RU2784287C1 - Гипсовое вяжущее, модифицированное минеральной добавкой - Google Patents

Гипсовое вяжущее, модифицированное минеральной добавкой Download PDF

Info

Publication number
RU2784287C1
RU2784287C1 RU2021138425A RU2021138425A RU2784287C1 RU 2784287 C1 RU2784287 C1 RU 2784287C1 RU 2021138425 A RU2021138425 A RU 2021138425A RU 2021138425 A RU2021138425 A RU 2021138425A RU 2784287 C1 RU2784287 C1 RU 2784287C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gypsum
waste
gypsum binder
mineral
binder
Prior art date
Application number
RU2021138425A
Other languages
English (en)
Inventor
Виталий Альбертович Шаманов
Галина Михайловна Батракова
Анна Александровна Мартынова
Дмитрий Игоревич Баранюк
Анатолий Никитович Поник
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет"
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2784287C1 publication Critical patent/RU2784287C1/ru

Links

Abstract

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к составам гипсового вяжущего, используемого в сухих строительных смесях, гипсовых растворах для получения изделий и конструкций, применяемых в строительстве жилых и общественных зданий. Гипсовое вяжущее, модифицированное минеральной глиноземистой добавкой, содержит, мас.%: гипс строительный 55-85, минеральную глиноземистую добавку - отход уничтожения энергонасыщенных материалов удельной поверхности 4700-5000 см2/г и с химическим составом, мас.%: Al2O3 93,84-97,5, Fe2O3 1,22-4,88, SiO2 0,07-0,14, п.п.п. 0,71-1,13, с содержанием примесей: сажи, оксидов Mg, Mn, Cu, Ca, Pb, Ni, Cr, Со, Cd, V, Mo - тысячные доли процента, 15-45. Технический результат - снижение негативного воздействия на окружающую среду за счет использования отхода, повышение прочности при изгибе и при сжатии гипсового вяжущего. 2 табл.

Description

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к составам гипсового вяжущего и изделий на его основе: сухих строительных смесей, гипсовых растворов, изделий, конструкций, применяемых в строительстве жилых и общественных зданий.
Традиционным способом улучшения различных физико-механических характеристик гипса является введение в состав гипсового вяжущего минеральной добавки или смеси добавок, в качестве которых используются тонкомолотые (мелкодисперсные) порошки: гашеная известь и известняковая мука, а также активные кремнеземсодержащие наполнители. Однако в последние годы часто стали использовать отходы различных производств: золы-уноса, тонкомолотые шлаки и пр., что позволяет снижать негативное воздействие на окружающую среду, в том числе и отходы с содержанием оксида алюминия [Дворкин Л.И. Строительные материалы из отходов промышленности: учебно-справочное пособие / Л.И. Дворкин, О.Л. Дворкин. – Ростов н/Д: Феникс, 2007. – 368 с.; Русина, В.В. Минеральные вяжущие вещества на основе многотоннажных промышленных отходов: учебное пособие / В.В. Русина. – Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2007. – 224 с.].
Известна композиция гипсового вяжущего на основе гипса строительного марки Г10А2 с добавлением органической добавки суперпластификатора С-3, а также с добавлением минеральной добавки, в качестве которой используется высококальциевая зола-унос от сжигания твердого топлива Березовской ГРЭС, при следующем соотношении компонентов, мас.%: гипс – 73,9-90, пластификатор – 1,1-2,0, указанная зола-унос высококальциевая – остальное. Химический состав золы, мас.%: 27,8 SiO2; 8,3 Al2O3; 10,3 Fe2О3; 39,2 CaO; 5,1 MgO; 4,2 SO3 [патент РФ № 2285677 от 20.10.2006].
Данное изобретение позволяет повысить водостойкость гипсового вяжущего, однако повышение прочности наблюдается незначительно. Кроме того, совместное использование минеральной и органической добавок повышает энергозатраты и финансовые затраты на производство товарной продукции.
Наиболее близкой к заявленному изобретению по совокупности признаков является гипсовое вяжущее, содержащее ангидрит (безводный гипс) и добавку глиноземистой смеси с размерами частиц 2-3 мкм, содержащей мас.%: более 60 Al2O3, менее 10 SiO2, менее 10 Al металлического, менее 5 MgO. Глиноземистая смесь повышает прочность более чем в два раза, при оптимальном содержании добавки в пределах 3 %. [Токарев Ю.В. Модифицирование ангидритовых композиций алюмосодержащими ультрадисперсными добавками / Ю.В. Токарев, Г.И. Яковлев // Известия КазГАСУ. – 2009. – № 1. С. 302 – 308]. Данный состав принят в качестве прототипа.
Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются – гипсовое вяжущее, модифицированное минеральной глиноземистой добавкой.
Недостатком известной композиции, принятой за прототип, является необходимость активации ангидритового вяжущего сульфатными активаторами, а также применение отходов в незначительном количестве, что не снижает негативного воздействия на окружающую среду.
В научно-технической литературе не представлено данных по использованию природного глинозема и высокоглиноземистых отходов, содержащих Al2O3 более 80 %, для модификации гипсового вяжущего.
Задача изобретения - упрощение и удешевление технологии производства гипсового вяжущего, снижение негативного воздействия на окружающую среду при сохранении высоких показателей прочности.
Поставленная задача была решена за счет того, что известное гипсовое вяжущее, модифицированное минеральной глиноземистой добавкой, согласно изобретению, в качестве гипсового вяжущего содержит гипс строительный, а в качестве минеральной глиноземистой добавки содержит отход уничтожения энергонасыщенных материалов удельной поверхности 4700-5000 см2/г и с химическим составом, мас.%: Al2O3 93,84-97,5, Fe2O3 1,22-4,88, SiO2 0,07-0,14, п.п.п. 0,71-1,13, с содержанием остальных примесей: сажи, оксидов Mg, Mn, Cu, Ca, Pb, Ni, Cr, Со, Cd, V, Mo тысячные доли процента, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
гипс строительный 55-85
указанный отход уничтожения энергонасыщенных материалов 15-45
Отличительными признаками заявляемой смеси от смеси по прототипу являются использование в качестве гипсового вяжущего гипса строительного, использование в качестве минеральной глиноземистой добавки отхода уничтожения энергонасыщенных материалов удельной поверхности 4700-5000 см2/г и с химическим составом, мас.%: Al2O3 93,84-97,5, Fe2O3 1,22-4,88, SiO2 0,07-0,14, п.п.п. 0,71-1,13, с содержанием остальных примесей: сажи, оксидов Mg, Mn, Cu, Ca, Pb, Ni, Cr, Со, Cd, V, Mo тысячные доли процента, а также иное количественное соотношение используемых ингредиентов, мас.%: гипс строительный 55-85; минеральная глиноземистая добавка (отход уничтожения энергонасыщенных материалов) указанного состава 15-45.
Введение в гипсовое вяжущее минеральной глиноземистой добавки (отхода уничтожения энергонасыщенных материалов) заявляемого состава со средним диаметром частиц 3,4-3,9 мкм способствует уплотнению структуры и изменению размеров и формы кристаллогидратных новообразований, благодаря чему повышается средняя плотность и прочность.
Для приготовления гипсового вяжущего используют следующие компоненты:
- Гипс строительный по ГОСТ 125.
- Отход уничтожения энергонасыщенных материалов следующего химического состава, мас.%: Al2O3 93,84-97,5, Fe2O3 1,22-4,88, SiO2 0,07-0,14, п.п.п. 0,71-1,13, с содержанием остальных примесей: сажи, оксидов Mg, Mn, Cu, Ca, Pb, Ni, Cr, Со, Cd, V, Mo тысячные доли процента.
Свойства минеральной глиноземистой добавки представлены в таблице 1.
Таблица 1
Свойства минеральной глиноземистой добавки
Показатель Значение
Удельная поверхность, см2 4700-5000
Истинная плотность, г/см3 3,31
Средний диаметр частиц, мкм 3,4-3,9
Гипсовое вяжущее, модифицированное минеральной глиноземистой добавкой (отходом уничтожения энергонасыщенных материалов), готовят следующим образом.
Предварительно высушенные до постоянной массы при температуре 105±5ºС компоненты (гипс строительный по ГОСТ 125 и минеральная глиноземистая добавка - отход уничтожения энергонасыщенных материалов) дозировались по массе с точностью до 1%, затем механически перемешивались в лопастном смесителе в течение не менее 60 секунд. Далее из полученного модифицированного гипсового вяжущего в соответствии с методикой по ГОСТ 23789 изготавливали тесто нормальной густоты путем добавления к нему воды затворения с последующим механическим перемешиванием в течение не более 120 секунд, затем полученное гипсовое тесто использовалось для изготовления опытных образцов.
Определение средней плотности и прочностные характеристики проводили согласно ГОСТ 23789.
Результаты испытания опытных образцов представлены в таблице 2.
Таблица 2
Физико-механические характеристики опытных образцов
Компоненты Количество минеральной глиноземистой добавки, % Предел прочности Средняя плотность, кг/м3 В/Вяж
Rизг, МПа Rсж, МПа
Гипс строительный по ГОСТ 125 0 3,1 5,9 1295 0,61
Прототип 3 - 11,1 - 0,20-0,25
Гипс строительный по ГОСТ 125, модифицированный минеральной глиноземистой добавкой 15 4,5 12,9 1604 0,63
30 4,7 12,7 1713 0,66
45 3,7 10,1 1689 0,68
Таким образом, прочностные характеристики гипсового вяжущего, модифицированного минеральной глиноземистой добавкой с различным содержанием отхода уничтожения энергонасыщенных материалов, увеличиваются более чем в 2 раза. Полученное гипсовое вяжущее можно рекомендовать к использованию при строительстве жилых и общественных зданий, что позволит удешевить технологию производства, а также улучшить экологическую обстановку. Кроме того, упрощается технология получения гипсового вяжущего за счет отсутствия необходимости использования специальных сульфатных активаторов для затворения и активации ангидритового вяжущего.

Claims (2)

  1. Гипсовое вяжущее, модифицированное минеральной глиноземистой добавкой, отличающееся тем, что в качестве гипсового вяжущего оно содержит гипс строительный, а в качестве минеральной глиноземистой добавки содержит отход уничтожения энергонасыщенных материалов удельной поверхности 4700-5000 см2/г и с химическим составом, мас.%: Al2O3 93,84-97,5, Fe2O3 1,22-4,88, SiO2 0,07-0,14, п.п.п. 0,71-1,13, с содержанием остальных примесей: сажи, оксидов Mg, Mn, Cu, Ca, Pb, Ni, Cr, Со, Cd, V, Mo тысячные доли процента, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
  2. гипс строительный 55-85 указанный отход уничтожения энергонасыщенных материалов 15-45
RU2021138425A 2021-12-23 Гипсовое вяжущее, модифицированное минеральной добавкой RU2784287C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2784287C1 true RU2784287C1 (ru) 2022-11-23

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3111309A1 (de) * 1981-03-23 1982-10-14 Gebr. Knauf Westdeutsche Gipswerke, 8715 Iphofen Baugips
SU1491834A1 (ru) * 1987-04-02 1989-07-07 Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой, магниевой и электродной промышленности Способ получени в жущего
RU2200715C2 (ru) * 2001-05-24 2003-03-20 Всероссийский научно-исследовательский геологоразведочный институт угольных месторождений Вяжущее
RU2263641C1 (ru) * 2004-06-22 2005-11-10 Соколова Юлия Андреевна Способ получения гипсового вяжущего
RU2285677C1 (ru) * 2005-04-08 2006-10-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ" Гипсовое вяжущее
RU2387607C2 (ru) * 2008-05-04 2010-04-27 Общество с ограниченной ответственностью фирма "ВЕФТ" Добавка для модификации гипсовых вяжущих, строительных растворов и бетонов на их основе

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3111309A1 (de) * 1981-03-23 1982-10-14 Gebr. Knauf Westdeutsche Gipswerke, 8715 Iphofen Baugips
SU1491834A1 (ru) * 1987-04-02 1989-07-07 Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой, магниевой и электродной промышленности Способ получени в жущего
RU2200715C2 (ru) * 2001-05-24 2003-03-20 Всероссийский научно-исследовательский геологоразведочный институт угольных месторождений Вяжущее
RU2263641C1 (ru) * 2004-06-22 2005-11-10 Соколова Юлия Андреевна Способ получения гипсового вяжущего
RU2285677C1 (ru) * 2005-04-08 2006-10-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ" Гипсовое вяжущее
RU2387607C2 (ru) * 2008-05-04 2010-04-27 Общество с ограниченной ответственностью фирма "ВЕФТ" Добавка для модификации гипсовых вяжущих, строительных растворов и бетонов на их основе

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
МАРТЫНОВА А.А. и др. Оценка состава и микроструктуры алюмосодержащего отхода для обоснования направлений его использования. Теоретическая и прикладная экология. 2018, N2, с.62-69. МЕЛЕШКО В.Ю. и др. Подход к определению опасности отходов, образующихся при сжигании энергонасыщенных материалов. ЭЖ. Химическая безопасность. 2018, т.2, N2, с.272-285. ПОНИК А.Н. и др. Технологическая схема очистки отходов, образующихся в процессе уничтожения топливных элементов. Ж. Экология и промышленность России. 2015, т.19, N7, c.32-35. МЕЛЕШКО В.Ю. и др. Исследование оксида алюминия, получаемого при сжигании твердотопливных зарядов. Фундаментальные основы баллистического проектирования: сборник материалов IV Всероссийской науч.-технич. конф. СПб, Балт. ГТУ, 2014, с.231-236. ПАВЛОВЕЦ Г.Я. и др. Утилизация продуктов сгорания, образующихся при сжигании зарядов твердых ракетных топлив. ЭЖ. Химическая безопасность. 2018, т.2, N1, с.170-179. *
ТОКАРЕВ Ю.В. и др. Модифицирование ангидритовых композиций алюмосодержащими ультрадисперсными добавками. Строительные материалы и изделия. Известия КазГАСУ, 2009, N1 (11), c.302-308. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Le et al. Fresh and hardened properties of self-compacting concrete with sugarcane bagasse ash–slag blended cement
Noaman et al. Comparative study of pozzolanic and filler effect of rice husk ash on the mechanical properties and microstructure of brick aggregate concrete
Arel et al. Use of industrial and agricultural wastes in construction concrete
Hasnain et al. Eco-friendly utilization of rice husk ash and bagasse ash blend as partial sand replacement in self-compacting concrete
CN102491664A (zh) 改性钢矿渣复合掺合料及其制备方法
JP5931317B2 (ja) 水硬性組成物および該水硬性組成物を用いたコンクリート
Rukzon et al. Use of ternary blend of Portland cement and two pozzolans to improve durability of high-strength concrete
CN108623251A (zh) 一种用于深海环境的超高性能混凝土及其制备方法
CN111187010A (zh) 一种无熟料高性能低成本的新型复合胶凝材料
CN101549987A (zh) 一种混凝土用粉煤灰-脱硫石膏复合活性矿物掺合料及其制备和应用
CN113860802A (zh) 一种环保型高性能矿物掺合料及其制备方法和应用
JP2019196276A (ja) 石炭灰混合セメント組成物および製造方法
RU2784287C1 (ru) Гипсовое вяжущее, модифицированное минеральной добавкой
CN102491718A (zh) 一种采用工业固废材料配制的混凝土
Lustosa et al. Influence of fly ash on the compressive strength and young's modulus of concrete
Kaewmanee et al. Properies of binder systems containing cement, fly ash, and limestone powder.
Carro-López et al. Comparing circulating fluidised bed fly ash and limestone as additions for cement
JP6980552B2 (ja) セメント組成物
KR102377413B1 (ko) 친환경 고강도 토양고화제 조성물 및 이를 이용한 시공방법
Milagre Martins et al. Durability and strength properties of concrete containing coal bottom ash
CN108863120A (zh) 一种高强硫铝酸盐水泥基材料及其制备方法
Adam et al. Water absorption of ambient-cured geopolymer concrete
CN110386767B (zh) 一种海工水泥及其制备方法
JP2013107816A (ja) 低炭素型セメントペースト組成物
Demir et al. Effects of fineness and amount of fly ash on strength development of concrete