Стеновые изделия на основе фосфогипса

СТЕНОВЫЕ ИЗДЕЛИЯ НА ОСНОВЕ ФОСФОГИПСА

В настоящее время для производства гипсовых вяжущих основным сырьем является природный гипсовый камень. Вместе с тем на предприятиях химической промышленности вырабатывается огромное количество гипсо-содержащих отходов. На производстве экстракционной фосфорной кислоты образуются многотоннажные отходы фосфогипса. По содержанию сульфата кальция он относится к гипсовому сырью 1-2-го сорта. Несмотря на большое число предлагаемых способов использования фосфогипса, объемы его утилизации незначительны, например 1988 г. в стране они составили лишь 17,4% [1].

Такие свойства фосфогипса, как склонность к налипанию, смерзаемость, гигроскопичность, наличие свободных кислот и других примесей, высокое содержание свободной влаги, существенно затрудняют его хранение, складирование, транспортировку и переработку, увеличивая стоимость конечной продукции.

В районах, располагающих легко доступными залежами качественного природного гипсового камня, внедрение способов переработки фосфогипса, предусматривающих дорогостоящую очистку и обжиг, зачастую является экономически нецелесообразным.

Для строительной отрасли Уральского региона, особенно для сельского и индивидуального строительства с большим объемом одно-и малоэтажных объектов, перспективна организация производства низко- и среднемароч-ных строительных изделий на основе фосфогипса по упрощенной безобжиговой технологии.

Образование обладающих достаточной прочностью кристаллизационных структур на основе дисперсных минеральных систем, к числу которых относится и фосфогипс, так как его удельная поверхность превышает 3000 см2/г,

ШАЯХМЕТОВ Ульфат Шайхизаманович,

доктор технических наук, профессор, проректор Башкирского государственного педагогического университета имени М. Акмуллы

МУСТАФИН Ахат Газизьянович,

доктор химических наук, член-корреспондент АН РБ, заведующий кафедрой Башкирского государственного университета

БАБКОВ Вадим Васильевич,

доктор технических наук, профессор*

НЕДОСЕКО Игорь Вадимович,

доктор технических наук, профессор*

КАГИРОВА Зимфира Фаилевна,

научный сотрудник ГУП «БашНИИстрой»

может происходить при выполнении двух условий [2].

Во-первых, частицы дисперсной фазы должны находиться на достаточно малом расстоянии, при котором возможно образование кристаллизационных контактов между ними. Во-вторых, концентрация растворенного вещества в дисперсионной среде должна быть больше растворимости гидрата, т.е. система

* Уфимский государственный нефтяной технический университет.

30 У.Ш. Шаяхметов, А.Г. Мустафин, В.В. Бабков, И.В. Недосеко, З.Ф. Кагирова

должна быть метастабильной (по В. Оствальду). Чем выше пересыщение раствора, тем больше может быть расстояние между срастающимися частицами гидрата, при котором возможно образование кристаллизационной структуры. И наоборот, как показал А.Ф. По-лак, если каким-либо образом сблизить частицы до минимального расстояния 1т~350 (50 -размер молекулы), пересыщение в системе может быть весьма незначительным а~1. В этом случае появляется возможность получения кристаллизационных структур из порошков, в процессе твердения которых не происходит их гидратация, например, из порошков двуводного гипса.

Обычными технологическими приемами, в частности при литьевой технологии, сблизить частицы дигидрата гипса до требуемого расстояния не удается, поэтому применяются специальные способы формования таких систем. Так, разработана технология получения облицовочных плит из двуводного гипса путем прессования водных паст с одновременным отводом воды [3]. Дальнейшие исследования И.М. Ляшкевича, Г.С. Раптуновича, А.Ф. Пола-ка позволили успешно применить данный технологический прием для получения изделий из фосфогипса без предварительной его переработки в вяжущее [4]. Способ фильтрационного прессования позволяет получать изделия с высокими показателями прочности. Композиционная смесь, содержащая 55-80% фосфогипса, 5-20% гипсового вяжущего и 2-5% извести, прессовалась при давлении 5-10 МПа до остаточного содержания жидкой и твердой фазы 0,22-0,25. Полученный прессованный материал имеет прочность при сжатии 15-20 МПа, однако широкое внедрение данного способа сдерживается трудностями, связанными с необходимостью удаления из системы излишней воды.

Для снижения капитальных и текущих затрат большой интерес представляет способ прессования полусухих смесей. При прессовании необходимо повысить пересыщение жидкой фазы относительно двуводного гипса, т.е. выполнить второе условие возникновения

структуры. Этого можно достичь, если в систему ввести некоторое количество полуводного гипса.

Прессование жестких смесей (В/Г = 0,15-0,2), содержащих 70-80% фосфогипса, 20-30% гипсового, ангидритового или сульфатно-шлакового вяжущего, под давлением 5-20 МПа дает возможность получать изделия с пределом прочности при сжатии 5 МПа и более.

Организация производства изделий способом прессования жестких смесей на основе фосфогипса не требует больших капитальных вложений. При этом возможно использование оборудования, выпускаемого отечественными предприятиями машиностроения для прессования грунтоблоков и других подобных изделий, а также применение действующих технологических линий на заводах по производству силикатного кирпича [5, 6]. Кроме того, широкое использование необожженного фосфогипса для производства низкомарочных изделий позволит оптимизировать структуру потребления строительных материалов и более рационально использовать высокомарочные изделия.

Литература

1. Иваницкий В.В., Классен П.В., Новиков A.A. и др. Фосфогипси его использование. М.: Химия. 1990.

2. ПолакА.Ф. Твердение мономинеральных вяжущих веществ. М.: Стройиздат. 1966.

3. Ляшкевич И.М., РаптуновичГ.С., ПолакА.Ф. О возможности формирования кристаллизационных структур на основе двугидрата сульфата кальция// Изв. вузов. Сер. Стр-во и архитектура. 1985. №12. С. 60-63.

4. ПолакА.Ф., Ляшкевич И.М., Бабков В.В., Раптунович Г. С., Анваров P.A. О возможности твердения систем на основе двугидрата сульфата кальция // Изв. вузов. Сер. Стр-во и архитектура. 1987. № 10. С. 55-59.

5. МирсаевР.Н., Бабков В.В., Недосеко И.В. Фос-фогипсовые отходы химической промышленности в производстве стеновых изделий. М.: Химия, 2004.

6. Недосеко И.В., Бабков В.В., Мирсаев РН. и др. Опыт производства и эксплуатации гипсовых стеновых изделий II Строительные материалы. 2007. №3. С. 78-80.