Композиційна гіпсовмісна в’яжуча речовина

1. Композиційна гіпсовмісна в'яжуча речовина, що містить напівводний гіпс, мікрокремнезем та каталізатор гідравлічності, яка відрізняється тим, що вона додатково містить модифікуючу добавку при такому співвідношенні компонентів, мас. %: напівводний гіпс 48-80 мікрокремнезем 1,2-22 каталізатор гідравлічності 1-35 модифікуюча добавка 0,4-15. 2 (19) 1 3 Добавку виготовляють окремо від гіпсового в'яжучого, скорочуючи об'єм обробки у декілька разів, після цього вводять її в гіпсове в'яжуче (100 мас. %) в кількості 5-15 % від маси. Недоліком даної добавки є те, що для її виготовлення потрібні значні енерговитрати, по-перше, на попереднє випалення цеолітової породи при температурі 800 °C, і, по-друге, на сумісний помел цеолітової породи і бою силікатної цегли з сухим порошком суперпластифікатора С-3 в кульовому млині. Штучний камінь, виготовлений з одержаного гіпсового в'яжучого, при цьому має недостатню водостійкість і морозостійкість. Відома суха будівельна суміш включає, мас. %: гіпсове в'яжуче - будівельний гіпс 73,085,0, гашене вапно 10,0-16,0, полікарбоксилат щонайменше один, вибраний з групи: полікарбоксилат натрію, полікарбоксилат Melflux 1641F, ДП1, Sika ViskoCrete 225P і BPS BV Т/С 1,3-3,0, карбоксиметилцелюлозу 3,0-5,6, сульфат алюмінію 0,4-0,9, глюконат натрію 0,3-1,5, причому її отримують шляхом змішування зазначених компонентів у дезінтеграційному змішувачі протягом 2-3 хв. при швидкості обертання змішувача 2500-3000 об./хв. (див. патент РФ № 2404146, МПК: С 04 В 11/00, С 04 В 38/08, опублікований 20.11.2010 в Бюл. № 32). Недоліком даної сухої будівельної суміші є те, що для її виготовлення потрібні значні енерговитрати на змішування зазначених компонентів у дезінтеграційним змішувачі протягом 2-3 хв. при швидкості обертання змішувача 2500-3000 об./хв. Штучний камінь, виготовлений з одержаного гіпсового в'яжучого, при цьому має недостатню міцність, водостійкість і, відповідно, морозостійкість. Найбільш близьким аналогом є композиційна гіпсовмісна в'яжуча речовина, що містить (мас. %): напівводний гіпс 78,4-81,6; вапно (оксид кальцію) 8-9; мікрокремнезем 10-12; суперпластифікатор С3 0,4-0,6 (див. патент РФ № 2081076, МПК: С 04 В 11/00, С 04 В 111/20, опублікований 10.06.97 в Бюл. № 16). Виготовлення суміші передбачає дві стадії: змішування компонентів та подальшу їх активацію в змішувачі-активаторі відцентровоударного типу. Недоліком найближчого аналога, як показали дослідження, є низька водостійкість і міцність, а значить і морозостійкість штучного каменю, виготовленого з такої в'яжучої речовини. Підвищення водостійкості і міцності станом на 90 діб тверднення припиняється. Твердість лицьової поверхні штучного каменю з такої в'яжучої речовини не підвищується після 28 діб тверднення. Для досягнення бажаних параметрів водостійкості і міцності в'яжуче готують тільки на основі високомарочних гіпсів та застосовують механічну активацію суміші, що значною мірою підвищує вартість кінцевого продукту. В основу корисної моделі поставлена задача створити таку в'яжучу речовину, у якій шляхом поєднання компонентів з модифікуючою добавкою досягається підвищення в часі водостійкості і міцності штучного каменю, виготовленого з цієї в'яжучої речовини з одночасним збільшенням твердості лицьової поверхні штучного каменю. При цьому 66698 4 зберігаються позитивні технологічні та експлуатаційні властивості, які притаманні гіпсовим в'яжучим. Для вирішення задачі запропонована композиційна гіпсовмісна в'яжуча речовина, що містить напівводний гіпс, каталізатор гідравлічності (засіб для регулювання гідравлічних властивостей) та мікрокремнезем, яка, згідно з корисною моделлю, додатково містить модифікуючу добавку при такому співвідношенні компонентів, мас. %: напівводний гіпс 48-80 мікрокремнезем 1,2-22 каталізатор гідравлічності 1-35 модифікуюча добавка 0,4-15. У окремих випадках реалізації як модифікуючу добавку використовують сполуки лужноземельного металу магнію, барію, стронцію та/або оксиди металів, які проявляють амфотерні властивості: ZnO, Сr2О3, SnO, РbО2, ТіО2, МnО2, як каталізатор гідравлічності використовують оксид кальцію та/або портландцемент. Нижченаведені приклади комбінації компонентів модифікуючої добавки ілюструють корисну модель, але не обмежують її: 1. SrCO3 тa MnO2. 2. SrCO3 тa PbO2. 3. Ва(ОН)2 та Сr2О3. 4. Sr(OH)2 та МnО2. 5. Sr СО3 та Сr2О3 та РbО2. 6. Ва(ОН)2 та Sr(OH)2 та Сr2О3 та РbО2. 7. Sr СО3 та Sr(OH)2 та Сr2О3 та РbО2. 8. ВаНРО4 та SrCO3 та MgO2 та Сr2О3. Застосування в складі композиційної гіпсовмісної в'яжучої речовини модифікуючої добавки, яка містить сполуки лужноземельного металу та/або оксиди металів, які проявляють амфотерні властивості, призводить до тривалого в часі (360 діб і більше) підвищення водостійкості і міцності штучного каменю, виготовленого з цієї в'яжучої речовини з одночасним збільшенням твердості лицьової поверхні штучного каменю, подібно до штучного каменю, виготовленого на основі портландцементу. В складі композиційної гіпсовмісної в'яжучої речовини як каталізатор гідравлічності використовують оксид кальцію у кількості 1-15 мас. %, що підвищує ефективність модифікуючої добавки та приводить до підвищення водостійкості і міцності штучного каменю, виготовленого з такої в'яжучої речовини. З таким каталізатором гідравлічності штучний камінь характеризується більшою водостійкістю та міцністю, ніж за прототипом, та знижується вартість кінцевого продукту. Для розширення сировинної бази як каталізатор гідравлічності використовують портландцемент. В складі композиційної гіпсовмісної в'яжучої речовини як каталізатор гідравлічності використовують портландцемент у кількості 10-35 мас. %, що підвищує ефективність модифікуючої добавки та приводить до підвищення водостійкості і міцності штучного каменю, виготовленого з такої в'яжучої речовини. З таким каталізатором гідравлічності штучний камінь характеризується більшою водостійкістю та міцністю, ніж при використанні оксиду кальцію. 5 66698 Для зниження водопотреби в'яжучого та підвищення міцності штучного каменю, виготовленого на основі композиційної гіпсовмісної в'яжучої речовини, що заявляється, застосовують суперпластифікатор. Виготовлення композиційного гіпсовмісного в'яжучого, що заявляється, здійснюють змішуванням компонентів традиційним для таких систем способом до отримання повної гомогенізації суміші. Як гіпс можна використати гіпс - та/або модифікації марки від Г-5 до Г-25, як мікрокремнезем - білу сажу марок БС-100, БС-120 або її аналоги, як оксид кальцію - різновиди вапна, як портландцемент - портландцемент I-го або ІІ-го типу марок 300, 400, 500, 550, 600 або білий портландцемент, як суперпластифікатор - суперпластифікатор полікабоксилатного або лігносульфонатного складу, наприклад суперпластифікатор MELFLUX 2651 Р, С-3, Sika ViscoCrete-225Р, натрієву сіль лігносульфанатної кислоти, модифіковану натрієвою сіллю алдонової кислоти, тощо. Для експериментальної перевірки в'яжучого, що заявляється, були виготовлені кілька варіантів 6 композицій з вмістом компонентів, узятих в кількостях, які знаходяться у межах, що заявлені у формулі, а також композиція за найближчим аналогом. Для визначення фізико-технічних характеристик вищезазначених композицій було виготовлено зразки у вигляді призм розміром 4040160 мм. Дані занесені у таблицю. Як показали випробування, виготовлені зразки характеризуються достатньою водостійкістю та міцністю. Композиційне гіпсовмісне в'яжуче за заявленим складом характеризується водопотребою в межах 0,22…0,55, штучний камінь на основі такого в'яжучого - міцністю при стиску, без використання суперпластифікатора понад 24 МПа, та з суперпластифікатором понад 26 МПа, водостійкістю понад 0,9 та морозостійкістю понад 35 циклів, що значно перевищує показники зразків за прототипом. При цьому у заявленому складі ступінь водостійкості 0,9 досягається без застосування суперпластифікатора, що дозволяє знизити вартість кінцевого продукту порівняно з найближчим аналогом. Таблиця Фізико-технічні характеристики композиційного гіпсовмісного в'яжучого Склад суміші, мас. % № НГ ПЦ МК СП СаO МД** МД*** В/Т 1 80 14,95 2,65 0,01 2* 78,4 12 0,6 9 3 63,22 26 4,68 0,5 4 55 28 14 0,3 5 80 7,5 0,3 4,7 6 65 18 12 7 70 18 8,65 0,35 8 100 2,3 1,9 4,5 3,9 3 3,7 2,7 3 1,1 0,4 0,22 0,23 0,26 0,3 0,55 0,34 0,5 Властивості Твердість лицьової Міцність на стиск, у поверхні за шкаКрозм, у віці віці МПа, лою Мооса, у віці 360 360 360 28 діб 90 діб 28 діб 90 діб 28 діб 90 діб діб діб діб 1 2 3 26 30 34 0,9 0,91 0,96 1 2 2 25 27 26,5 0,79 0,78 0,77 2 4 8 52 63 68 0,99 1 1,03 1 2 4 48 53 57 0,94 0,96 0,98 1 2 3 27 30 33,5 0,94 0,95 0,98 1 2 3 24 26,5 31,5 0,92 0,96 0,98 1 2 4 32,5 38 42,5 0,9 0,93 0,95 1 1 1-2 10 11,5 10,5 0,4 0,38 0,37 В таблиці позначено: НГ - напівводяний гіпс; ПЦ - каталізатор гідравлічності портландцемент; МК - мікрокремнезем; СП - суперпластифікатор; В/Т - водотверде відношення; Крозм - водостійкість; СаО - каталізатор гідравлічності оксид кальцію;* - значення за найближчим аналогом; МД** - модифікуюча добавка сполука лужноземельного металу; МД*** - модифікуюча добавка оксид металу, що проявляє амфотерні властивості. Комп’ютерна верстка М. Ломалова Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601