Патент на изобретение №2342343

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГИПСОВЫХ ИЗДЕЛИЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к технологии производства строительных материалов и может быть использовано при получении стенового конструкционного материала. В способе изготовления гипсовых изделий путем смешения техногенного двуводного гипса, измельченного до удельной поверхности 3000 см²/г и 9000 см²/г, с добавкой гашеной извести и водой при их следующем соотношении соответственно, мас.%: двуводный гипс, измельченный до удельной поверхности 3000 см²/г, 37,9325-40,3325, двуводный гипс, измельченный до удельной поверхности 9000 см²/г, 48-50,4, вода с добавкой гашеной извести остальное, с последующим прессованием, после прессования изделия высушивают до постоянной массы, после чего выдерживают их в течение 15-20 минут в водном растворе поливинилового спирта концентрацией 5-10% и повторно высушивают до постоянной массы. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы. Технический результат – увеличение прочности и водостойкости. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к технологии производства строительных материалов и может быть использовано при получении стенового конструкционного материала.

Известен способ изготовления гипсовых изделий путем приготовления сырьевой смеси из двуводного гипса в количестве 50-70 мас.%, гипсового вяжущего – 5-20 мас.% и извести – 15-40 мас.% с дальнейшим прессованием и одновременным удалением избытка воды затворения. При этом удаление воды затворения осуществляют до получения водовяжущего отношения 0,22-0,30 (SU №1132485, С04В 28/14, 1983).

Недостатками данного технического решения являются невысокая прочность полученных изделий, высокая стоимость процесса и энергоемкость.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ изготовления гипсовых изделий (RU №2278841, С04В 28/14, 2006), включающий приготовление сырьевой смеси смешением техногенного двуводного гипса, измельченного до удельных поверхностей 3000 см²/г и 9000 см²/г с известью в виде насыщенного раствора, с последующим полусухим прессованием в две стадии.

Недостатком данного технического решения является невысокая прочность полученных изделий.

Задачей изобретения является разработка нового способа изготовления гипсовых изделий с увеличенной прочностью и водостойкостью.

Техническим результатом изобретения является повышение прочности и водостойкости гипсовых изделий за счет получения более плотной структуры материала и экранирования действия воды, и создания дополнительных химических связей и кольматации наружных пор.

Поставленная задача и указанный технический результат достигается за счет того, что в способе изготовления гипсовых изделий путем смешения техногенного двуводного гипса, измельченного до удельной поверхности 3000 см²/г и 9000 см²/г с добавкой гашеной извести и водой с последующим прессованием, согласно изобретению после прессования изделия высушивают до постоянной массы, после чего выдерживают их в течение 15-20 минут в водном растворе поливинилового спирта концентрацией 5-10% и повторно высушивают до постоянной массы. При этом после прессования изделия высушивают до постоянной массы до твердения в течение 28 суток при температуре 20°С и при влажности воздуха не менее 95%, а после выдержки изделий в растворе поливинилового спирта их высушивают на воздухе в течение 25-30 суток при температуре 15-25°С.

Выдерживание до твердения в течение 28 суток гарантирует заданную прочность изделия. При температуре 20±2°С (данная температура является оптимальной для процесса структурообразования в системе на основе двуводного гипса, снижение температуры замедляет процесс, а повышение температуры требует дополнительных затрат энергии и обеспечивает стабильную влажность), и при влажности воздуха не менее 95±5% (при более низкой влажности процесс структурообразования замедляется), с последующей сушкой до постоянной массы согласно изобретению. Перед выдержкой изделия в растворе поливинилового спирта его предварительно высушивают до постоянной массы после прессования изделия первоначально выдерживают в течение 15-20 минут (именно при этом сроке происходит пропитка поверхностного слоя изделия, а при более долгой выдержке в растворе происходит разрушение верхних слоев изделия из-за расслаивающего эффекта воды, и изделие начинает разрушаться) в водном растворе поливинилового спирта концентрацией 5-10% (при более низкой концентрации прироста прочности и водостойкости не происходит, а более высокая не дает дальнейшего увеличения), после чего их сушат в сушилке до постоянной массы, при температуре 55±5°С (данная температура является оптимальной с точки зрения энергоемкости, более высокая температура вызывает высокие энергозатраты).

Пример конкретного осуществления способа.

Техногенный двуводный гипс, полученный путем дробления на лабораторной щековой дробилке предварительно подсушенных, в течение одних суток, гипсовых форм-отходов фаянсового производства, а затем в шаровой мельнице до удельной поверхности 3000 и 9000 см²/г.

Добавку комовой извести в количестве 1 кг также подвергали дроблению на лабораторной щековой дробилке, а затем затворяли ее 3 литрами подогретой до 60°С воды. Смесь постоянно перемешивали в течение 2 часов. Подготовленный состав выдерживали в течение суток, а затем сливали отстоявшуюся часть насыщенного раствора извести, которую использовали в дальнейших опытах. Далее смесь смешивали с молотым техногенным гипсом. Для этого отвешивали соответственное количество молотого гипса с удельной поверхностью 3000 и 9000 см²/г.

Полученный состав перемешивали в течение 1-1,5 минут, засыпали в подготовленную пресс-форму и начинали прессование. Прессование осуществляли по двухступенчатому методу. На первой ступени давление прессования составляет 10 МПа и выдерживали 1 минуту, после чего сбрасывали давление и начинали прессовать по второй ступени давлением 30 МПа и выдерживали под давлением 3 минуты. После сбрасывали давление и выпрессовывали изделие.

Твердение гипсового изделия осуществляли в эксикаторе при влажности воздуха не менее 95% и температуре 20°С в течение 28 суток до постоянной массы. После твердения гипсовые изделия выдерживали в течение 10-15 минут в 5-10% водном растворе поливинилового спирта. Далее их сушили до постоянной массы при температуре 50-55°С.

Пример 1

Готовили смесь путем отвешивания компонентов в количестве, мас.%:

– техногенный двуводный гипс с удельной поверхностью 3000 см²/г – 38,3325;

– техногенный двуводный гипс с удельной поверхностью 9000 см²/г – 50;

– известь гашеная – 0,0135;

– вода – 11,654.

Готовили образцы по описанному выше способу, прессование осуществляли по двухступенчатому методу. На первой ступени давление прессования 10 МПа и выдерживали 1 минуту, сбрасывали давление и прессовали по второй ступени давлением 30 МПа и выдерживали под давлением 3 минуты. Затем давление сбрасывали и изделие выпрессовывали.

Изделие сушили и выдерживали в растворе поливинилового спирта с концентрацией 5%, выдерживали образец 20 минут, после чего его сушили до постоянной массы.

Пример 2.

Готовили смесь из следующих компонентов в количестве, мас.%:

– техногенный двуводный гипс с удельной поверхностью 3000 см²/г – 37,9325;

– техногенный двуводный гипс с удельной поверхностью 9000 см²/г – 50,4;

– известь гашеная – 0,0135;

– вода – 11,654.

Готовили образцы по описанному выше способу, прессование осуществляли по двухступенчатому методу, как в примере 1.

Сушили до постоянной массы и выдерживали в течение 15 минут в водном растворе поливинилового спирта концентрацией 8%, после чего сушили до постоянной массы.

Пример 3.

Отвешивали компоненты в количестве, мас.%:

– техногенный двуводный гипс с удельной поверхностью 3000 см²/г – 40,3325;

– техногенный двуводный гипс с удельной поверхностью 9000 см²/г – 48;

– известь гашеная – 0,0135;

– вода – 11,654.

Готовили образцы по описанному выше способу, прессование осуществляли по двухступенчатому методу.

Образцы сушили и выдерживали в течение 15 минут в растворе поливинилового спирта с концентрацией 10%, после чего сушили до постоянной массы.

Обобщенные результаты экспериментов приведены в таблице.

Опытно-лабораторные испытания проводились в лаборатории кафедры «Производство строительных изделий и конструкций» Тверского государственного технического университета. После выдерживания образцов в растворе поливинилового спирта происходит прирост прочности и водостойкости по сравнению с образцами, выдержанными во влажных условиях, на 25%. Применение такого способа позволяет повысить прочность и водостойкость материала, а также приводит к сокращению энергозатрат за счет использования сниженного давления прессования.

Формула изобретения

1. Способ изготовления гипсовых изделий путем смешения техногенного двуводного гипса, измельченного до удельной поверхности 3000 см²/г и 9000 см²/г, с добавкой гашеной извести и водой при их следующем соотношении соответственно, мас.%: двуводный гипс, измельченный до удельной поверхности 3000 см²/г, 37,9325-40,3325, двуводный гипс, измельченный до удельной поверхности 9000 см²/г, 48-50,4, вода с добавкой гашеной извести остальное, с последующим прессованием, отличающийся тем, что после прессования изделия высушивают до постоянной массы, после чего выдерживают их в течение 15-20 мин в водном растворе поливинилового спирта концентрацией 5-10% и повторно высушивают до постоянной массы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после прессования изделия высушивают до постоянной массы до твердения в течение 28 сут при температуре 20°С и при влажности воздуха не менее 95%.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что после выдержки изделий в растворе поливинилового спирта их высушивают на воздухе в течение 25-30 сут при температуре 15-25°С.