СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ МОДИФИЦИРОВАННОГО ЦИТРОГИПСА И СПОСОБ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
RAW MIXTURE FOR MODIFIED CITROGYPSUM ARTICLES AND METHOD OF THEIR PRODUCTION

Настоящее изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано при производстве гипсовых изделий.
Известен способ и состав для изготовления гипсовых изделий, при этом влажный природный двуводный гипс или цитрогипс смешивают с серной кислотой, а затем последовательно с сухой негашеной известью и водой затворения, затем полученную сырьевую смесь прессуют с одновременным удалением избытка воды затворения (Патент RU №2132310 С1, опубликовано 27.06.1999).
Недостатком данного способа является сложность процесса изготовления изделий, высокие затраты на их производство, а также низкая водостойкость изделий, невысокая прочность.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением, принятым за прототип является состав и способ изготовления гипсовых изделий заключающийся в том, что используют вспученный перлит (мелкий заполнитель) с размером гранул 75-100 мкм, который предварительно насыщают водой, отфильтровывают воду, не удерживаемую гранулами вспушенного перлита, смешивают водонасыщенный перлит с гипсом, подают полученную смесь в пресс-форму для дальнейшего прессования и прессуют при давлении не менее 10 МПа. (Патент RU №2525412 С1, опубликовано: 10.08.2014 Бюл. №22).
Основными недостатками данного состава и способа являются низкая прочность высокое водовяжущее (водогипсовое) соотношение; наличие дополнительных операций, связанных с необходимостью водонасыщения и фильтрации воды из перлита. Также, при данном технологическом решении сложно обеспечить постоянное водогипсовое соотношение, это связано с пренебрежением весом перлита, а также с тем, что фильтрация не обеспечивает полное удаление воды с поверхности перлита и при его дозировании свободная влага будет оставаться на всем оборудовании, задействованном в данной операции. Колебание водогипсового отношения негативно отражается на обеспечении постоянства прочностных характеристик конечных изделий.
Изобретение направлено на повышение прочности изделий из модифицированного цитрогипса.
3
2
2
3
Это достигается тем, что сырьевая смесь для изделий из модифицированного цитрогипса содержит вяжущее, мелкий заполнитель и воду, при этом в качестве вяжущего используется модифицированное гипсовое вяжущее, полученное обжигом цитрогипса, состава, масс. % СаО - 29,7-31,5, SO - 44,0-45,5, SiO - 0,3-1,2, MgO - 0,1-0,4, п.п.п. - остальное, во вращающейся печи при температуре 120-140°С, с удельной поверхностью 600-650 м/кг, в качестве мелкого заполнителя - отход производства перлита - перлитовая пыль с размером гранул 5-100 мкм, насыпной плотностью - 75 кг/м при следующих массовых соотношениях, %:
модифицированный цитрогипс
- 83;
перлитовая пыль
- 1,5;
вода
- 15,5.
Способ изготовления гипсового камня, включает приготовление формовочной массы, формование, распалубку, при этом приготовление формовочной массы осуществляется в следующей последовательности: смешивание перлита с водой, введение модифицированного цитрогипса, перемешивание, формование в пресс-формах под давлением 10 МПа, с выдерживанием изделий при указанном давлении 30 сек.
Характеристики используемых материалов.
2
1. Вяжущее - модифицированный цитрогипс с удельной поверхностью 600-650 м/кг.
Вяжущее (модифицированный цитрогипс), получаем путем обжига во вращиющихся печах при 120-140°С продукта биохимического синтеза лимонной кислоты (цитрогипс). Химический состав цитрогипса представлен в таблице 1.
Для сравнения химический состав природного гипса представлен в таблице 2.
3
2. Перлитовая пыль с насыпной плотностью - 75 кг/м; с размером гранул 5 до 100 мкм.
3. Вода ГОСТ 23732-2011 «Вода для бетонов и строительных растворов. Технические условия».
Разработанные составы сырьевой смеси и прочностные показатели исследуемого состава изделий и прототипа приведены в таблице 3.
Пример (таблица 3): перлитовую пыль в количестве 1,5% массе смешивают с водой, взятой в количестве 15,5% по массе. Количество воды должно обеспечивать водовяжущее соотношение - 0,18-0,19. Далее вводится вяжущее в количестве 83% по массе и перемешивается. После чего полученная формовочная масса направляется в пересс-форму и производится прессование под давлением 10 МПа, длительность выдерживания под указанным давлением составляет 30 секунд.
Разработанный способ изготовления изделий из модифицированного цитрогипса, при предлагаемом соотношении компонентов и высокая удельная поверхность модифицированного цитрогипса способствует росту числа контактов между частицами вяжущего, при этом низкое водовяжущее отношение (вода берется в количестве достаточном для протекания химических реакции) минимизирует число пор, образующихся при испарении избыточной влаги и количество вовлеченного воздуха, что в совокупности способствует росту прочности конечных изделий.
Высокая удельная поверхность модифицированного цитрогипса в совокупности с предлагаемым способом способствует росту числа контактов между частицами вяжущего, при этом низкое водовяжущее отношение (вода берется в количестве достаточном для протекания химических реакции) минимизирует число пор, образующихся при испарении избыточной влаги и количество вовлеченного воздуха, что в совокупности способствует росту прочности конечного изделия.
Предварительное смешение перлитовой пыли с водой облегчает перемешивание и получение однородной формовочной массы без комков, а также способствует равномерному распределению влаги по всему объему.
Прочность полученных изделий после формования составляет 2-2,5 МПа, что существенно снижает количество брака, образующегося на данной стадии производства изделий, а также дает возможность выпуска многопустотных изделий. Прочность изделий через 1 сутки составляет 15-20 МПа.
Себестоимость модифицированного цитрогипса, используемого для получения разработанных составов в два раза ниже в сравнении со строительным гипсом из природного сырья, что способствует снижению себестоимости конечных изделий, а также позволяет значительно снизить нагрузку на окружающую среду за счет вовлечения в процесс производства техногенного сырья - отходов биохимического синтеза лимонной кислоты и отходов производства перлита.
Применение указанного давления (10 МПа) и режима формования изделий способствует уменьшению износа оборудования, снижению энергетических затрат, а также металлоемкости производства за счет замены металлических форм на пластиковые, применение которых позволяет получить изделия с более качественной поверхностью.
Исключение операции водонасыщения и фильтрации воды из перлита существенно сократит длительность процесса производства и повысить оборачиваемость форм.