
бетта-полугидрата сульфата кальция (Бассанит 2CaSO·НO) - трапециедрическая форма кристаллов,
4
2
4
альфа-полугидрата кальция (CaSO·0,5НО) - тригональнотрапецеидальная, и различных модификаций ангидрита (Ангидрит CaSO), от гексагональной до ромбической и кубической;
4
2
всего насчитывают 10 модификаций водного и безводного сульфата кальция, 11-й представлен в виде моногидросульфата кальция (CaSO·HO).
Соотношения фазовых образований в разных гипсосодержащих продуктах различно. От соотношения указанных фаз их количеств зависят физико-технические свойства (прочность, растворимость, молекулярная масса, содержание воды в молекуле, плотность, показатели светопреломления, водопотребность, сроки твердения и долговечность) гипсовых вяжущих.
Природный гипс часто встречается в чистом виде и не содержит окрашивающих примесей, при этом содержание его минеральных модификаций: бассанита и ангидрита бывает минимальным. Такая разновидность имеет белый цвет, мелкокристаллична, содержит сернокислого кальция 79,07% и 20,93 кристаллизационной воды, соотношение этих компонентов равно 2,35, что часто используется при различных подсчетах и вычислениях.
Кристаллы чистого гипса хорошо образованы и часто достигают больших размеров, давая комбинацию простых форм: (110) - столбчатый, (010) и (110) - игольчатый, (110) и (111) - таблитчатый и пластинчатый, (111) - изометрический габитус.
Известные отличия в водопотребности альфа- и бета-форм полугидрата сульфата кальция обусловлены различием процессов их получения.
Альфаполугидрат сульфата кальция образуется во влажных условиях дегидратации дигидрата сульфата кальция (перегретые суспензии или в насыщенном водяном паре), при этом растут крупные кристаллы и компактные частицы.
Гипс в природе является самым распространенным минералом среди сульфатов (на втором месте сульфат магния), кристаллизуется в моноклинической системе, как указывал еще в своих работах Д.И.Менделеев, склонен к образованию двойных солей. Процесс образования двойных солей с другими сульфатами при кристаллизации и образовании твердых тел сопровождается повышением прочности материала и водостойкости.
Основные свойства гипсовых и гипсобетонных изделий определяются главным образом особенности структуры гипсовой матрицы. Последняя определяется характером взаимодействия порошкообразного гипсового вяжущего с водой, гидратацией полугидрата сульфата кальция. Свойство быстро схватываться и твердеть отличает гипсовое вяжущее от других типов вяжущих.
С термодинамической точки зрения процесс гидратации всегда идет с уменьшением свободной энергии молекул полугидрата и поэтому протекает самопроизвольно.
С кинетической точки зрения он связан с деполимеризацией молекул воды, перехода ее в пароподобное (но не парообразное) состояние, адсорбцией водных молекул на активных центрах полугидрата, растворения, образованием устойчивых водородных связей и ростом кристаллизации дигидрата сульфата кальция.
Установлено нами, что как процессах дегидратации, так и в процессах гидратации сульфатов кальция имеет место протонная перегруппировка на частицах с образованием активных центров кристаллизации с различной степенью электрононасыщенности и неоднородности, обусловленной наличием дислокаций на ребрах и вершинах кристаллов. Причем активными центрами являются не все связанные атомы кислорода, а лишь исключительно атомы кислорода, связанные с центральным атомом серы.
Наличие электронодонорных неравновесных смещений, зависящих от насыщенного электронами атома серы и двойной связи S=O, склонной к полимеризационным эффектам -S-O-S- при дегидратации, приводит, как правило, к значительным процессам нарушения водородных связей с ионами гидроксония воды. Предположения об образовании радикалов при гидратации гипсового вяжущего на наш взгляд являются малосостоятельными и могут быть отнесены к области маловероятных граничных структур.
4
Под влиянием поверхностных сил кристаллов полугидрата и дигидрата сульфата кальция лиофильная реакционная способность частиц по отношению к воде, возникновение прочных водородных связей с водой, значительная протонизация при взаимодействии с водой приводит в самый начальный момент при затворении гисового вяжущего к значительному повышению растворимости полугидрата, превышающего значение стандартной растворимости, равной 0,8 г/л в 4-5 раз, поэтому степень пересыщения растворов достигает величин 5-6 по сравнению с расчетной, равной 3,0; и поэтому вероятность образования зародышей дигидрата в момент растворения становится равной 15-25·10.
Таким образом, растворимость кристаллов полугидрата сульфата кальция при одновременном образовании лавинообразных центров кристаллизации дигидрата в сильной степени зависят от характера протонирования поверхности кристаллов полугидрата, соотношения в исходном веществе дигидрата и полугидрата, взаимно влияющих на кинетику растворимости фаз, наличия агентов, увеличивающих интенсивность протонизации частиц, деполимеризацию воды, участвующей в реакциях взаимодействия и адсорбции, размеров гидратируемых частиц. Расчеты по формуле Томпсона показывают, что растворимость частиц гипса с размерами 0,005 мкм и менее заметно возрастает (15-20%) по сравнению с более крупными частицами.
В области относительной влажности среды около 80% молекулы воды «прилипают» к активным центрам кристаллов в результате образуется хемосорбционное соединение протонированных молекул с твердой поверхностью полугидрата сульфата кальция. Хемосорбционное связывание молекул воды происходит в первую очередь в микро (7-16 Å) и супермикропорах частиц (менее 6 Å) за счет преобладания сильных капиллярных явлений. Удельный объем объем пор гипсового материала бывает значительным, число вакансий при гидратации также является большим.
В результате растворения полугидрата раствор становится пересыщенным по отношению к дигидрату и последний выкристаллизовывается из него. Это приводит к обеднению раствора ионами кальция и сульфата, что приводит к последующему нарастанию процесса растворения новых порций полугидрата вновь до образования пересыщенного раствора и последующей перекристаллизации. Лавинообразное образование зародышей дигидрата в меньшей степени полугидрата приводит к тому, что пластичная гипсовая смесь уплотняется и загустевает, что и является началом схватывания гипсовой смеси.
Между кристалликами дигидрата возникают коагуляционные контакты межмолекулярного притяжения, возникающая структура обладает некоторой эластичностью и тиксотропией за счет микропленок воды, сопровождающих процессы гидратации вяжущего.
-10
Прочность коогуляционных контактов примерно составляет 10 на один контакт, что на несколько порядков слабее кристаллизационных контактов.
Кристаллизационные контакты являются самыми прочными и возникают по границам срастания зерен, которые обеспечивают жесткую матрицу получаемого гипсового камня.
При кристаллизации на анизотропной поверхности различают два типа механизмов роста кристаллов: послойный и нормальный, при послойном рост кристаллов осуществляется путем тангенциального перемещения ступеней слоев дигидрата. На практике часто имеет место смешанный тип кристаллизации, и прочность тела зависит от преобладания того или иного механизма кристаллизации, с предпочтением послойного, как наиболее плотного и имеющего сглаживающие эффекты при развитии негативных внутренних напряжений.
Таким образом, наличие смешанного типа кристаллизации для гипсовых систем приводит к неравномерному и пористо-капилярному строению искусственного гипсового камня, которая становится основной. Для изменения пористо-капилярного (рыхлого) строения гипсового камня используются различные способы, предусматривающие введение регуляторов кристаллизации, перевод материала в другую модификацию, сокристаллизующихся солей, малорастворимых органических соединений, взаимодействующих с сульфатом кальция.
При низкотемпературном обжиге гипса всегда, помимо бетта-полугидрата (основной продукт), получается в малых количествах альфа-полугидрат сульфата кальция и растворимый ангидрит (ангидрит Ш-А-Ш), а также нерастворимый ангидрит и дигидрат сульфата кальция, имеющих различную активность (рН и рСа) и количество остаточной воды после термообработки природного гипса. Контролируя количество остаточной воды и активность продуктов дегидратации гипса (рН и рСа) можно получать в весьма ограниченном интервале гипсовые вяжущие с определенным соотношением фаз сульфата кальция и с заранее заданными свойствами. Используя процесс термообработки гипса при температуре 300°С можно получить многофазное вяжущее, включающее в себя полугидрат сульфата кальция и ангидрит, имеющее прочность до 30 МПа. Однако этот технологический процесс сложный и труднорегулируемый, особенно, если принять во внимание большую инерционность процессов термообработки и дегидратации.
Известны различные добавки, используемые для улучшения свойств гипсового вяжущего.
Известна добавка для модификации гипсовых вяжущих, содержащая микрокремнезем и суперпластификатор С-3, получаемый на основе натриевых солей продукта конденсации нафталинсульфакислоты и формальдегида, при следующем соотношении компонентов (% по массе):
полуводный гипс 78,4-81,6;
известь (оксид кальция) 8-9;
микрокремнезем 10-12;
суперпластификатор С-3 0,4-0,6 (патент РФ 2081076), 10.06.97).
Добавку изготавливают вместе с гипсовым вяжущим, увеличивая объем обработки. При этом полученное гипсовое вяжущее обладает недостаточной водостойкостью, морозостойкостью, недостаточным коэффициентом размягчения, имеет короткие сроки схватывания.
Известна добавка для модификации гипсовых вяжущих, включающая суперпластификатор С-3 на основе натриевых солей продукта конденсации нафталинсульфокислоты с формальдегидом, а также цеолитовую породу, обожженную при 800°С и бой силикатного кирпича, при этом добавка содержит суперпластификатор С-3 в виде сухого порошка при следующем соотношении компонентов добавки (% по массе): сухой порошок суперпластификатора С-3 - 1,5-4,0; цеолитовая добавка, обожженная при 800°С 12-14; бой силикатного кирпича 82-86 (патент РФ 2074137, 27.02.97). Добавку изготавливают отдельно от гипсового вяжущего, сокращая объем обработки в несколько раз, после этого вводят ее в гипсовое вяжущее (100 мас.%) в количестве 5-15% от массы. Данная добавка позволяет повысить прочность гипсовых вяжущих и экономить до 15% гипса, однако, для изготовления добавки требуются значительные энергозатраты на: 1) предварительный обжиг цеолитовой породы при температуре 800°С в течение 8 часов и 2) совместный помол цеолитовой породы и боя силикатного кирпича с сухим порошком суперпластификатора С-3 в шаровой мельнице в течение 1 часа. Полученное гипсовое вяжущее при этом обладает недостаточной водостойкостью и морозостойкостью, недостаточным коэффициентом размягчения, имеет короткие сроки схватывания.
2
Из RU 2260572, 20.09.2005 известно гипсовое вяжущее в виде полуводного гипса или ангидрита и модифицирующей добавки, включающей (в мас.%): гидравлическое вяжущее 50-90, активный минеральный компонент 10-45, пластифицирующая добавка 0,1-2, регулятор сроков схватывания и твердения 0,001-1, стабилизатор 0,001-5. Причем в качестве гидравлического вяжущего содержит одно из следующих составляющих или смешанные в любой пропорции портландцемент любой разновидности, белый цемент, цветной цемент, глиноземистый цемент, гидравлическую известь, в качестве активного минерального компонента содержит одно из следующих составляющих или смешанные в любой пропорции золу уноса, золу рисовой шелухи, золу гречневой шелухи, золы и шлаки ТЭЦ, керамическую пыль, отходы производства кирпича и других керамических изделий, мелкий кварцевый песок, отходы производства соединений алюминия, в качестве пластифицирующей добавки содержит суперпластификатор, содержащий одно из следующих или смешанные в любой пропорции соединения на основе сульфированных меламиноформальдегидных соединений и/или комплексов на их основе, соединения на основе модифицированных лигносульфанатов, или соединения на основе водорастворимых карбоксилатных полимеров, в качестве регуляторов сроков схватывания и твердения содержит замедлитель твердения гипса, в качестве стабилизатора содержит водорастворимый эфир целлюлозы, значение удельной поверхности составляет 550-7000 м/кг. При этом в качестве гипсового вяжущего содержит одно из следующих составляющих или смешанные в любой пропорции гипс полуводный или ангидрит, а дозировка добавки осуществляется в количестве 10-40% от массы гипсового вяжущего.
В частности, добавка для модификации гипсовых вяжущих, строительных растворов и бетонов на их основе содержит следующие компоненты (% по массе):
- гидравлическое вяжущее - портландцемент любой разновидности, белый цемент, цветной цемент, глиноземистый цемент, гидравлическую известь и т.д. - 50-90;
- активный минеральный компонент содержит одно из следующих составляющих или смешанные в любой пропорции золу уноса, золу рисовой шелухи, золу гречневой шелухи, золы и шлаки ТЭЦ, керамическую пыль, отходы производства кирпича и других керамических изделий, мелкий кварцевый песок, микрокремнезем, пемзу, стеклянный бой, кремнегель, туф, диатомит, белую сажу, аэросил, отходы производства соединений алюминия и т.д. - 10-45.
- пластифицирующую добавку - суперпластификатор на основе сульфированных меламиноформальдегидных соединений и комплексов на их основе, либо на основе сульфированных нафталинформальдегидных соединений и комплексов на их основе, либо на основе модифицированных лигносульфонанатов, либо на основе водорастворимых карбоксилатных полимеров - 0,1-2;
- регуляторы схватывания и твердения - замедлитель твердения гипса 0,001-1;
- стабилизатор - водорастворимый эфир целлюлозы - 0,001-5.
Производство добавки для модификации гипсовых вяжущих, строительных растворов и бетонов на их основе включает два этапа. Сначала отдозированные компоненты добавки предварительно перемешиваются в смесителе принудительного действия. На втором этапе полученную смесь подаются в смеситель-активатор центробежно-ударного типа непрерывного действия, например, СЦУ-450, после этого добавка расфасовывается в тару для отправки потребителю. Дозировка добавки осуществляется в количестве 10-40% от массы гипсового вяжущего.
декстрин и нитрат натрия в качестве добавок, способствующих увеличению прочности и сокращению времени сушки.
Из RU 2006100543, 20.07.2006 известно вяжущее, включающее перлит, негашеную известь, гипс, добавку - интенсификатор помола, в качестве которого использовано поверхностно-активное вещество - суперпластификатор С-3, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Перлит
60-82
Негашеная известь
13-35
Гипс
3,8-4,2
Суперпластификатор С-3
0,8-1,2
Все перечисленные технические решения не позволяют получить многофазное гипсовое вяжущее, сочетающее в себе лучшие свойства различных модификаций гипса, кроме того отдельные известные технологии достаточно сложны.
Технической задачей изобретения является получение высокопрочного полифазного гипсового вяжущего и упрощение технологии его получения.
Поставленная техническая задача достигается заявленной группой изобретения, в которую входит новое полифазное гипсовое вяжущее и способ получения его.
Итак, поставленная техническая задача достигается тем, что полифазное гипсовое вяжущее включает ангидритовое вяжущее, известь гашеную, строительное гипсовое вяжущее на основе бета-полугидрата сульфата кальция, при необходимости высокопрочное гипсовое вяжущее на основе альфа-полугидрата сульфата кальция, а также измельченную регулирующую активирующую добавку, представляющую собой смесь сульфата калия, сульфата алюминия, триполифосфата натрия и органического компонента, выбранного из группы, включающей поликарбоксилат натрия, натриевую соль сульфированной нафталин-формальдегидной смолы, натриевую соль сульфированной меламин-формальдегидной смолы при следующем соотношении компонентов, мас.%:
ангидритовое вяжущее
40,0-60,0
известь гашеную
3,0-29,0
указанное строительное гипсовое вяжущее
20,0-50,0
указанное высокопрочное гипсовое вяжущее
0-10,0
указанная измельченная регулирующая
активирующая добавка в виде смеси
0,05-2,0
содержащей сульфат калия
2,0-5,0
сульфат алюминия
5,0-30,0
триполифосфат натрия
8,0-15,0
указанный органический компонент
50,0-85,0
Дополнительно полифазное гипсовое вяжущее может содержать различные другие возможные встречающиеся химические модификации гипса - на основе естественного гипса, гипса, полученного химическим путем, или гипса, полученного при обессеривании дымовых газов.
Поставленная техническая задача достигается также и способом получения полифазного гипсового вяжущего, включающим последовательное смешение ангидритового вяжущего с известью гашеной и предварительно приготовленной и измельченной регулирующей и активирующей добавкой при перемешивании и последующее введение в полученную смесь строительного гипсового вяжущего и при необходимости высокопрочного гипсового вяжущего при перемешивании.
Итак, полифазное гипсовое вяжущее получают при простом смешении различно обожженных продуктов при дегидратации гипса. Нами смешивались ангидритовое вяжущее с известью и измельченной, регулирующей и активирующей добавкой, в присутствии которой при интенсивном перемешивании ангидритовое вяжущее активируется, а затем при добавлении в получаемую смесь бета-полугидрата сульфата кальция и альфа-полугидрат сульфата кальция происходит образование полифазного гипсового вяжущего, имеющего существенные физико-технические и экономические преимущества перед известными вяжущими.
Полученный продукт смешивания различных фазовых образований при дегидратации гипса получил условное название полифазное гипсовое вяжущее, в его состав входит бета-полугидрат сульфата кальция - 20,0-50,0%, ангидритовое вяжущее - 40,0-60,0%, альфа-полугидрат сульфата кальция - 0-10,0%, другие модификации (нерастворимый ангидрит и моногидрат сульфата кальция) - 1,0-5,0%, гашеная известь 3,0-29,0% и добавка 0,05-2% в виде смеси сульфата калия 2,0-5,0%, сульфата алюминия 5,0-30,0%, триполифосфата натрия 8,0-15,0% и поликарбоксилата натрия, или натриевой соли сульфированной нафталин-формальдегидной смолы, или натриевой соли сульфированной меламин-формальдегидной смолы - 50,0-85,0%.
При этом β-полугидрат сульфата кальция (бета-полугидрат сульфата кальция) используется в виде строительного гипсового вяжущего, а ά-полугидрат)альфа-полугидрат) сульфата кальция используется в виде высокопрочного гипсового вяжущего, например, марок Г-16, Г-25, Г-20.
2
Итак, получают заявленное в качестве изобретения полифазное гипсовое вяжущее предварительным смешением ангидритового вяжущего с известью и добавкой, предварительно измельченной до удельной поверхности 6000-7000 см/г, которые активизируют ангидрит, а затем в получаемую смесь вводят при перемешивании строительное гипсовое вяжущее с высокопрочным гипсовым вяжущим или без него, взятые в определенных количествах.
р
Полифазное вяжущее характеризуется прочностью на сжатие до 42-45 МПа, коэффициентом размягчения К до 0,90.
Нижеследующие примеры иллюстрируют изобретение, но не ограничивают его.
2
2
Пример 1. В лопастной смеситель загружали 450 г (45%) ангидритового вяжущего, имеющего удельную поверхность до 6000 см/г, 148 г (14,8%) гашеной извести и 2 г (0,2%) предварительно измельченной добавки, имеющей удельную поверхность 4000 см/ г, включающей 50 г поликарбоксилата натрия, 15 г триполифосфата натрия, 30 г сульфата алюминия, 5 г сульфата калия перемешивали смесь в течение 10 мин со скоростью 180 об/мин, затем при работающем смесителе добавляли 300 г (30%) строительного гипсового вяжущего марки Г6 и 100 г (10%) высокопрочного гипсового вяжущего марки Г 16 и перемешивали в течение 15 мин со скоростью 100 об/ мин. Полученное полифазное вяжущее выгружали и испытывали по ГОСТ 23789-79. Результаты представлены в табл.1.
2
2
Пример 2. В лопастной смеситель загружали 400 г (40%) ангидритового вяжущего, имеющего удельную поверхность до 7000 см/г, 100 г (10%) гашеной извести и 1 г (0,1%) предварительно измельченной добавки, имеющей удельную поверхность 6000 см/ г, включающую 85 г поликарбоксилата натрия, 8 г триполифосфата натрия, 5 г сульфата алюминия и 2 г сульфата калия, смесь перемешивали в течение 5 мин со скоростью 180 об/ мин, затем при работающем смесителе снижали скорость перемешивания до 100 об/мин и добавляли 490 г (49%) строительного гипсового вяжущего марки Г3, 9 г (0,9%) высокопрочного гипсового вяжущего марки Г25 и перемешивали 10 мин. Полученное полифазное вяжущее выгружали и испытывали, как в примере 1.
2
2
Пример 3. В лопастной смеситель загружали 600 г (60%) ангидритового вяжущего, имеющего удельную поверхность до 7000 см/г, 100 г (10%) гашеной извести и 1 г (0,1%) предварительно измельченной добавки, имеющей удельную поверхность 6000 см/ г, включающую 85 г поликарбоксилата натрия, 10 г триполифосфата натрия, 3 г сульфата алюминия и 2 г сульфата калия, смесь перемешивали в течение 5 мин со скоростью 180 об/мин, затем при работающем смесителе снижали скорость перемешивания до 90 об/мин и добавляли 260 г (26%) строительного гипсового вяжущего марки Г4 и 39 г (3,9%) высокопрочного гипсового вяжущего марки Г16, перемешивали 10 мин. Полученное полифазное вяжущее выгружали и испытывали, как в примере 1.
2
2
Пример 4. В лопастной смеситель загружали 600 г (60%) ангидритового вяжущего, имеющего удельную поверхность до 7000 см/г, 104 г (10,4%) гашеной извести и 1 г (0,1%) предварительно измельченной добавки, имеющей удельную поверхность 6000 см/ г, включающую 80 г поликарбоксилата натрия, 8 г триполифосфата натрия, 10 г сульфата алюминия и 2 г сульфата калия, смесь перемешивали в течение 5 мин со скоростью 180 об/ мин, затем при работающем смесителе снижали скорость перемешивания до 100 об/мин и добавляли 295 г (29,5%) строительного гипсового вяжущего марки Г7 и перемешивали 15 мин. Полученное полифазное вяжущее выгружали и испытывали, как в примере 1.
2
2
Пример 5. В лопастной смеситель загружали 500 г (50%) ангидритового вяжущего, имеющего удельную поверхность до 7000 см/г, 290 г (29%) гашеной извести и 2 г (0,2%) предварительно измельченной добавки, имеющей удельную поверхность 6000 см/ г, включающую 85 г полисульфометанмеламината натрия, 8 г триполифосфата натрия, 5 г сульфата алюминия и 2 г сульфата калия, смесь перемешивали в течение 5 мин со скоростью 180 об/мин, затем при работающем смесителе снижали скорость перемешивания до 90 об/мин и добавляли 200 г (20%) строительного гипсового вяжущего марки Г4 и 8 г (0,8%) высокопрочного гипсового вяжущего марки Г 20, перемешивали 15 мин. Полученное полифазное вяжущее выгружали и испытывали, как в примере 1.
2
2
Пример 6. В лопастной смеситель загружали 600 г (60%) ангидритового вяжущего, имеющего удельную поверхность до 6000 см/г, 194,5 г (19,45%) гашеной извести и 0,5 г (0,05%) предварительно измельченной добавки, имеющей удельную поверхность 6000 см/г, включающую 50 г полисульфометилмеламината натрия, 20 г триполифосфата натрия, 25 г сульфата алюминия и 5 г сульфата калия, смесь перемешивали в течение 5 мин со скоростью 180 об/ мин, затем при работающем смесителе снижали скорость перемешивания до 120 об/мин и добавляли 200 г (20%) строительного гипсового вяжущего марки Г 4 и 5 г (0,5%) высокопрочного гипсового вяжущего марки Г 16, перемешивали 15 мин. Полученное полифазное вяжущее выгружали и испытывали, как в примере 1.
2
2
Пример 7. В лопастной смеситель загружали 500 г (50%) ангидритового вяжущего, имеющего удельную поверхность до 6000 см/г, 99 г (9,9%) гашеной извести и 1 г (0,1%) предварительно измельченной добавки, имеющей удельную поверхность 6000 см/ г, включающую 50 г полисульфометанмеламината натрия, 20 г триполифосфата натрия, 25 г сульфата алюминия и 5 г сульфата калия, смесь перемешивали в течение 5 мин со скоростью 180 об/мин, затем при работающем смесителе снижали скорость перемешивания до 120 об/мин и добавляли 400 г (40%) строительного гипсового вяжущего марки Г4, перемешивали 15 мин. Полученное полифазное вяжущее выгружали и испытывали, как в примере 1.
2
2
Пример 8. В лопастной смеситель загружали 450 г (45%) ангидритового вяжущего, имеющего удельную поверхность до 6000 см/г, 99 г (9,9%) гашеной извести и 1 г (0,1%) предварительно измельченной добавки, имеющей удельную поверхность 6000 см/ г, включающую 80 г натриевой соли 3-сульфит-6-полиметил-нафталина, 5 г триполифосфата натрия, 13 г сульфата алюминия и 2 г сульфата калия, смесь перемешивали в течение 10 мин со скоростью 180 об/мин, затем при работающем смесителе снижали скорость перемешивания до 120 об/мин и добавляли 350 г (35%) строительного гипсового вяжущего марки Г4 и 100 г (10%) высокопрочного гипсового вяжущего марки 13, перемешивали 10 мин. Полученное полифазное вяжущее выгружали и испытывали, как в примере 1. Результаты представлены в таблице.
2
2
Пример 9. В лопастной смеситель загружали 500 г (50%) ангидритового вяжущего, имеющего удельную поверхность до 6000 см/г, 49 г (4,9%) гашеной извести и 1 г (0,1%) предварительно измельченной добавки, имеющей удельную поверхность 6000 см/ г, включающую 85 г натриевой соли 3-сульфит-6-полиметил-нафталина, 8 г триполифосфата натрия, 5 г сульфата алюминия и 2 г сульфата калия, смесь перемешивали в течение 10 мин со скоростью 180 об/мин, затем при работающем смесителе снижали скорость перемешивания до 120 об/мин и добавляли 350 г (35%) строительного гипсового вяжущего марки Г4 и 100 г (10%) высокопрочного гипсового вяжущего марки 13, перемешивали 10 мин. Полученное полифазное вяжущее выгружали и испытывали, как в примере 1. Результаты представлены в таблице.
2
2
Пример 10. В лопастной смеситель загружали 550 г (55%) молотого ангидрита, имеющего удельную поверхность до 6000 см/г, 199 г (19,9%) гашеной извести и 1 г (0,1%) предварительно измельченной добавки, имеющей удельную поверхность 6000 см/ г, включающую 85 г натриевой соли 3-сульфит-6-полиметил нафталина, 8 г триполифосфата натрия, 5 г сульфата алюминия и 2 г сульфата калия, смесь перемешивали в течение 10 мин со скоростью 180 об/мин, затем при работающем смесителе снижали скорость перемешивания до 120 об/мин и добавляли 250 г (25%) строительного гипсового вяжущего марки Г4, перемешивали 10 мин. Полученное полифазное вяжущее выгружали и испытывали, как в примере 1.
Пример 11. (по прототипу). Проводили обжиг гипсового камня в лабораторной печи при температуре 300°С, контролируя продукты обжига по показателям активности кальция и ионов водорода после их помола и выдержки до комнатной температуры, количество обожженного продукта - бета-полугидрата сульфата кальция (строительному гипсовому вяжущему), имеющему прочность на сжатие 5,4 МПа, было равно 150 г (18,7%). К этому строительному вяжущему при перемешивании добавили ангидритовое вяжущее в количестве 650 г (73,3%). Полученную смесь анализировали и испытывали, как в примере 1. Результаты испытаний приведены в таблице.
2
2
Пример 12. В лопастной смеситель загружали 500 г (50%) ангидритового вяжущего, имеющего удельную поверхность до 6000 см/г, 40 г (4%) гашеной извести и 20 г (2%) предварительно измельченной добавки, имеющей удельную поверхность 4000 см/ г, включающей 50 г поликарбоксилата натрия, 15 г триполифосфата натрия, 30 г сульфата алюминия, 5 г сульфата калия перемешивали смесь в течение 10 мин со скоростью 180 об/мин, затем при работающем смесителе добавляли 200 г (20%) строительного гипсового вяжущего марки Г 6, 100 г (10%) высокопрочного гипсового вяжущего марки Г 16 и 140 г (14%) нерастворимого ангидрита, и перемешивали в течение 15 мин со скоростью 100 об/ мин. Полученное полифазное вяжущее выгружали и испытывали, как в примере 1. Результаты представлены в таблице.
2
Пример 13. В лопастной смеситель загружали 450 г (45%) ангидритового вяжущего, имеющего удельную поверхность до 6000 см/г, 60 г (6%) гашеной извести и 20 г (2%) предварительно измельченной добавки, имеющей удельную поверхность 4000
2
см/г, включающей 50 г поликарбоксилата натрия, 15 г триполифосфата натрия, 30 г сульфата алюминия, 5 г сульфата калия перемешивали смесь в течение 10 мин со скоростью 180 об/мин, затем при работающем смесителе добавляли 250 г (25%) строительного гипсового вяжущего марки Г6, 100 г (10%) высокопрочного гипсового вяжущего марки Г16 и 120 г (12%) гипса, полученного при обессеривании дымовых газов. Далее, как в примере 1.
2
2
Пример 14. В лопастной смеситель загружали 450 г (45%) ангидритового вяжущего, имеющего удельную поверхность до 6000 см/г, 100 г (10%) гашеной извести и 20 г (2%) предварительно измельченной добавки, имеющей удельную поверхность 4000 см/ г, включающей 50 г поликарбоксилата натрия, 15 г триполифосфата натрия, 30 г сульфата алюминия, 5 г сульфата калия перемешивали смесь в течение 10 мин со скоростью 180 об/мин, затем при работающем смесителе добавляли 300 г (30%) строительного гипсового вяжущего марки Г6, 80 г (8%) высокопрочного гипсового вяжущего марки Г16 и 50 г (5%) моногидрата сульфата кальция. Далее, как в примере 1.
2
2
Пример 15. В лопастной смеситель загружали 400 г (40%) ангидритового вяжущего, имеющего удельную поверхность до 6000 см/г, 105 г (10,5%) гашеной извести и 15 г (1,5%) предварительно измельченной добавки, имеющей удельную поверхность 4000 см/ г, включающей 50 г поликарбоксилата натрия, 15 г триполифосфата натрия, 30 г сульфата алюминия, 5 г сульфата калия перемешивали смесь в течение 10 мин со скоростью 180 об/мин, затем при работающем смесителе добавляли 280 г (28%) строительного гипсового вяжущего марки Г 6, 100 г (10%) высокопрочного гипсового вяжущего марки Г16 и 100 г (10%) естественного гипса. Далее, как в примере 1.
2
2
Пример 16. В лопастной смеситель загружали 450 г (45%) ангидритового вяжущего, имеющего удельную поверхность до 6000 см/г, 60 г (6%) гашеной извести и 20 г (2%) предварительно измельченной добавки, имеющей удельную поверхность 4000 см/ г, включающей 50 г поликарбоксилата натрия, 15 г триполифосфата натрия, 30 г сульфата алюминия, 5 г сульфата калия перемешивали смесь в течение 10 мин со скоростью 180 об/мин, затем при работающем смесителе добавляли 250 г (25%) строительного гипсового вяжущего марки Г6, 100 г (10%) высокопрочного гипсового вяжущего марки Г16 и 120 г (12%) фосфогипса. Далее, как в примере 1.
Таким образом, полученное полифазное гипсовое вяжущее, как конечный продукт, содержит в своем составе бета-полугидрат сульфата кальция, альфа-полугидрат сульфат кальция, ангидритовое вяжущее и другие возможные химические модификации гипса.
В Таблице представлены основные свойства полифазного гипсового вяжущего по изобретению.
Свойства полифазного гипсового вяжущего
№ примера
Прочность, МПа
Водопотребность
Коэффициент размягчения, K<sub>Р</sub>
сжатие
изгиб
1.
42,5
18,6
0,28
0,82
2.
42,0
16,9
0,34
0,80
3.
45,0
20,1
0,29
0,90
4.
42,1
18,3
0,36
0,81
5.
39,6
17,3
0,39
0,82
6.
40,0
18,3
0,40
0,90
7.
40,1
16,7
0,38
0,88
8.
38,4
12,8
0,42
0,79
9.
39,0
14,6
0,41
0,81
10.
37,4
12,9
0,42
0,86
11.
10,5
6,1
0,58
0,67
12.
40,5
18,4
0,30
0,88
13.
39,8
17,0
0,38
0,79
14.
37,8
16,9
0,40
0,85
15.
37,0
17,0
0,39
0,78
16.
43,0
18,9
0,34
0,94
Как следует из представленных данных, полифазное гипсовое вяжущее обладает повышенными прочностными свойствами, меньшей водопотребностью и более высоким коэффициентом размягчения, что расширяет его технологические возможности и изделий, полученных с его использованием.