Конструкционно-теплоизоляционная композиция

Конструкционно-теплоизоляционная композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к составам композиций для изготовления конструкционно-теплоизоляционных материалов и изделий . Цель - уменьшение усадки, упрощение технологии за счет увеличения водопотребности без снижения коэффициента конструктивного качества. Конструкционнотеплоизоляционная композиция содержит в качестве известьсодержащего регулятора схватывания осадок сточных вод гальванического производства при следующем соотношении компонентов, мас.%: полуводный гипс 23,7-36,0, скок (по сухой массе) 2,58- 3,8, осадок сточных вод гальванического производства 6,,5-7,0, мочевина 0,12-0,3, вода 54,0- 65,2. Материал имеет плотность 500-700 кг/м ; прочность при сжатии 1,55- 1,7 МПа, при изгибе 0,6-1,1 МПа, к .к.к. 1,2- 1,65, усадка 0,1-0,7%, продолжительность сушки 22-30 ч. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю С 04 B 18/30, 28/14 gOLlgg g, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4802763/33 (22) 15.03.90 (46) 23.04.92:. Бюл. ¹ 15 (71) Тульский политехнический институт (72) В.И. Игнатов, M,È, Горбачева, 3.Г. Кратенко и М,П. Бабаев (53) 666.943(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1362723, кл. С 04 В 11/.00, 1987, Авторское свидетельство СССР

¹ 1301810, кл. С 04 В 28/14, 1987. (54) КОНСТРУКЦИОННО-ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ (57) Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к составам композиций для изготовления конструкционно-теплоизоляционных материалов и изИзобретение относится к области строительных материалов, а именно к составам для изготовления конструктивно-теплоизоляционных материалов.

Цель изобретения — уменьшение усадки, упрощение технологии за счет увеличения подвижности и снижение водопотребности без снижения коэффициента конструктивного качества, В предлагаемой композиции в качестве вяжущего используют полуводный гипс марки не менее Г5, с началом схватывания

7 — 8 мин. и концом 11 — 12 мин, а в качестве наполнителя скоп — механический осадок сточных вод картонного производства. Шлакообразный скоп имеет влажность 60 — 82 мас.% (концентрация сухого скопа соответственно равна 18 — 40 мас,%).

Вещественный состав сухого остатка скопа включает, мас.%:, . Ж 1728160 А1 делий. Цель — уменьшение усадки, упрощение технологии за счет увеличения водопотребности без снижения коэффициента конструктивного качества. Конструкционнотеплоизоляционная композиция содержит в качестве известьсодержащего регулятора схватывания осадок сточных вод гальванического производства при следующем соотношении компонентов, мас.%: полуводный гипс 23,7 — 36,0, скок (по сухой массе) 2,58",8, осадок сточных вод гальванического производства 6,5 — 7,0, мочевина 0,12 — О,", вода 54,0 в 65 2, Материал имеет плотность

500 — 700 кг/м; прочность при сжатии 1,55—

5.

1,7 МПа, при изгибе 0,6-1,1 МПа, к.к.к. 1,21,65, усадка 0,1 — 0 7% продолжительность сушки 22 — 30 ч. 1 табл;

Целлюлозное волокно 45-50

Каолин 47 — 53

Канифоль 2 — 3

Насыпная плотность сухого скопа 450 †5 кгlм, цвет серый. В качестве известьсодержащего регулятора схватывания используют осадок сточных вод гальванического производства и дополнительно мочевину, Осадок сточных вод гальванического производства образуется в результате выпада осадка при нанесении защитных покрытий в гальванических ваннах на изделия из черных металлов и латуни.

Очистка сточных вод осуществляется в два этапа.

Первый этап. Восстановление шестивалентного хрома до трехвалентного сульфитсульфатной смесью или тиосульфатом.

1728160

Второй этап. Нейтрализация окислов металлов до гидроокисей двух- и трехвалентных металлов.

Взвешенные частицы гидроокисей металлов осаждаются полиакриламидом — гелем техническим, известковым по ТУ

6-01-1049-81. Полученный на фильтрах осадок с влажностью 60 — 86 используется в составе смеси конструктивно-теплоизоляционного материала, Химический состав осадка сточных вод гальванического производства, мас, ; SiOz i

+ А!гОэ 28...30; FezOa + FeO 11...17; СаО

4,92...5; СиО 0,3...0,4; Сг Оз 0,6 — 2,5; CuS04

1,3...2,7; 2пО 0,3...6,1; MgO 1,22...1,30; МпО

0,14...0,159; K2SOn + Na2SO4 0,024...0,147; соли фосфорн. 1,01...2,162; NazSiOg

0,42...0,63; соли олова 0,95...1,484; нефтепродукты 5...10; вода — остальное, Мочевина (карбамид) по ГОСТ 2081-75Е, содержащая

46 азота, рекомендуется техническая.

Конструкционно-теплоизоляционные изделия, например, в виде плит и др. изготовляют из предлагаемой композиции следующим способом.

Отдозированные скоп в естественном состоянии, т,е. с влажностью 60 — 82, воду затворения и мочевину перемешивают в течение 2 мин до однородного состояния. При продолжающемся перемешивании в смесь добавляют отдозированные влажные отходы гальванического производства и перемешивание продолжают еще 1 — 1,5 мин. Затем мешалку останавливают, загружают в нее отдоэированный полуводный гипс и дополнительно осуществляют перемешивание 2 мин. Полученную литую композицию с началом схватывания 35 — 54 мин, с подвижностью по вискозиметру Сутторда 18 — 23 см формуют методом литья в формах. Через 15 мин после конца схватывания полуфабрикаты распалубливают и направляют в сушилку. Изделия сушат 20 — 30 ч по режиму: первые 8 — 10 ч при 120-150 С, а остальное время при 80 — 60 С.

Испытания свойств готовой продукции осуществляют по методике, рекомендуемой

ГОСТ 19222-84. Высушенные до постоянной массы иэделия имеют среднюю плотность

496-692 кг/м (марка 500-700). Класс по . прочности В1,0 — В1,5. Подобную плотность и класс по прочности имеет арболит, изготовляемый на минеральном вяжущем (цементе) и целлюлозно-волокнистом наполнителе (рисовой соломе) с добавлением химических добавок, в том числе и солей металлов, выполняющих роль минерализаторов. B предлагаемой композиции в качестве минерального вяжущего принят (взамен цемента) полуводный гипс, в качестве

55 целлюлозно-волокнистого наполнителя скоп, а в качестве минералиэатора и регулятора схватывания — смесь осадка сточных вод гальванического производства с мочевиной.

Пример 1. Отдозированный скоп с влажностью 75 в количестве 15,2 кг (3,8 по сухому остатку), 0,3 кг мочевины (0,3 ).и

38,9 кг воды загружают в лопастную мешалку и перемешивают в течение 2 мин до получения однородной суспензии. Не прекращая перемешивание, в мешалку вводят 21,9 кг (7 по сухому остатку) влажных отходов гальванического производства (влажность 75 ), перемешивание продолжают еще 1 мин, после чего в смесь вводят полуводный гипс в количестве 23,7 кг(23,7 от массы композиции), Вместе с гипсом смесь перемешивают дополнительно 2 мин, Общее количество воды, введенной в 100 кг смеси, составляет 38,9+ 11,4+ 14,9 = 65,2 кг (65,2 ), из которых 11,4 кг введено с влажным скопом и 14,9 кг — с отходами гальванического производства.

Полученную литую композицию с подвижностью 23 см по вискоэиметру Сутторда формуют методом литья в металлических формах размером 10 х 10 х 10 см и 16 х 4 х

4 см. Через 54 мин с момента затворения композиция схватывается: через 15 мин после конца схватывания образцы распалубливаются и подвергаются сушке. Сушка производится по режиму: 3 ч при 130—

150 С, 5 ч при 80 С и 22 ч при 80 — 69 С до остаточной влажности изделий 7 — 8, Часть опытных образцов сушилась до постоянной массы с целью определения средней плотности предлагаемой композиции. Все высушенные образцы в соответствии с требованиями ГОСТ 19222-84 испытывались на прочность при изгибе и сжатии.

Составы и физико-технические свойства композиции приведены в табл. 1 (смесь

2). Аналогичным способом изготовлены и испытаны композиции 3 и 4, а также 1 и 5 с запредельными количествами и соотношениями составляющих.

Пример 2. Опытные образцы известной композиции теплоизоляционного материала изготовлены и испытаны по методике примера 1.

В качестве регулятора ехватывания использован известьсодержащий компонент из числа отходов производств. Изготовленные по литьевой технологии образцы для обеспечения требуемых размеров и формы прессовались.

Соотношение компонентов, введенных в состав известной композиции, и соответствующие свойства приведены в таблице, 1.728160

6,5 — 7

0.12 — 0,3

54,0 — 65,2

55

Предлагаемый состав композиции по сравнению с известной имеет следующие преимущества: уменьшается на 17,6-21,9 усадка при сушке, что способствует увеличению коэффициента конструктивного каче- 5 ства; уменьшается на . 15,3 — 23,5o водопотребность, что соответственно приводит к уменьшению продолжительности сушки на 26 — 30 ч; увеличивается в 1,6 — 1,8 раза подвижность формуемой композиции 10 при меньшей водопотребности; повышается в 1,3 — 2,4 раза прочность при изгибе. бла-. годаря чему не уменьшается коэффициент конструктивного качества.

Положительные эффекты достигаются 15 за счет комплексного механизма действия осадка сточных вод гальванического производства и мочевины. Первый из них замедляет процесс схватывания полуводного гипса, причем эффект замедления схваты- 20 вания усиливается в присутствии скопа, мочевина ускоряет процесс схватывания и делает формуемую методом литья композицию более жизнеспособной и технологичной. Осадок сточных вод гальванического 25 производства вследствие присутствия в нем нефтепродуктов и лиофобных гидроокисей металлов, плохо смешивается с водой и скОпом, Пленки нефтепродуктов при отсутствии мочевины обволакивают частицы гипса, 30 замедляй их гидратацию и соответственно процесс схватывания. Присутствующая в составе композиции мочевина, молекулы которой имеют большее химическое сродство и силы Ван-дер-Ваальсовых приближе- 35 н ий с молекулами нефтепродуктов, образует эмульсию из нефтепродуктов, которая пластифицирует композицию, уменьшает водопотребность, увеличивая одновременно прочность и подвижность. 40

Таким образом в составе композиции мочевина выполняет роль эмульгатора и диспергатора одновременно, так как в присутствии мочевины отходы гальваники и скоп легко перемешиваются в воде, а находящаяся во 45 влажном скопе и отходах гальваники вода высвобождается и участвует в процессе растворения и гидратации молекул гипса. Ускорению гидратации способствует и факт отсутствия на поверхности частиц гипса пленок нефтепродуктов, которые переходят в капельки эмульсии под влиянием молекул мочевины. Все эти явления под влиянием мочевины ускоряют процесс схватывания композиции, содержащей полуводный гипс и отходы гальванического производства, Таким образом, осадок сточных вод гальванического производства и мочевина совместным механизмом действия выполняют роль регулятора схватывания и положительно влияют на свойства композиции и изделий на ее основе.

Диспергированные мочевиной тонкодисперсные отходы гальванического производства проявляют свойства адгезии и осаждаются на волокнах скопа при перемешивании, заключая их в оболочки гидроокисей металлов. Такие волокна скопа в составе гипсового вяжущего приобретают свойства жесткого армирующего наполнителя, препятствующего усадке и способствующие увеличению прочности.

Формула изобретения

Конструкционно-теплоизоляцион ная композиция, включающая полуводный гипс, скоп и известьсодержащий регулятор схватывания, о т л и ч а.ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения усадки, упрощения технологии за счет увеличения подвижности и снижения водопотребности без снижения коэффициента конструктивного качества, она содержит в качестве иэвестьсодержащего регулятора схватывания осадок сточных вод гальванического производства и дополнительно мочевину при следующем соотношении компонентов, мас.7, :

Полуводный гипс 23,7 — 36,8

Скоп (по сухой массе) 2,58-3,8

Осадок сточных вод гальванического производства (по сухой массе)

Мочевина

Вода

1728160

Составы композиций, мас.2

Компоненты, мас.Ф, и свойства предлагаемой

2 (3 (>

11+

37,8

34,6

12,5

23,7

3 8

20,9

4,0

2;2

7,0

3,0

3. Осадок сточных вод гальванического производства

6,65

7.5

0,6

80,5

79.0

77,5

55,7

6. Нзвестьсодержащий отход производства:

- осадок от химического осаждения мела

- пыль циклонов от известковаобжигательных печей

2,5

3,0

- фероованадиевый саморассыпающийся алак

Питьевой нетод формования с подпрессовкой

Подвижность — расплыв конуса по вискозиметру Сутторда, см

16

10

12

20,5

23

20

25

Не схватился

Начало схватывания, мин

Средняя плотность ре (сухих), кг/м

692 720

700 750

468

369

400

664

620

То же

650

700

500

1>9

1,7 1,8

1,65

0,45

0,46

1>3

0,50

1,1

81 5

Класс по прочности

1,35

1,24 1,02

1,65

1,8

1,5

1,20

1,0

18,6

0,7

0,5

22,0

19>1

То we

25

Продолжительность суыки, ч

40

50

Составитель B.Èãíàòîâ

Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Редактор Е.Папп

Заказ 1374 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

1. Полуводный гипс

2. Скоп (сухой) 4. Мочевина

5. Вода

Марка по средней плотности

Прочность, МПа

- при сжатии, К

- при изгибе, Еи

Козффициент конструктивного качества R ць(кг/смв)

, т>>та>)

Усадка при сувке, 2

7,00

0,3

65,20

496

500

1 >55

0,6

Bl,0

0,1

29,3

3,4

0,25

60,4

0,93

Е1,5

6,55

0,15

36,8

2,58

6,5

0,12

54,00

1,2

81,5

6,30

0,10

53,80

Не отвечает

ГОСТУ

9,0

8,5

350 известной

10,5

8,0