RU2555979C2 - Method of obtaining highly strong gypsum binding agent - Google Patents

Method of obtaining highly strong gypsum binding agent Download PDF

Info

Publication number
RU2555979C2
RU2555979C2 RU2013151913/03A RU2013151913A RU2555979C2 RU 2555979 C2 RU2555979 C2 RU 2555979C2 RU 2013151913/03 A RU2013151913/03 A RU 2013151913/03A RU 2013151913 A RU2013151913 A RU 2013151913A RU 2555979 C2 RU2555979 C2 RU 2555979C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gypsum
raw material
gypsum raw
maleic acid
raw materials
Prior art date
Application number
RU2013151913/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013151913A (en
Inventor
Александр Викторович Богомазов
Александр Сергеевич Сенюта
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр"
Publication of RU2013151913A publication Critical patent/RU2013151913A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2555979C2 publication Critical patent/RU2555979C2/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B11/00—Calcium sulfate cements
    • C04B11/02—Methods and apparatus for dehydrating gypsum
    • C04B11/028—Devices therefor characterised by the type of calcining devices used therefor or by the type of hemihydrate obtained
    • C04B11/032—Devices therefor characterised by the type of calcining devices used therefor or by the type of hemihydrate obtained for the wet process, e.g. dehydrating in solution or under saturated vapour conditions, i.e. to obtain alpha-hemihydrate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/14—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00482—Coating or impregnation materials
    • C04B2111/00517—Coating or impregnation materials for masonry

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to the production of building materials and can be applied at industrial enterprises, which produce masonry and decorative building mixtures, which include gypsum binding agents. The method of a obtaining highly strong gypsum binding agent includes soaking of a gypsum raw material with a solution of maleic acid and thermal processing of the raw material under pressure, as the gypsum raw material applied is a product of processing alumina-containing wastes, which contains calcium sulphate dehydrate, with soaking and processing of the gypsum raw material being carried out simultaneously by boiling the gypsum raw material in a water solution of maleic acid with a concentration of 0.02-0.10 wt %, with a ratio of the gypsum raw material and the water solution of maleic acid equal to 1:3, the obtained pulp is cooled, and filtered, the obtained after filtration sediment is supplied to drying and following milling.
EFFECT: reduced duration of a gypsum binder obtaining process and increase of strength in its target application.
1 tbl

Description

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано на промышленных предприятиях, выпускающих гипсовые изделия, в том числе формы для отливок, гипсовые блоки, а также кладочные и отделочные строительные смеси, в состав которых входят гипсовые вяжущие.The invention relates to the production of building materials and can be used at industrial enterprises producing gypsum products, including casting molds, gypsum blocks, as well as masonry and finishing building mixtures, which include gypsum binders.

Известен способ получения высокопрочного гипса путем варки измельченного двуводного гипса в жидкой среде, в котором используют гипс, измельченный в шарокольцевой мельнице в течение 20-40 мин в присутствии добавок алкилиденфосфоновых кислот в количестве 0,005-0,05%, а варку осуществляют в воде при температуре 93-96°C в течение 1-2 ч (патент RU №2392241, C04B 11/02, опубл. 20.06.2010 г.).A known method of producing high-strength gypsum by cooking crushed gypsum gypsum in a liquid medium, which uses gypsum, crushed in a ball mill for 20-40 minutes in the presence of additives of alkylidenephosphonic acids in an amount of 0.005-0.05%, and cooking is carried out in water at a temperature 93-96 ° C for 1-2 hours (patent RU No. 2392241, C04B 11/02, publ. 06/20/2010).

К недостаткам данного способа его можно отнести большую продолжительность процесса варки и высокую стоимость алкилиденфосфоновых кислот.The disadvantages of this method include the long duration of the cooking process and the high cost of alkylidenephosphonic acids.

Наиболее близким к заявленному способу является способ получения высокопрочного гипсового вяжущего путем пропитки гипсового сырья раствором малеиновой кислоты и дальнейшей тепловой обработкой насыщенным паром под давлением (SU, а.с. №643455, C04B 11/02, опубл. 25.01.1979 г., бюл. №3, дата опубл. описания 28.01.1979 г.).Closest to the claimed method is a method of producing a high-strength gypsum binder by impregnating gypsum raw materials with a solution of maleic acid and further heat treatment with saturated steam under pressure (SU, AS No. 643455, C04B 11/02, publ. 01.25.1979, bull. No. 3, date of publication of the description of January 28, 1979).

Недостатком данного способа является значительная продолжительность технологического процесса, составляющая в общей сложности 8,5 ч, и недостаточно высокая прочность после затвердевания гипса.The disadvantage of this method is the significant duration of the process, comprising a total of 8.5 hours, and not sufficiently high strength after hardening of gypsum.

В основу изобретения положена задача, заключающаяся в разработке недорогого способа получения высокопрочного гипсового вяжущего при резком сокращении времени гидротермальной обработки гипсового сырья без снижения прочности.The basis of the invention is the task of developing an inexpensive method for producing a high-strength gypsum binder with a sharp reduction in the time of hydrothermal processing of gypsum raw materials without reducing strength.

Техническим результатом изобретения является сокращение продолжительности процесса получения гипсового вяжущего и увеличение прочности при его применении по назначению.The technical result of the invention is to reduce the duration of the process of obtaining a gypsum binder and increase the strength when it is used for its intended purpose.

Достижение вышеуказанного технического результата обеспечивается тем, что в способе получения высокопрочного гипсового вяжущего, включающем в себя пропитку гипсового сырья раствором малеиновой кислоты и тепловую обработку гипсового сырья под давлением, в качестве гипсового сырья используют содержащий двухводный сульфат кальция продукт переработки глиноземсодержащих отходов, пропитку и обработку гипсового сырья осуществляют одновременно путем варки гипсового сырья в водном растворе малеиновой кислоты с концентрацией 0,02-0,10 мас.% и при соотношении гипсового сырья и водного раствора малеиновой кислоты, равном 1:3, полученную пульпу охлаждают, а затем фильтруют, полученный после фильтрации осадок направляют на сушку и последующее измельчение.The achievement of the above technical result is ensured by the fact that in the method for producing a high-strength gypsum binder, which includes impregnating gypsum raw materials with a solution of maleic acid and heat treating gypsum raw materials under pressure, a product of processing alumina-containing waste containing two-water calcium sulfate is used as gypsum raw material, impregnating and processing gypsum raw materials are carried out simultaneously by cooking gypsum raw materials in an aqueous solution of maleic acid with a concentration of 0.02-0.10 wt.% and when the ratio of gypsum raw materials and an aqueous solution of maleic acid equal to 1: 3, the resulting pulp is cooled, and then filtered, the precipitate obtained after filtration is sent to drying and subsequent grinding.

Присутствие малеиновой кислоты при варке в воде под давлением модифицирует поверхность частиц, не препятствуя дегидратации продукта с получением α-полуводного гипса и существенно затрудняя обратный процесс гидратации при охлаждении пульпы. Таким образом, практически исключается появление других форм сульфата кальция, кроме целевого α-CaSO4·0,5H2O. Гидротермальная обработка гипсового сырья не требует долгой выдержки. Было установлено, что для достижения стабильных показателей готового продукта достаточно выдержать пульпу перед охлаждением в течение 0,5 ч. При этом концентрация водного раствора малеиновой кислоты, равная 0,02-0,10 мас.%, выбрана исходя из обеспечения необходимых прочностных показателей.The presence of maleic acid when cooked in water under pressure modifies the surface of the particles without interfering with the dehydration of the product to produce α-semi-aquatic gypsum and significantly complicating the reverse hydration process when cooling the pulp. Thus, the appearance of other forms of calcium sulfate, except for the target α-CaSO 4 · 0.5H 2 O, is practically eliminated. The hydrothermal treatment of gypsum raw materials does not require long exposure. It was found that in order to achieve stable performance of the finished product, it is enough to withstand the pulp before cooling for 0.5 hours. Moreover, the concentration of an aqueous solution of maleic acid, equal to 0.02-0.10 wt.%, Was selected on the basis of ensuring the necessary strength indicators.

Кроме того, использование в качестве гипсового сырья, содержащего двухводный сульфат кальция продукта переработки глиноземсодержащих отходов, обеспечивает утилизацию указанных отходов.In addition, the use as a gypsum raw material containing two-water calcium sulfate of an alumina-containing waste processing product ensures the disposal of these waste.

Способ получения высокопрочного гипсового вяжущего осуществляется следующим образом.A method of obtaining a high-strength gypsum binder is as follows.

Исходным гипсовым сырьем служил продукт переработки глиноземсодержащих отходов с содержанием двухводного сульфата кальция около 99%, представляющий собой порошок со средним размером частиц около 100 мкм. Его смешивали с водным раствором малеиновой кислоты в пропорции 1:3, помещали в автоклав, нагревали до 120-130°C и оставляли на полчаса. Затем пульпу фильтровали и высушивали до постоянной массы и измельчали.The initial gypsum feed was the product of processing alumina-containing waste with a content of two-water calcium sulfate of about 99%, which is a powder with an average particle size of about 100 microns. It was mixed with an aqueous solution of maleic acid in a ratio of 1: 3, placed in an autoclave, heated to 120-130 ° C and left for half an hour. Then the pulp was filtered and dried to constant weight and crushed.

Для сравнения из того же сырья готовили гипсовое вяжущее по способу прототипа: после пропитки раствором малеиновой кислоты порошок сушили, а затем обрабатывали в автоклаве насыщенным паром, после чего сушили и измельчали.For comparison, a gypsum binder was prepared from the same raw material according to the prototype method: after impregnation with a solution of maleic acid, the powder was dried, and then autoclaved with saturated steam, then dried and crushed.

Полученные продукты затворяли дистиллированной водой, делали образцы и проводили механические испытания по ГОСТ 23789-79. Результаты измерений для вариантов с различными концентрациями малеиновой кислоты приведены в таблице.The resulting products were closed with distilled water, samples were made, and mechanical tests were performed according to GOST 23789-79. The measurement results for options with different concentrations of maleic acid are shown in the table.

Данные свидетельствуют, что прочностные показатели гипсового вяжущего, полученного по заявленному способу, заметно выше, чем по способу прототипа. Также хорошо видно, что оптимальный диапазон концентраций раствора малеиновой кислоты составляет 0,02-0,10 мас.%, поскольку ниже 0,02 мас.% наблюдается падение прочности, а выше 0,10 мас.% прочность уже не растет. The data indicate that the strength characteristics of the gypsum binder obtained by the claimed method is significantly higher than by the prototype method. It is also clearly seen that the optimal range of concentrations of maleic acid solution is 0.02-0.10 wt.%, Since a decrease in strength is observed below 0.02 wt.%, And strength does not increase above 0.10 wt.%.

Рентгенофазовый анализ изготовленного по заявленному способу гипсового порошка показал наличие только полуводной α-модификации сульфата кальция (бассонита).X-ray phase analysis of the gypsum powder made by the claimed method showed the presence of only the semi-aqueous α-modification of calcium sulfate (bassonite).

№ п/пNo. p / p Концентрация раствора малеиновой кислоты, мас.%The concentration of maleic acid solution, wt.% Прочность готового образца при сжатии, МПаThe strength of the finished sample in compression, MPa Способ по прототипуPrototype method Заявляемый способThe inventive method 1one 0,010.01 13,113.1 15,415.4 22 0,020.02 15,015.0 20,420,4 33 0,040.04 16,316.3 21,721.7 4four 0,060.06 16,716.7 22,122.1 55 0,080.08 16,916.9 22,322.3 66 0,100.10 16,816.8 22,422.4 77 0,120.12 16,916.9 22,422.4

Claims (1)

Способ получения высокопрочного гипсового вяжущего, включающий в себя пропитку гипсового сырья раствором малеиновой кислоты и тепловую обработку гипсового сырья под давлением, отличающийся тем, что в качестве гипсового сырья используют содержащий двуводный сульфат кальция продукт переработки глиноземсодержащих отходов, пропитку и обработку гипсового сырья осуществляют одновременно путем варки гипсового сырья в водном растворе малеиновой кислоты с концентрацией 0,02-0,10 мас.% и при соотношении гипсового сырья и водного раствора малеиновой кислоты, равном 1:3, полученную пульпу охлаждают, а затем фильтруют, полученный после фильтрации осадок направляют на сушку и последующее измельчение. A method of obtaining a high-strength gypsum binder, which includes impregnating gypsum raw materials with a solution of maleic acid and heat treating gypsum raw materials under pressure, characterized in that as a gypsum raw material, an alumina-containing waste processing product containing calcium sulfate is used, gypsum raw material processing is impregnated and processed simultaneously by cooking gypsum raw materials in an aqueous solution of maleic acid with a concentration of 0.02-0.10 wt.% and with the ratio of gypsum raw materials and an aqueous solution of malein hydrochloric acid equal to 1: 3, the resulting pulp is cooled and then filtered, the precipitate obtained after filtration is sent to drying and subsequent grinding.
RU2013151913/03A 2012-12-18 2012-12-18 Method of obtaining highly strong gypsum binding agent RU2555979C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2012/001077 WO2014098639A1 (en) 2012-12-18 2012-12-18 Method for producing high-strength gypsum binder

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013151913A RU2013151913A (en) 2015-05-27
RU2555979C2 true RU2555979C2 (en) 2015-07-10

Family

ID=50978795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013151913/03A RU2555979C2 (en) 2012-12-18 2012-12-18 Method of obtaining highly strong gypsum binding agent

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2555979C2 (en)
WO (1) WO2014098639A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB563019A (en) * 1942-12-21 1944-07-26 Cuthbert Leslie Haddon Improvements in the manufacture of plaster of paris
SU643455A1 (en) * 1976-12-04 1979-01-25 Государственный Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Строительных Материалов Им.П.П.Будникова Method of obtaining high-strength gypsum binder
RU2212384C1 (en) * 2002-03-06 2003-09-20 Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет Method of preparing high-strength gypsum binder

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB563019A (en) * 1942-12-21 1944-07-26 Cuthbert Leslie Haddon Improvements in the manufacture of plaster of paris
SU643455A1 (en) * 1976-12-04 1979-01-25 Государственный Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Строительных Материалов Им.П.П.Будникова Method of obtaining high-strength gypsum binder
RU2212384C1 (en) * 2002-03-06 2003-09-20 Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет Method of preparing high-strength gypsum binder

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ФЕРРОНСКАЯ А.В. Справочник. Гипсовые материалы и изделия (производство и применение).- Москва:Издательство АСВ, 2004-с.488. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013151913A (en) 2015-05-27
WO2014098639A1 (en) 2014-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mouiya et al. Flat ceramic microfiltration membrane based on natural clay and Moroccan phosphate for desalination and industrial wastewater treatment
El-Eswed et al. Efficiency and mechanism of stabilization/solidification of Pb (II), Cd (II), Cu (II), Th (IV) and U (VI) in metakaolin based geopolymers
Bouazizi et al. Elaboration and characterization of a new flat ceramic MF membrane made from natural Moroccan bentonite. Application to treatment of industrial wastewater
Tironi et al. Kaolinitic calcined clays–Portland cement system: Hydration and properties
KR100758830B1 (en) Gypsum wood fiber product with improved water resistance
Amaral et al. Soil–cement bricks incorporated with eggshell waste
RU2631447C1 (en) Ceramic mass for wall lining products manufacture
Messaoudi et al. Characterization of ceramic pieces shaped from clay intended for the development of filtration membranes
RU2555979C2 (en) Method of obtaining highly strong gypsum binding agent
CN106745136B (en) A kind of ultralow sodium microcrystalline alumina and the preparation method and application thereof
RU2465244C1 (en) Method of producing slip for casting ceramic articles
RU2486150C1 (en) Fibre-reinforced cement mixture
Iaich et al. Preparation of new ceramic supports macro-porous for microfiltration and ultrafiltration membranes based Moroccan clay
CN113620622B (en) Method for efficiently fixing chloride ions in basic magnesium sulfate cement
RU2500633C1 (en) Organic-mineral modifier for fibre-cement compositions
CN104353414A (en) Preparation method of attapulgite/rectorite/zinc oxide mycotoxin adsorbent
CN113651584A (en) Inorganic grindstone and preparation method thereof
RU2484066C1 (en) Mixture for autoclave foam concrete
Bakar et al. Study of Characteristics of Eggshell Waste Composite by Using Cold Compaction Method
RU2608376C2 (en) Lime-silica binder for production of silicate colour moulded articles
Chen et al. Preparation of Gypsum Retarding Material and Activated Carbon from Waste Mycelium
RU2606741C1 (en) Method of producing construction material
KR101338820B1 (en) Preparation method of artificial aggregate using wasted water sludge
RU2212384C1 (en) Method of preparing high-strength gypsum binder
RU2473481C1 (en) Wood concrete mixture

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191219