Кремнезема используется как цемента примесей в строительной отрасли. Силикагель в цементе


Повышение водостойкости изделий на основе полуводного гипса

Применение вяжущих веществ, обеспечивающих быстрый набор прочности в ранние сроки без тепловой обработки, способствует повышению эффективности производства строительных материалов и изделий. Один из таких материалов — полуводный гипс. Но его недостаточная водостойкость не позволяет использовать его в строительстве более широко. Гипс значительно теряет прочность при увлажнении, поэтому не рекомендуется применять гипсовые материалы в конструкциях, подвергаемых значительному и длительному воздействию воды.

О том, какие исследования по повышению водостойкости гипсовых изделий проводились на кафедре «Производство строительных изделий и конструкций» Кубанского государственного технологического университета и к каким выводам пришли учёные, мы попросили рассказать руководителя кафедры, кандидата технических наук, профессора Виктора Фёдоровича Черных.

— Повышение водостойкости гипсовых изделий было достигнуто при введении в полуводный гипс портландцемента в количестве 15–30 % и более от веса смешанного вяжущего совместно с активными гидравлическими добавками. Получающиеся при этом смешанные трёхкомпонентные (гипс + портландцемент + гидравлическая добавка) вяжущие вещества отличаются быстротой схватывания и начального твердения полуводного гипса, а также способностью к гидравлическому твердению (подобно цементам) во влажной и даже водной среде. Возможность управления процессами взаимодействия гипса и портландцемента при помощи гидравлических добавок доказали исследования, проведённые А. В. Волженским и Р. В. Иванниковой. Гидравлические добавки снижают концентрацию гидроксида кальция в водных растворах, что благоприятным образом сказывается на ходе образования гидросульфоалюмината кальция и стойкости изделий на этих вяжущих во времени. Однако не во всех регионах страны имеются сырьевые материалы, пригодные для получения ГЦПВ (гипсоцементно-пуццолановые вяжущие вещества). Таким образом, применение отработанного силикагеля решит не только сырьевую проблему, но и экологическую — путём утилизации многотонных отходов производства.

В ходе экспериментов было изучено влияние различных факторов на свойства образцов на основе ГЦПВ и определено количество CaO в смеси. Ранее исследования, проведённые в МИСИ им. В. В. Куйбышева, показали возможность повышения водостойкости гипсовых вяжущих путём смешивания их с портландцементом и активными гидравлическими добавками. Последние выполняют две основные функции. Первая из них сводится к снижению в водном растворе концентрации гидроксида кальция до таких пределов, когда вследствие увеличения растворимости глинозёма эттрингит начинает возникать преимущественно в водной среде, а не на поверхности цементных частичек, и тогда уже он способствует не разрушению, а упрочнению сложившейся структуры цементного камня. В этом случае положительную роль играют все составляющие гидравлических добавок, способные к взаимодействию с гидратом оксида кальция с образованием малорастворимых веществ. Вторая функция гидравлических добавок заключается в связывании сульфатов и алюминатов кальция в комплексные соединения, менее растворимые по сравнению с исходными веществами.

Таким образом, ГЦПВ характеризуются непрерывным ростом прочности при длительном пребывании во влажных условиях, в то время как прочность изделий из чистого гипса падает и к месячному возрасту уменьшается в 2,5–3,0 раза.

Надлежащей водостойкостью обладают смеси содержащие 50–70 % гипса, 20–25 % цемента и 15–30 % гидравлической добавки. Подобные смешанные вяжущие вещества характеризуются значительной прочностью (через 1–7 сут.) и способностью к гидравлическому твердению при длительных сроках (до 1–2 лет и более).

Применение более активных трепелов или других гидравлических добавок также самым положительным образом сказывается на свойствах вяжущего. В частности, водостойкость вяжущего, характеризуемая отношением прочности при сжатии водонасыщенных образцов к прочности высушенных (К3), увеличивается с 0,60–0,65 до 0,80 и выше.

Количество гидравлической добавки должно назначаться с таким расчётом, чтобы концентрация окиси кальция в растворе в течение 7 сут. с начала твердения не превышала 0,9 г/л, а в первые 3 сут. — 1 г/л. При меньшей её концентрации свойства ГЦПВ улучшаются. При этом наилучшими показателями будут обладать вяжущие, содержащие низкоалюминатный цемент.

Наиболее характерной добавкой является трепел. Однако исследования показали, что его введение в гипсоцементные композиции не является достаточно эффективным технологическим способом, обеспечивающим оптимальные условия формирования камня. В отличие от трепела белая сажа (аморфный кремнезём) обладает большей реакционной способностью. Так, с уменьшением содержания полуводного гипса в системе не происходит снижение пластической прочности кристаллизационной структуры материала, как это бывает при применении трепела. Наоборот, установлен стремительный рост этой прочности, достигающей максимальных величин при содержании полуводного гипса в количестве 60–70 % от массы дисперсной фазы. При одинаковом содержании полуводного гипса в системе с увеличением количества белой сажи до 10 % пластическая прочность структуры материала возрастает. Максимальная интенсивность роста наблюдается при оптимальном содержании полуводного гипса.

Применительно к трепелу такой закономерности изменения пластической прочности нет. Наоборот, как с уменьшением содержания гипсового вяжущего, так и с увеличением содержания трепела пластическая прочность кристаллизационной структуры снижается.

Поэтому мы пришли к выводу, что введение в гипсоцементные композиции аморфного кремнезёма, несомненно, более эффективно, чем применение активных минеральных добавок наподобие трепела. Для достижения оптимальной структуры камня с максимальной прочностью расход белой сажи должен составлять 10 %, а для необходимой устойчивости этой структуры — 15% от массы портландцемента. Можно предполагать, что добавка силикагеля, представляющего собой аморфный кремнезём, будет оказывать такое же воздействие на гипсоцементно-пуццолановые системы, как и белая сажа.

Как показали наши последние исследования, проведённые совместно с сотрудниками факультета химии нефти, стандартизации и качества (профессор Т. П. Косулина, аспирант Аль-Варис Яхья и студентка Татьяна Солнцева), в качестве добавки может использоваться силикагель — как отход производства, который используется для очистки газов от нефтепродуктов. И первые опыты, проведённые на кафедре, показали возможность получения гипсоцементного пуццоланового вяжущего с использованием портландцементов и этой добавки.

В ходе исследования применялись следующие материалы: портландцемент ПЦ500Д20 и ССПЦ500Д20 Новороссийского завода «Пролетарий» и портландцемент ПЦ500Д0, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 10178-85 . В качестве гипсовых вяжущих веществ применяли два типа полуводного гипса, свойства которых представлены в табл. 1.

№ п.

Свойства вяжущих

Формовочный гипс

Высокопрочный гипс

1

Нормальная густота, %

55

37

2

Тонкость помола по остатку на сите № 02, %

0,66

0,40

3

Сроки схватывания:

начало схватывания, мин

конец схватывания, мин

6,0

9,0

7,5

10,5

4

Предел прочности в возрасте 2 ч, МПа:

при изгибе

при сжатии

3,3

6,8

6,7

16,9

5

Марка вяжущего

Г6

Г16

Таблица 1. Свойства гипсовых вяжущих веществ в соответствии с ГОСТ 125-79

В качестве активной гидравлической добавки использовали чистый силикагель и отработанный силикагель, использованный для осушки газа от воды и очистки его от высокомолекулярных углеводородов.

Концентрацию CaO в жидкой фазе определяли по содержанию гидроксильных ионов. Сущность метода определения, разработанного Р. В. Иванниковой применительно к гипсоцементным композициям, заключалась в следующем.

Цемент брали в количестве 2,5 г, гидравлическую добавку в пропорциональном отношении к весу цемента и гипс полуводный — в количестве 1 г. Эти навески материалов помещали в стеклянные цилиндры с притёртыми пробками и заливали 100 мл дистиллированной прокипяченной воды. Цилиндры герметически закрывали до момента испытания. В течение 3 ч после заполнения цилиндров содержимое непрерывно взбалтывали для предотвращения схватывания осадка. В дальнейшем взбалтывание производили 2 раза в сутки. На каждый срок испытаний заготовляли отдельный цилиндр. Концентрацию Ca(ОН)2 в жидкой фазе определяли титрованием 0,1 N раствором соляной кислоты через 2; 3; 7; 14; 28; 60 сут., а для некоторых составов — через 0,5; 2; 4; 6; 10; 12 ч после затворения. Указанное количество цемента назначали из расчёта насыщения 100 мл воды гидратом окиси кальция не позднее, чем через 2–3 сут. с момента приливания воды.

Для получения насыщенного раствора сульфата кальция, с учётом связывания всего 3-кальциевого алюмината, находящегося в цементе, в гидросульфоалюминат гипс вводили в количестве лишь 1 г. Надо отметить, что при большем количестве гипса, хотя характер реакции не изменяется, отбор жидкой фазы, в связи с увеличением количества коллоидных новообразований, затрудняется.

С целью исследования влияния различных факторов на свойства образцов на основе ГЦПВ были приготовлены образцы с применением портландцемента и строительного гипса при следующем соотношении компонентов (%):

Портландцемент 27,8,

Строительный гипс 55,5,

Силикагель 16,7.

Часть образцов изготавливали с применением чистого силикагеля, а часть — на отработанном силикагеле. Поскольку смесь быстро схватывалась, пришлось взять повышенное количество воды затворения (водо-вяжущее соотношение составило 0,56).

Испытание образцов через 180 сут. водного хранения показали следующие результаты — см. табл. 2.

№ состава

Состав

Предел прочности образцов при сжатии через 180 сут.

Коэффициент водостойкости

Строительный гипс, г

Портландцемент , г

Силикагель чистый, г

Силикагель отработанный, г

Вода, мл

Влажных

Сухих

1

1000

500

300

1000

9,2

13,6

0,68

2

1000

500

300

1000

10,2

15,2

0,67

Таблица 2. Состав и свойства образцов из гипсоцементно-пуццоланового вяжущего

Примечание. Применялись следующие материалы: портландцемент ПЦ500Д20 и ССПЦ500Д20 Новороссийского завода «Пролетарий» и портландцемент ПЦ500Д0, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 10178-85. В качестве активной гидравлической добавки использовали чистый силикагель и отработанный силикагель, использованный для осушки газа от воды и очистки его от высокомолекулярных углеводородов. В качестве гипсовых вяжущих веществ применяли два типа полуводного гипса, свойства которых представлены в таблице.

Анализ табл. 2 позволяет заключить, что как чистый, так и отработанный силикагель является подходящей гидравлической добавкой для получения гипсоцементно-пуццолановых композиций и сохраняет при твердении в водных условиях достаточно высокую прочность. Однако коэффициент водостойкости силикагеля несколько меньше требуемого — 0,8. Это можно объяснить тем, что (в связи с быстрой загустеваемостью смесей) применялось высокое водовяжущее отношение. Поэтому в следующих экспериментах в составы, содержащие гипсовое вяжущее, обладающее короткими сроками схватывания, добавляли замедлитель.

В качестве замедлителя использовали лимонную кислоту, а также суперпластификатор С-3, который дополнительно уменьшает количество воды затворения при одной и той же подвижности смеси. Составы и свойства гипсоцементно-пуццолановых смесей представлены в табл. 3 и 4.

№ состава

Состав

Гипс, г

Вода, мл

Цемент М600, г

Силикагель неотработанный, г

Силикагель отработанный, г

С-3, мл

3

Стоит. 1000

470

30

5

Стоит. 550

450

280

170

50

6

Стоит. 550

450

280

170

50

Таблица 3. Составы гипсоцементно-пуццолановой смеси с применением строительного гипса

№ состава

Масса, г

Влажность, %

Средняя плотность влажных, кг/м

Средняя плотность сухих, кг/м

Предел прочности образцов через 28 сут. при сжатии, 6 сж., МПа

Коэффициент водостойкости

Влажных

Сухих

3

435

29,5

1700

1312

4,8

12,8

0,34

5

447

23,0

1695

1378

8,1

10,0

0,81

6

434

22,0

1693

1387

8,2

10,1

0,81

Таблица 4. Свойства гипсоцементно-пуццоланового бетона с применением строительного гипса

Из данных табл. 4 следует, что применение силикагеля позволяет увеличить водостойкость композиций при хранении образцов в воде.

При этом не наблюдается существенной разницы в свойствах образцов, полученных с чистым или отработанным силикагелем. Поскольку коэффициент водостойкости составов 2 и 3 выше 0,8, они могут быть использованы не только для воздушных, но и для влажных условий, а также при воздействии воды.

При использовании высокопрочного гипса прочностные показатели образцов резко возрастают, однако общая закономерность сохраняется: в присутствии силикагеля коэффициент водостойкости превышает 0,8, а в его отсутствии он гораздо ниже этого показателя (табл. 5 и 6).

№ состава

Состав

Гипс высокопрочный, г

Вода, мл

С-3, мл

Цемент, г

Силикагель неотработанный, г

Силикагель отработанный, г

В-1

1100

300

19

В-2

600

300

19

310

190

В-3

650

365

19

350

190

Таблица 5. Составы гипсоцементно-пуццолановой смеси с применением высокопрочного гипса

№ состава

Масса, г

Влажность, %

Средняя плотность влажных, кг/м

Средняя плотность сухих, кг/м

Предел прочности образцов при сжатии, 6 сж., МПа

Предел прочности влажных образцов при изгибе, 6 сж., МПа

Коэффициент водостойкости

Влажных

сухих через 80 сут.

через 2 ч

через 80 сут.

через 2 ч

через 80 сут.

В-1

480

3,18

1920

1860

19,6

15,5

44,0

6,43

5,36

0,35

В-2

470

3,43

1880

1818

10,4

28,7

32,8

5,01

9,13

0,88

В-3

490

4,5

1960

1873

8,0

24,4

29,2

4,32

8,13

0,84

Таблица 6. Свойства гипсоцементно-пуццоланового бетона с применением высокопрочного гипса

Вместо добавки С-3 можно использовать небольшое количество лимонной кислоты, которая замедляет процесс твердения смеси с гипсовым вяжущим, что позволяет хорошо уложить смесь в формы. Даже при уменьшенном количестве портландцемента коэффициент водостойкости образцов значительно возрастает. Этому способствует также добавка карбоната натрия (табл. 7 и 8). Карбонат натрия повышает коэффициент водостойкости смеси и без добавки силикагеля. Это объясняется тем, что карбонат натрия взаимодействует с гидроксидом кальция, который образуется при взаимодействии портландцемента с водой с образованием слаборастворимого карбоната кальция.

Na2CO3 + Ca(OH)2 = CaCO3 + 2NaOH.

№ состава

Состав

Гипс строительный, г

Вода, мл

Цемент, г

Силикагель неотработанный, г

Силикагель отработанный, г

Лимонная кислота, мл

Na2CO3, г

7

720

340

180

3

3

8

670

340

140

90

4

3

9

670

340

140

90

4

3

Таблица 7. Составы гипсоцементно-пуццолановой смеси с добавками

№ состава

Масса, г

Влажность, %

Средняя плотность влажных, кг/м

Средняя плотность сухих, кг/м

Предел прочности образцов при сжатии, 6 сж., МПа

Предел прочности образцов при изгибе, 6 изг., МПа

Коэффициент водостойкости через 28 сут.

Влажных

Сухих через 28 сут.

через 2 ч

через 28 сут.

через 2 ч

через 28 сут.

7

435

28,0

1720

1344

8,24

15,0

28,40

6,30

8

0,53

8

440

24,0

1740

1403

8,10

18,2

18,84

6,34

7,5

0,97

9

435

23,3

1720

1395

8,00

18,2

18,40

6,14

7,5

0,99

Таблица 8. Свойства гипсоцементно-пуццоланового бетона с добавками

Уменьшение количества гидроксида кальция в растворе препятствует образованию высокосульфатной формы гидросульфоалюмината кальция, что способствует повышению прочностных показателей при хранении образцов во влажных условиях. Причём эта реакция протекает в ранние сроки, сразу после затворения вяжущего с водой. В более поздние сроки с гидрооксидом кальция начинает взаимодействовать силикагель с образованием труднорастворимых силикатов кальция, что значительно повышает коэффициент водостойкости образцов.

В следующей серии опытов для изготовления образцов использовали сульфатостойкий портландцемент, который содержит гидравлическую добавку — трепел. Причём доля цемента составляет лишь 1/4 от количества гипсового вяжущего. Данные по составам и результатам испытаний, представленные в табл. 9 и 10, позволяют заключить, что в случае применения сульфатостойкого портландцемента коэффициент водостойкости повышается даже у составов, не содержащих силикагель. Однако при добавке силикагеля увеличивается коэффициент водостойкости и показатели прочности, особенно при изгибе.

№ состава

Состав

Гипс, г

Вода, мл

Цемент М500, г

Силикагель неотработанный, г

Силикагель отработанный, г

Лимонная кислота, мл

Na2CO3, г

9а-1

Стоит. 800

380

200

4

20

9а-2

Стоит. 790

400

180

85

4

20

9а-3

Стоит. 790

400

180

85

4

20

9б-1

Высокоп. 880

352

220

4

20

9б-2

Высокоп. 825

352

190

90

4

20

Таблица 9. Составы гипсоцементно-пуццолановой смеси с комплексными добавками

№ состава

Масса, г

Влажность, %

Средняя плотность влажных, кг/м

Средняя плотность сухих, кг/м

Предел прочности образцов при сжатии, 6 сж., МПа

Предел прочности образцов при изгибе, 6 изг., МПа

Коэффициент водостойкости

Влажных

Сухих через 28 сут.

через 2 ч

через 28 сут.

через 2 ч

через 28 сут.

9а-1

480

31

1900

1450

12,4

16,5

20,8

5,83

6,33

0,79

9а-2

485

27,3

1920

1512

8,4

18,4

20,64

7,28

7,65

0,89

9а-3

490

20,36

1945

1621

8,4

19,0

22,0

7,34

7,83

0,87

9б-1

495

17

1960

1675

22,6

18,0

23,4

8,22

9,15

0,77

9б-2

490

18

1945

1648

19,7

22,6

27,5

8,45

8,66

0,82

Таблица 10. Свойства гипсоцементно-пуццоланового бетона с комплексными добавками

Примечание. Образцы высушивались не при температуре 65 °C, а при 105 °C, как это рекомендуется для цементных составов

Естественно, что прочностные показатели при использовании высокопрочного гипса выше по сравнению со строительным гипсом. Однако высокопрочный гипс является более дорогим и его применение требует дополнительного экономического обоснования. Его следует применять, например, при изготовлении ячеистых бетонов пониженной плотности или для плотных изделий, когда требуются повышенные прочностные показатели. Растворы и бетоны на ГЦПВ уже через 15–40 мин после затворения водой приобретают прочность 10–50 кг/см2 и более (в зависимости от принятого водо-вяжущего отношения и качества сырья).

Применение силикагеля позволит увеличить водостойкость композиций при хранении образцов в воде. Причём не наблюдается существенной разницы в свойствах образцов, полученных с чистым или отработанным силикагелем. Поскольку коэффициент водостойкости составов 2 и 3 выше 0,8, они могут быть использованы не только для воздушных, но и для влажных условий, а также при воздействии воды.

Известно, что в присутствии гипсового вяжущего существенно понижается pH среды по сравнению с гидратирующимся портландцементом. В ходе исследований установлено, что электролиты путём снижения pH среды конкурируют с полуводным гипсом при взаимодействии с продуктами гидратации С3А, особенно в начальный момент гидратации. Сильное воздействие оказывают карбонаты щелочных металлов (кальцинированная сода и поташ) в количестве 1,0–1,5 % от массы цемента.

Таким образом, введение в гипсоцементные композиции электролитов, способных нейтрализовать гидроксид кальция, является эффективным технологическим средством, улучшающим условия формирования искусственного камня. Электролиты позволяют предотвратить включение в кристаллизационный каркас структуры негидратированных частиц портландцемента, снижающих её устойчивость. Карбонаты щелочных металлов, кроме того, интенсифицируют процессы гидратации портландцемента, за счёт чего скорость твердения гипсоцементных композиций значительно возрастает. По количеству они должны соответствовать стехиометрическому отношению к свободному оксиду кальция, имеющемуся в портландцементе.

Кратковременная пропарка гипсоцементных строительных изделий до их сушки обеспечивает существенное улучшение качества выпускаемой продукции: при прочих равных условиях достигается рост прочности более чем на 20 %. Установлено, что оптимальным температурным режимом приготовления и твердения гипсоцементных композиций является 35–40 °C. Положительное воздействие кратковременной пропарки или же применения тёплых смесей при такой температуре обусловлено улучшением условий гидратационного твердения цементной составляющей композиции.

Активация цементной составляющей гипсоцементной композиции может быть достигнута и за счёт проведения предварительной гидратации цемента при отсутствии полугидрата сульфата кальция. В таких условиях представляется возможным частично устранить отрицательное воздействие, оказываемое полугидратом сульфата кальция на процессы гидратации алюминатной и силикатной фаз портландцементного клинкера. Однако следует учитывать, что в результате проведения предварительной гидратации создаются более благоприятные условия формирования гипсоцементного камня, но утрачивается в определённой степени гидравлическая активность цемента. Но в сочетании с другими физико-механическими факторами воздействия такая гидратация является необходимым условием улучшения твердения гипсоцементных систем. Особо следует выделить защитный и диспергирующий эффекты ПАВ, интенсивность которых возрастает, если предотвращён гидролиз продуктов гидратации мономинералов портландцемента под воздействием активной добавки. Как показали проведённые нами опыты, в качестве такой добавки может быть применён пластификатор на основе С-3, который предотвращает быстрое загустевание системы при добавке полуводного гипса. В последние годы предложены композиционные гипсовые вяжущие нового поколения (КГВ), но для их производства предлагается довольно сложная технология.

В результате оптимизации условий формирования гипсоцементного камня представляется возможным получить материалы, по физико-механическим свойствам и долговечности сопоставимые со стеновыми материалами на портландцементе. Применение комплексного вяжущего из портландцемента и гипсового вяжущего имеет, без сомнения, большие преимущества. Благодаря быстрому набору прочности отпадает необходимость тепловой обработки изделий, чем сохраняется большое количество тепла идущего на эту операцию. Есть немалая экономическая выгода при замене части цемента гипсом, из-за его сравнительно невысокой стоимости. Также решается экологическая проблема по утилизации отработанного силикагеля.

www.allbeton.ru

Кремнезема Используется Как Цемента Примесей В Строительной Отрасли

Код intruduction

 

Микрокремнезем, также известный как microsilica, (cas номер 6901264-2 einecs номер 273761-1) является аморфной (некристаллическая) polymorph диоксид кремния, диоксид кремния. Это ультрадисперсного порошка собраны как побочный продукт кремния и сплава Ферросилиция производства и состоит из сферических частицы с средний диаметр частиц 150 нм.. Основной областью применения как пуццолановые материала для высокой производительности бетоне, огнеупорных, резина, масляные краски, и т. д.

 

 

Это иногда путают с Мореный кремнезема (также известный как пирогенного кремнезема, cas номер 112945-52-5). Однако, процесс производства, частиц характеристики и области применения из мореного кремнезема все отличаются от микрокремнезем.

 

Микрокремнезем Технические характеристики

Анализ

SF85

SF90

SF93

SF95

SF97

Sio2 (%)

85.05

90.4

0.93

95.21

97.33

Fe2O3(%)

0.32

0.28

0.20

0.2

0.08

Al2O3(%)

0.75

0.64

0.52

0.48

0.3

Цао (%)

0.7

0.42

0.36

0.26

0.17

Mgo (%)

0.73

0.46

0.20

0.2

0.16

Na2O (%) + K20 (%)

2.1

1.9

1.50

1.3

1.2

C (%)

0.61

0.5

0.43

0.42

0.28

Содержание влаги (h3O) max

2.8

2

2.00

1.5

1.2

Процентов сохранены

На 45 мкм (325 сито)

1.2

0.8

0.50

0.5

0.3

L. O. l

1.5

1.2

1.02

0.97

0.89

Поверхность(M2/g)

17-26

 

 

 

 

Плотность (кг/m3)

280 ~ 700

 

 

 

 

Использование микро микрокремнезем

 

Microsilica используется в конкретных

 

Когда она используется в конкретных, он действует в качестве наполнителя и как цементный материал. Небольшой микрокремнезема частиц заполнения пространства между частиц цемента и между прошлом цемента матрица и агрегированные частиц. Микрокремнезема также сочетает в себе с гидроксид кальция в форме дополнительного кальция гидрат через пуццолановые реакции. Оба из этих действий в результате плотнее, сильнее и менее проницаемого материала.Microsilica: у нас есть три заводов в Шаньси, Юньнань и ЦинхайProvince, china. Стабильное качество и умеренная цена.

 

Применение:

10% до 15%: высокая прочность конструкции столбцов10%: произведенным8% до 10%: высокая прочность/Низкий проницаемостью, такие как мост палубы или парковка структур8% до 15%: по весу цемента но как дополнение не заменаМикрокремнезема был использован в качестве дополнение к конкретным до 15 процентов по весу цемента, хотя нормальная пропорция 7 до 10 процентов. С добавлением 15 процентов, существует потенциальная возможность для очень сильный, хрупкого конкретные. Это увеличивает воды спрос в бетонной смеси; однако, доз менее 5 процентов будет обычно не требуют редуктор воды. Высокая Замена ставки будут требуют использования высокий диапазон редуктор воды.

Функция добавления microsilica (микрокремнезем):&Bull; увеличить долговечность&Bull; Уменьшает проницаемость конкретные&Bull; Повышает устойчивость к коррозии&Bull; торкрет-ниже отскок 

 

Microsilica используется в огнеупорной

 

Микрокремнезема в огнеупорной повышения жидкости заливки огнеупорные,Сокращение объема использованной воды, быть легко формы, и повышениеЭффективность производства. Из-за своей ультра микроструктуры для GapНаполнитель, компактный и интенсивность огнеупорных усиления рост по УэйдЗапасом. Микрокремнезема в огнеупорной является весьма эффективным пуццолановыеМатериал, поэтому он легко прийти в бытие Кефаль фазы, под предпосылкойЧто Al2O3 существует, повышения повышенной температуре прочность и тепловойШок тугоплавких.Microsilica: у нас есть три заводов в Шаньси, Юньнань и ЦинхайProvince, china. Стабильное качество и умеренная цена.Функция добавления microsilica (микрокремнезем):&Bull; микрокремнезема в огнеупорной используется в неформованных огнеупорных&Bull; микрокремнезема в огнеупорной используется в застрелен огнеупорных материалов кУлучшает адгезию в бетоны и минимизирует отскок потери&Bull;Микрокремнезема в огнеупорной используется в форму из огнеупорного

 

Преимущество:

 

1. цемент или бетона Примесь: Micro кремния порошок в состоянии заполните цемента межкристаллитной поры, В то же время и гидратации продукты генерировать гели, оксид магния реакции генерировать гель с щелочной материалов.

 

2. огнеупорный добавки: Высокое качество Micro кремния порошок в основном используется для высокопроизводительных огнеупорных бетонов, кирпич, ковш материал, кирпич воздуха, тяжести типа огнеупорных заливки литьевой материалов и сухого и мокрого метода.

 

3. металлургия гранул Binder: Micro кремния порошка смешивается с водой после внесения гранул спекания, естественной сушки или не плюс binder, гранулы в очень несколько примесей, можете вернуться к электропечи плавки в качестве материалов.

 

  

О нас

Лоян ruowen trading co., ltd является профессиональным в эксплуатации, производством и продажей microsilica (микрокремнезем), мы создали собственные производства и обработки баз в провинции Ганьсу, neimeng, Аньхой и провинции Сычуань, наш ежемесячный выход составляет больше чем 4000tons. 

RW microsilica (микрокремнезем цена, цемент микрокремнезем, микрокремнезем цемента, corcrete цемента микрокремнезем имеет высокое содержание SiO2, И каждый содержание цель выдающиеся со стабильным качеством. Это широко применяется для конкретной,Водных и гидроэнергетических, морской антикоррозионные строительства и огнеупорные материал исповедующих, дороги, мост и специального цемента, химическая промышленность, Electron и других отраслей промышленности.

Опираясь на многие годы хорошую репутацию и хорошее обслуживание, У нас есть много клиентов из дома и за рубежом. Мы установили долгосрочные и устойчивый деловые отношения с ними. RW микрокремнезема продукция не только хорошо продаются в Китае, но также экспортируется в Соединенных Штатах, австралия,Юго-восточной области,Ближнем Востоке областиИ других стран и регионов по всему миру.

 

Почему нас?

Наша компания является готовы принять искреннее отношение и сотрудничество сВы.(1) качествоУ нас есть собственный тестовой лаборатории в завод и поставить стабильной и надежнойМикрокремнезема для наших клиентов.(2) ценаУ нас есть 3 микрокремнезема заводов в Шаньси, Цинхай и Юньнань, наша ценаЯвляется низким и разумным.(3) УдобноУ нас есть склад в Лоян и есть транспорт партнером. ДоставкиБыстро и легко.(4) ОбслуживаниеНашим группы позитивное отношение, и 24 часа обратной связи обслуживанияГарантируйте, что сервис хорошее.

 

russian.alibaba.com

Способ получения бетона

Изобретение относится к производству бетона, содержащего в своем составе стекольный заполнитель (стеклобой) и ингибитор коррозии бетона, способствующий подавлению процессов расширения бетона в результате протекания реакции между щелочами бетона и кремнеземом наполнителя. Способ получения бетона включает перемешивание цемента, песка, стекольного заполнителя, ингибитора коррозии бетона - силикагеля с размером частиц менее 50 мкм в количестве от 4% до 8% от массы цемента - и воды при содержании свободной щелочи в цементном тесте в пересчете на Na2O выше 0.6. Технический результат - предотвращение недопустимого расширения бетона на стекольном заполнителе и обеспечение экологической чистоты производства бетона и бетонных изделий при использовании в качестве ингибитора коррозии доступного и недорогого силикагеля.

 

Область техники

Изобретение относится к производству бетона, содержащего в своем составе стеклобой и ингибитор коррозии бетона, способствующий подавлению процессов расширения бетона в результате протекания реакции между щелочами бетона и кремнеземом наполнителя.

Уровень техники

Бетон - это искусственный камень, состоящий из четырех основных компонентов: воды, цемента, мелких и крупных заполнителей. Бетон - композиционный материал, получаемый в результате формования и твердения рационально подобранной бетонной смеси. Все бетоны имеют капиллярно-пористую структуру, состоящую из трех основных компонентов: заполнителя; связующего вещества; пустот в виде пор и капилляров, заполненных воздухом, водой и водяным паром. При смешении портландцемента с водой происходит растворение содержащихся в нем щелочных оксидов Na2O и К2O. Вследствие этого раствор, содержащийся в пустотах бетона, становится сильнощелочным - его рН составляет 12-13. Некоторые наполнители бетона склонны вступать в реакцию с данным раствором, особенно содержащие в своем составе аморфный кремнезем. Данный процесс получил название реакции между щелочами цемента и кремнеземом наполнителя. В результате данной щелочно-кремниевой реакции образуется гелеобразное вещество, состоящее из силикатов щелочных металлов, при этом происходит увеличение объема заполнителя. Гель характеризуется значительной способностью к разбуханию. Он поглощает воду с последующим увеличением своего объема. Так как гель заключен в окружающий его цементный камень, то возникает внутреннее давление, которое, в конце концов, приводит к возникновению трещин и разрушению цементного камня [1]. Наиболее разрушительным для бетона является разбухание твердых зерен заполнителя. В связи с этим, использование стеклобоя в качестве наполнителя для бетонов представляет собой проблему, поскольку стекло содержит в своем составе аморфный кремнезем. Тем не менее, утилизация стеклобоя для производства бетонов является актуальной задачей, так как в связи с несовершенством существующих технологий утилизации стекла 20-25% стеклобоя не находит своего потребителя и вывозится на свалки, нанося серьезный ущерб окружающей среде.

К настоящему времени разработан ряд методик, позволяющих подавить данную реакцию или даже исключить ее протекание.

Одна из них - снижение содержания щелочей в цементе. Минимальное содержание щелочей цемента, при котором может быть реакция расширения, составляет 0,6% (в пересчете на эквивалент щелочи Na2O). Между тем такое ограничение не кажется достаточно обоснованным, так как и при малом исходном количестве щелочей в цементах концентрация щелочей в жидкой фазе может оказаться достаточной, чтобы вызвать развитие коррозийных процессов, даже и не сопровождающихся заметным расширением, но способных нарушить сцепление реакционноспособных участков зерен заполнителей с цементным камнем. Кроме того, производство бесщелочных цементов или цементов с резко пониженным содержанием щелочей не может быть практически реализовано из-за трудностей, возникающих в связи с удалением щелочей при обжиге и ограниченных возможностей сырьевой базы.

Другим способом подавления щелочно-силикатной реакции является помол частиц заполнителя до определенного размера [2, 3, 4]. Выявлено, что порошки стекла высокой дисперсности приводят к отсутствию расширения у образцов. Авторы делают предположение о высокой скорости протекания процесса ASR в этом случае, что приводит к завершению процесса в первые одни - двое суток, вследствие чего в дальнейшем не может быть зафиксировано расширение и разрушение образцов. Данная методика отражена в патенте [5]. Согласно предложенному техническому решению, размер большей части частиц стекла должен быть менее 150 микрон. Недостатком данного способа является необходимость тонкого помола стеклобоя, что связано с большими энергетическими затратами.

Другим способом подавления щелочно-силикатной реакции является введение в состав бетона солей лития. Положительное влияние солей лития, уменьшающих расширение, объясняется, видимо, тем, что в результате реакции с кремнеземом образуются гидросиликаты лития, не поглощающие воду. В специальной литературе имеются данные о том, что силикаты лития почти не растворимы. Возможно, что при одновременном присутствии лития, натрия и калия образуются нерастворимые силикаты лития, причем гидрат окиси кальция способствует образованию нерастворимых силикатов. С точки зрения реакции на поверхности кремнезема казалось, что литий должен играть такую же роль как натрий или калий. Однако, если образовавшийся силикат не будет поглощать воду, то расширение в этом случае должно быть гораздо меньше [6]. Согласно предлагаемым методикам, литий вводят в состав бетона либо с наполнителем (используется только специально сваренное, содержащее литий стекло) [7, 8, 9, 10], либо с добавками к цементу [11, 12, 13, 14]. Также предлагаются способы предотвращения разрушения бетона, связанные с введением в затвердевший бетон растворов солей лития через специальное отверстие [15, 16, 17] или с нанесением на поверхность бетона защитного покрытия, содержащего 1-25% LiNO2 [18]. Общим недостатком этих способов является высокая стоимость соединений лития, в связи с чем данные методы не получили широкого распространения.

Другим способом подавления щелочно-силикатной реакции является использование активных минеральных (гидравлических) добавок. Установлено, что активные минеральные добавки, такие как шлак или зола-унос, являются эффективными средствами для уменьшения проницаемости зерен крупного заполнителя. Согласно Бутлеру Г. и Ньюману В. [19], эффект действия золы-уноса обусловлен тем, что она связывает свободную известь, выделяющуюся при гидратации цемента. Образующееся в результате этой реакции дополнительное количество геля C-S-H уплотняет структуру цементного камня, препятствуя миграции гидроксильных групп и предотвращая их взаимодействие с кременеземом заполнителей. Другим немаловажным фактором является эффект снижения щелочности при замене части цемента золой-уносом.

В работе [20] исследовано влияние минеральных добавок (туф, зола-унос, доменный шлак) на расширение раствора на основе портландцемента с повышенным содержанием щелочей и песка, содержащего включения частиц с высоким содержанием растворимого кремнезема.

Установлено, что исследованные минеральные добавки заметно снижают скорость реакции между щелочами и кремнеземом. Защитное действие минеральных добавок по отношению к реакционноспособному заполнителю определяется их кислотностью, то есть в основном содержанием активного SiO2, а также их физической структурой. Влияние физической структуры минеральных добавок проявляется в их способности адсорбировать на своей поверхности выделяющиеся в раствор ионы К+ и Na+. По степени активности и пассивирующего действия на реакцию между щелочами цемента и кремнеземом заполнителя исследованные минеральные добавки можно расположить в следующем порядке: туф > зола-унос > шлак, что соответствует содержанию SiO2 в этих материалах.

Соответствующие технические решения по предотвращению щелочно-силикатной реакции, заключающиеся во введении в состав бетона активных минеральных (гидравлических) добавок, отражены в следующих патентах:

Fan Binglian, Hu Yiping [21] предлагают в качестве добавки, снижающей расширение бетонов, использовать смесь высокоактивного кремнезема и тонкоразмолотого шлака;

Nakajima Yasuhiro с соавторами [22] применяли доменный шлак или золу-унос в количестве 10-60% от массы цемента;

Fujisaki Kuniya с соавторами [23] использовали смесь аморфного кремнезема и стекла Пирекс со средним диаметром частиц менее 50 мкм в количестве 2-15% от объема заполнителя;

Timothy McCarthy с соавторами [24] выявили, что не склонен к расширению бетон, содержащий в своем составе 25-79% стекла, 8-35% цемента и до 22% ингибитора щелочно-силикатной реакции, представляющего собой метакаолин, золу-унос, доменный шлак либо микрокремнезем;

Oates David Bridson с соавторами [25] в качестве ингибирующей добавки к цементу применяли смесь золы-уноса с микрокремнеземом.

К основным недостаткам данной группы методов следует отнести то, что вышеперечисленные гидравлические добавки являются, в основном, отходами производства и в связи с этим имеют переменный состав, кроме того, они не всегда доступны. Также гидравлические добавки различаются по содержанию в них кальция. Известно, что в цементных системах соотношение Ca:Si оказывает значительное влияние на протекание щелочно-силикатной реакции. Чем выше это соотношение, тем больше свободной щелочи остается в системе. Таким образом, гидравлические добавки с высоким содержанием кальция, например некоторые золы-уносы, не только не будут подавлять протекание щелочно-силикатной реакции, но и будут стимулировать данный процесс, привнося в систему дополнительное количество щелочи.

Итак, поиск экономически выгодных и эффективных способов подавления щелочно-силикатной реакции в бетонах на стекольном заполнителе по-прежнему является актуальной задачей.

Наиболее близкое, по сути, техническое решение описано в патенте [26]. Для подавления щелочно-силикатной реакции в состав смеси для приготовления бетона на стекольном заполнителе дополнительно вносится цеолит - неорганический ионообменник в количестве 3-5% от массы цемента.

Недостатком способа прототипа является получение недостаточно прочного бетона

Раскрытие изобретения

Задачей создания изобретения является повышение прочности бетона на стекольном заполнителе и предотвращение его разрушения в результате протекания щелочно-силикатной реакции.

Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в формуле изобретения, общих с прототипом, таких как способ получения бетона, включающий перемешивание цемента, песка, стекольного заполнителя, добавки и воды при содержании свободной щелочи в цементном тесте в пересчете на Na2О выше 0.6%, и отличительных существенных признаков, таких как в качестве добавки для приготовления бетона используют ингибитор коррозии бетона - силикагель с размером частиц менее 50 мкм в количестве от 4% до 8% от массы цемента. Нами было предложено использовать в качестве ингибитора коррозии бетона доступный и недорогой материал с развитой поверхностью и высоким содержанием SiO2 - силикагель.

Обычно силикагель используется для поглощения паров воды и органических растворителей, адсорбционной очистки неполярных жидкостей, в газовой и жидкостной хроматографии для разделения спиртов, аминокислот, витаминов, антибиотиков и др. [27].

В предлагаемом нами техническом решении описан способ подавления щелочно-силикатной реакции путем внесения в состав бетона вещества с развитой внутренней поверхностью, способного поглотить избыточное количество щелочи из поровой жидкости. Сущность изобретения заключается в том, что силикагель, как неорганический ионообменник и вещество с развитой внутренней поверхностью, способствует поглощению избыточного количества щелочи из поровой жидкости, что ведет к замедлению или подавлению реакции между щелочами цемента и кремнеземом наполнителя. В качестве ингибитора коррозии использовали силикагель с размером частиц менее 50 мкм, что способствовало его равномерному распределению в цементном тесте. Было выявлено, что при более крупном помоле силикагеля эффект от его применения был существенно ниже. Следовательно, внесение в состав бетона силикагеля в количестве от 4% до 8% от массы цемента способствует значительному снижению относительного расширения образцов бетона при испытаниях по методике ASTM С 1293 - от 0,31 до 0,05%.

Добавление в состав стеклобетона силикагеля в количестве от 4% до 8% от массы цемента позволяет значительно снизить расширение стеклобетона, обусловленное протеканием щелочно-силикатной реакции. Это объясняется тем, что силикагель сорбирует на своей поверхности свободную гидроокись кальция и ионы щелочных металлов. При этом гель кремниевой кислоты, образующийся на развитой внутренней поверхности силикагеля не проникает в поры цементного камня и, таким образом, не вызывает расширения бетона.

Технический результат - способ позволяет удешевить производство стеклобетона за счет использования в качестве ингибитора процессов коррозии доступного и недорогого силикагеля; предотвратить недопустимое расширение бетона на стекольном заполнителе; обеспечить экологическую чистоту производства бетона и бетонных изделий.

Осуществление изобретения

Примеры конкретного выполнения иллюстрируют предлагаемое изобретение.

Пример 1.

Бетонную смесь готовили при комнатной температуре в естественных воздушных условиях, используя в качестве заполнителя стеклобой фракции 12-20 мм. В качестве вяжущего использовали портландцемент М400. Для оценки эффективности подавления расширения бетона использовали метод ASTM 1293. Согласно данной методике, бетон считается не склонным к расширению, если относительное расширение образцов бетона, хранившихся в течение 14 недель при абсолютной влажности, равной 100%, и температуре 60°С, составило менее 0,05%. Бетонную смесь готовили при следующем соотношении компонентов: цемент:песок:стекло=1:1:2, В/Ц=0,425. Содержание свободной щелочи в цементном тесте в пересчете на Na2O - 0,7 мас.%. Бетонную смесь приготавливают в принудительном бетоносмесителе. Заполнители предварительно смешивали при комнатной температуре в течение 5 минут с цементом, после чего добавляли воду и производили тщательное перемешивание в течение 5 минут до получения однородной массы. Из приготовленной смеси формировали образцы размером 30×30×30 мм для испытания на прочность и образцы 25×25×250 мм для испытания на расширение. Через 14 недель после начала испытаний расширение образца составило 0,31%. Вывод - в отсутствие ингибитора коррозии в бетонах на стекольном заполнителе протекает реакция между щелочью цемента и кремнеземом наполнителя.

Пример 2.

Бетонную смесь готовили в тех же условиях, что и в примере 1. Соотношение цемент:песок:стекло=1:1:2, В/Ц=0,425. Содержание свободной щелочи в цементном тесте в пересчете на Na2O - 0,8 мас.%. Для ингибирования коррозии бетона использовали силикагель, выпускаемый в виде зерен или шаровидных гранул размером от 5-7 до 10-20 мм со средним эффективным диаметром пор 20-150 А и удельной поверхностью 102-103 м2/г. Предварительная подготовка силикагеля заключалась в его помоле в шаровой мельнице до размера частиц менее 50 мкм. Количество силикагеля составляло 2% от массы цемента. Расширение образцов бетона составило 0,24%. Вывод - введение в состав бетонной смеси силикагеля позволяет частично подавить протекание щелочно-кремниевой реакции, однако в данном случае количество силикагеля недостаточное.

Пример 3.

Бетонную смесь готовили в тех же условиях, что и в примере 1. Соотношение цемент:песок:стекло=1:1:2, В/Ц=0,425. Содержание свободной щелочи в цементном тесте в пересчете на Na2O - 0,9 мас.%. Для ингибирования коррозии бетона использовали силикагель с размером частиц менее 50 мкм. Количество силикагеля составляло 4% от массы цемента. Расширение образцов бетона составило 0,05%. Вывод - введение в состав бетонной смеси силикагеля в количестве 4% от массы цемента препятствует протеканию щелочно-силикатной реакции. Величина расширения образцов бетона находится в рамках допустимых значений.

Пример 4.

Бетонную смесь готовили в тех же условиях, что и в примере 1. Соотношение цемент:песок:стекло=1:1:2, В/Ц=0,425. Содержание свободной щелочи в цементном тесте в пересчете на Na2O - 0,7 мас.%. Для ингибирования коррозии бетона использовали силикагель. Количество силикагеля составляло 8% от массы цемента. Расширение образцов бетона составило 0,03%. Вывод - введение в состав бетонной смеси силикагеля в количестве 8% от массы цемента эффективно ингибирует реакцию между щелочами цемента и кремнеземом наполнителя. Величина расширения образцов бетона находится в рамках допустимых значений.

Пример 5.

Бетонную смесь готовили в тех же условиях, что и в примере 1. Соотношение цемент:песок:стекло=1:1:2, В/Ц=0,425. Содержание свободной щелочи в цементном тесте в пересчете на Na2O - 0,8 мас.%. Для ингибирования коррозии бетона использовали силикагель. Количество силикагеля составляло 10% от массы цемента. Расширение образцов бетона составило 0,025%. Вывод - введение в состав бетонной смеси силикагеля в количестве 10% от массы цемента не приводит к дальнейшему значительному снижению расширения бетона и не является целесообразным.

Технико-экономическое сравнение предлагаемого решения с другими способами ингибирования щелочно-силикатной реакции при использовании в качестве заполнителя стеклобоя позволяет:

- удешевить производство стеклобетона за счет использования в качестве ингибитора процессов коррозии доступного и недорогого силикагеля;

- предотвратить недопустимое расширение бетона на стекольном заполнителе;

- обеспечить экологическую чистоту производства бетона и бетонных изделий.

Способ получения бетона, включающий перемешивание цемента, песка, стекольного заполнителя, добавки и воды при содержании свободной щелочи в цементном тесте в пересчете на Na2O выше 0,6%, отличающийся тем, что в качестве добавки используют ингибитор коррозии бетона - силикагель с размером частиц менее 50 мкм в количестве от 4 до 8% от массы цемента.

www.findpatent.ru

способ получения бетона - патент РФ 2316521

Изобретение относится к производству бетона, содержащего в своем составе стекольный заполнитель (стеклобой) и ингибитор коррозии бетона, способствующий подавлению процессов расширения бетона в результате протекания реакции между щелочами бетона и кремнеземом наполнителя. Способ получения бетона включает перемешивание цемента, песка, стекольного заполнителя, ингибитора коррозии бетона - силикагеля с размером частиц менее 50 мкм в количестве от 4% до 8% от массы цемента - и воды при содержании свободной щелочи в цементном тесте в пересчете на Na2 O выше 0.6. Технический результат - предотвращение недопустимого расширения бетона на стекольном заполнителе и обеспечение экологической чистоты производства бетона и бетонных изделий при использовании в качестве ингибитора коррозии доступного и недорогого силикагеля.

Область техники

Изобретение относится к производству бетона, содержащего в своем составе стеклобой и ингибитор коррозии бетона, способствующий подавлению процессов расширения бетона в результате протекания реакции между щелочами бетона и кремнеземом наполнителя.

Уровень техники

Бетон - это искусственный камень, состоящий из четырех основных компонентов: воды, цемента, мелких и крупных заполнителей. Бетон - композиционный материал, получаемый в результате формования и твердения рационально подобранной бетонной смеси. Все бетоны имеют капиллярно-пористую структуру, состоящую из трех основных компонентов: заполнителя; связующего вещества; пустот в виде пор и капилляров, заполненных воздухом, водой и водяным паром. При смешении портландцемента с водой происходит растворение содержащихся в нем щелочных оксидов Na 2O и К2O. Вследствие этого раствор, содержащийся в пустотах бетона, становится сильнощелочным - его рН составляет 12-13. Некоторые наполнители бетона склонны вступать в реакцию с данным раствором, особенно содержащие в своем составе аморфный кремнезем. Данный процесс получил название реакции между щелочами цемента и кремнеземом наполнителя. В результате данной щелочно-кремниевой реакции образуется гелеобразное вещество, состоящее из силикатов щелочных металлов, при этом происходит увеличение объема заполнителя. Гель характеризуется значительной способностью к разбуханию. Он поглощает воду с последующим увеличением своего объема. Так как гель заключен в окружающий его цементный камень, то возникает внутреннее давление, которое, в конце концов, приводит к возникновению трещин и разрушению цементного камня [1]. Наиболее разрушительным для бетона является разбухание твердых зерен заполнителя. В связи с этим, использование стеклобоя в качестве наполнителя для бетонов представляет собой проблему, поскольку стекло содержит в своем составе аморфный кремнезем. Тем не менее, утилизация стеклобоя для производства бетонов является актуальной задачей, так как в связи с несовершенством существующих технологий утилизации стекла 20-25% стеклобоя не находит своего потребителя и вывозится на свалки, нанося серьезный ущерб окружающей среде.

К настоящему времени разработан ряд методик, позволяющих подавить данную реакцию или даже исключить ее протекание.

Одна из них - снижение содержания щелочей в цементе. Минимальное содержание щелочей цемента, при котором может быть реакция расширения, составляет 0,6% (в пересчете на эквивалент щелочи Na 2O). Между тем такое ограничение не кажется достаточно обоснованным, так как и при малом исходном количестве щелочей в цементах концентрация щелочей в жидкой фазе может оказаться достаточной, чтобы вызвать развитие коррозийных процессов, даже и не сопровождающихся заметным расширением, но способных нарушить сцепление реакционноспособных участков зерен заполнителей с цементным камнем. Кроме того, производство бесщелочных цементов или цементов с резко пониженным содержанием щелочей не может быть практически реализовано из-за трудностей, возникающих в связи с удалением щелочей при обжиге и ограниченных возможностей сырьевой базы.

Другим способом подавления щелочно-силикатной реакции является помол частиц заполнителя до определенного размера [2, 3, 4]. Выявлено, что порошки стекла высокой дисперсности приводят к отсутствию расширения у образцов. Авторы делают предположение о высокой скорости протекания процесса ASR в этом случае, что приводит к завершению процесса в первые одни - двое суток, вследствие чего в дальнейшем не может быть зафиксировано расширение и разрушение образцов. Данная методика отражена в патенте [5]. Согласно предложенному техническому решению, размер большей части частиц стекла должен быть менее 150 микрон. Недостатком данного способа является необходимость тонкого помола стеклобоя, что связано с большими энергетическими затратами.

Другим способом подавления щелочно-силикатной реакции является введение в состав бетона солей лития. Положительное влияние солей лития, уменьшающих расширение, объясняется, видимо, тем, что в результате реакции с кремнеземом образуются гидросиликаты лития, не поглощающие воду. В специальной литературе имеются данные о том, что силикаты лития почти не растворимы. Возможно, что при одновременном присутствии лития, натрия и калия образуются нерастворимые силикаты лития, причем гидрат окиси кальция способствует образованию нерастворимых силикатов. С точки зрения реакции на поверхности кремнезема казалось, что литий должен играть такую же роль как натрий или калий. Однако, если образовавшийся силикат не будет поглощать воду, то расширение в этом случае должно быть гораздо меньше [6]. Согласно предлагаемым методикам, литий вводят в состав бетона либо с наполнителем (используется только специально сваренное, содержащее литий стекло) [7, 8, 9, 10], либо с добавками к цементу [11, 12, 13, 14]. Также предлагаются способы предотвращения разрушения бетона, связанные с введением в затвердевший бетон растворов солей лития через специальное отверстие [15, 16, 17] или с нанесением на поверхность бетона защитного покрытия, содержащего 1-25% LiNO2 [18]. Общим недостатком этих способов является высокая стоимость соединений лития, в связи с чем данные методы не получили широкого распространения.

Другим способом подавления щелочно-силикатной реакции является использование активных минеральных (гидравлических) добавок. Установлено, что активные минеральные добавки, такие как шлак или зола-унос, являются эффективными средствами для уменьшения проницаемости зерен крупного заполнителя. Согласно Бутлеру Г. и Ньюману В. [19], эффект действия золы-уноса обусловлен тем, что она связывает свободную известь, выделяющуюся при гидратации цемента. Образующееся в результате этой реакции дополнительное количество геля C-S-H уплотняет структуру цементного камня, препятствуя миграции гидроксильных групп и предотвращая их взаимодействие с кременеземом заполнителей. Другим немаловажным фактором является эффект снижения щелочности при замене части цемента золой-уносом.

В работе [20] исследовано влияние минеральных добавок (туф, зола-унос, доменный шлак) на расширение раствора на основе портландцемента с повышенным содержанием щелочей и песка, содержащего включения частиц с высоким содержанием растворимого кремнезема.

Установлено, что исследованные минеральные добавки заметно снижают скорость реакции между щелочами и кремнеземом. Защитное действие минеральных добавок по отношению к реакционноспособному заполнителю определяется их кислотностью, то есть в основном содержанием активного SiO 2, а также их физической структурой. Влияние физической структуры минеральных добавок проявляется в их способности адсорбировать на своей поверхности выделяющиеся в раствор ионы К+ и Na+. По степени активности и пассивирующего действия на реакцию между щелочами цемента и кремнеземом заполнителя исследованные минеральные добавки можно расположить в следующем порядке: туф > зола-унос > шлак, что соответствует содержанию SiO2 в этих материалах.

Соответствующие технические решения по предотвращению щелочно-силикатной реакции, заключающиеся во введении в состав бетона активных минеральных (гидравлических) добавок, отражены в следующих патентах:

Fan Binglian, Hu Yiping [21] предлагают в качестве добавки, снижающей расширение бетонов, использовать смесь высокоактивного кремнезема и тонкоразмолотого шлака;

Nakajima Yasuhiro с соавторами [22] применяли доменный шлак или золу-унос в количестве 10-60% от массы цемента;

Fujisaki Kuniya с соавторами [23] использовали смесь аморфного кремнезема и стекла Пирекс со средним диаметром частиц менее 50 мкм в количестве 2-15% от объема заполнителя;

Timothy McCarthy с соавторами [24] выявили, что не склонен к расширению бетон, содержащий в своем составе 25-79% стекла, 8-35% цемента и до 22% ингибитора щелочно-силикатной реакции, представляющего собой метакаолин, золу-унос, доменный шлак либо микрокремнезем;

Oates David Bridson с соавторами [25] в качестве ингибирующей добавки к цементу применяли смесь золы-уноса с микрокремнеземом.

К основным недостаткам данной группы методов следует отнести то, что вышеперечисленные гидравлические добавки являются, в основном, отходами производства и в связи с этим имеют переменный состав, кроме того, они не всегда доступны. Также гидравлические добавки различаются по содержанию в них кальция. Известно, что в цементных системах соотношение Ca:Si оказывает значительное влияние на протекание щелочно-силикатной реакции. Чем выше это соотношение, тем больше свободной щелочи остается в системе. Таким образом, гидравлические добавки с высоким содержанием кальция, например некоторые золы-уносы, не только не будут подавлять протекание щелочно-силикатной реакции, но и будут стимулировать данный процесс, привнося в систему дополнительное количество щелочи.

Итак, поиск экономически выгодных и эффективных способов подавления щелочно-силикатной реакции в бетонах на стекольном заполнителе по-прежнему является актуальной задачей.

Наиболее близкое, по сути, техническое решение описано в патенте [26]. Для подавления щелочно-силикатной реакции в состав смеси для приготовления бетона на стекольном заполнителе дополнительно вносится цеолит - неорганический ионообменник в количестве 3-5% от массы цемента.

Недостатком способа прототипа является получение недостаточно прочного бетона

Раскрытие изобретения

Задачей создания изобретения является повышение прочности бетона на стекольном заполнителе и предотвращение его разрушения в результате протекания щелочно-силикатной реакции.

Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в формуле изобретения, общих с прототипом, таких как способ получения бетона, включающий перемешивание цемента, песка, стекольного заполнителя, добавки и воды при содержании свободной щелочи в цементном тесте в пересчете на Na2О выше 0.6%, и отличительных существенных признаков, таких как в качестве добавки для приготовления бетона используют ингибитор коррозии бетона - силикагель с размером частиц менее 50 мкм в количестве от 4% до 8% от массы цемента. Нами было предложено использовать в качестве ингибитора коррозии бетона доступный и недорогой материал с развитой поверхностью и высоким содержанием SiO 2 - силикагель.

Обычно силикагель используется для поглощения паров воды и органических растворителей, адсорбционной очистки неполярных жидкостей, в газовой и жидкостной хроматографии для разделения спиртов, аминокислот, витаминов, антибиотиков и др. [27].

В предлагаемом нами техническом решении описан способ подавления щелочно-силикатной реакции путем внесения в состав бетона вещества с развитой внутренней поверхностью, способного поглотить избыточное количество щелочи из поровой жидкости. Сущность изобретения заключается в том, что силикагель, как неорганический ионообменник и вещество с развитой внутренней поверхностью, способствует поглощению избыточного количества щелочи из поровой жидкости, что ведет к замедлению или подавлению реакции между щелочами цемента и кремнеземом наполнителя. В качестве ингибитора коррозии использовали силикагель с размером частиц менее 50 мкм, что способствовало его равномерному распределению в цементном тесте. Было выявлено, что при более крупном помоле силикагеля эффект от его применения был существенно ниже. Следовательно, внесение в состав бетона силикагеля в количестве от 4% до 8% от массы цемента способствует значительному снижению относительного расширения образцов бетона при испытаниях по методике ASTM С 1293 - от 0,31 до 0,05%.

Добавление в состав стеклобетона силикагеля в количестве от 4% до 8% от массы цемента позволяет значительно снизить расширение стеклобетона, обусловленное протеканием щелочно-силикатной реакции. Это объясняется тем, что силикагель сорбирует на своей поверхности свободную гидроокись кальция и ионы щелочных металлов. При этом гель кремниевой кислоты, образующийся на развитой внутренней поверхности силикагеля не проникает в поры цементного камня и, таким образом, не вызывает расширения бетона.

Технический результат - способ позволяет удешевить производство стеклобетона за счет использования в качестве ингибитора процессов коррозии доступного и недорогого силикагеля; предотвратить недопустимое расширение бетона на стекольном заполнителе; обеспечить экологическую чистоту производства бетона и бетонных изделий.

Осуществление изобретения

Примеры конкретного выполнения иллюстрируют предлагаемое изобретение.

Пример 1.

Бетонную смесь готовили при комнатной температуре в естественных воздушных условиях, используя в качестве заполнителя стеклобой фракции 12-20 мм. В качестве вяжущего использовали портландцемент М400. Для оценки эффективности подавления расширения бетона использовали метод ASTM 1293. Согласно данной методике, бетон считается не склонным к расширению, если относительное расширение образцов бетона, хранившихся в течение 14 недель при абсолютной влажности, равной 100%, и температуре 60°С, составило менее 0,05%. Бетонную смесь готовили при следующем соотношении компонентов: цемент:песок:стекло=1:1:2, В/Ц=0,425. Содержание свободной щелочи в цементном тесте в пересчете на Na2O - 0,7 мас.%. Бетонную смесь приготавливают в принудительном бетоносмесителе. Заполнители предварительно смешивали при комнатной температуре в течение 5 минут с цементом, после чего добавляли воду и производили тщательное перемешивание в течение 5 минут до получения однородной массы. Из приготовленной смеси формировали образцы размером 30×30×30 мм для испытания на прочность и образцы 25×25×250 мм для испытания на расширение. Через 14 недель после начала испытаний расширение образца составило 0,31%. Вывод - в отсутствие ингибитора коррозии в бетонах на стекольном заполнителе протекает реакция между щелочью цемента и кремнеземом наполнителя.

Пример 2.

Бетонную смесь готовили в тех же условиях, что и в примере 1. Соотношение цемент:песок:стекло=1:1:2, В/Ц=0,425. Содержание свободной щелочи в цементном тесте в пересчете на Na2O - 0,8 мас.%. Для ингибирования коррозии бетона использовали силикагель, выпускаемый в виде зерен или шаровидных гранул размером от 5-7 до 10-20 мм со средним эффективным диаметром пор 20-150 А и удельной поверхностью 102-103 м2/г. Предварительная подготовка силикагеля заключалась в его помоле в шаровой мельнице до размера частиц менее 50 мкм. Количество силикагеля составляло 2% от массы цемента. Расширение образцов бетона составило 0,24%. Вывод - введение в состав бетонной смеси силикагеля позволяет частично подавить протекание щелочно-кремниевой реакции, однако в данном случае количество силикагеля недостаточное.

Пример 3.

Бетонную смесь готовили в тех же условиях, что и в примере 1. Соотношение цемент:песок:стекло=1:1:2, В/Ц=0,425. Содержание свободной щелочи в цементном тесте в пересчете на Na 2O - 0,9 мас.%. Для ингибирования коррозии бетона использовали силикагель с размером частиц менее 50 мкм. Количество силикагеля составляло 4% от массы цемента. Расширение образцов бетона составило 0,05%. Вывод - введение в состав бетонной смеси силикагеля в количестве 4% от массы цемента препятствует протеканию щелочно-силикатной реакции. Величина расширения образцов бетона находится в рамках допустимых значений.

Пример 4.

Бетонную смесь готовили в тех же условиях, что и в примере 1. Соотношение цемент:песок:стекло=1:1:2, В/Ц=0,425. Содержание свободной щелочи в цементном тесте в пересчете на Na2O - 0,7 мас.%. Для ингибирования коррозии бетона использовали силикагель. Количество силикагеля составляло 8% от массы цемента. Расширение образцов бетона составило 0,03%. Вывод - введение в состав бетонной смеси силикагеля в количестве 8% от массы цемента эффективно ингибирует реакцию между щелочами цемента и кремнеземом наполнителя. Величина расширения образцов бетона находится в рамках допустимых значений.

Пример 5.

Бетонную смесь готовили в тех же условиях, что и в примере 1. Соотношение цемент:песок:стекло=1:1:2, В/Ц=0,425. Содержание свободной щелочи в цементном тесте в пересчете на Na2O - 0,8 мас.%. Для ингибирования коррозии бетона использовали силикагель. Количество силикагеля составляло 10% от массы цемента. Расширение образцов бетона составило 0,025%. Вывод - введение в состав бетонной смеси силикагеля в количестве 10% от массы цемента не приводит к дальнейшему значительному снижению расширения бетона и не является целесообразным.

Технико-экономическое сравнение предлагаемого решения с другими способами ингибирования щелочно-силикатной реакции при использовании в качестве заполнителя стеклобоя позволяет:

- удешевить производство стеклобетона за счет использования в качестве ингибитора процессов коррозии доступного и недорогого силикагеля;

- предотвратить недопустимое расширение бетона на стекольном заполнителе;

- обеспечить экологическую чистоту производства бетона и бетонных изделий.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ получения бетона, включающий перемешивание цемента, песка, стекольного заполнителя, добавки и воды при содержании свободной щелочи в цементном тесте в пересчете на Na 2O выше 0,6%, отличающийся тем, что в качестве добавки используют ингибитор коррозии бетона - силикагель с размером частиц менее 50 мкм в количестве от 4 до 8% от массы цемента.

www.freepatent.ru

Jn-30 Прозрачная Жидкость Силикагель Использованы В Качестве Огнеупорных Материалов И Цемента Sol

JN-30 Transparent Liquid Silica Gel Used As Fireproof Materials and Cement Sol High Quality Low Viscosity Colloidal Silica Sol

Jn-30 прозрачный жидкий силикагель, используемый в качестве огнестойких материалов и цемента

1. ЭтоБез запаха, безвкусная молочно-белая жидкость.

 

2. Это может быть уворд как связного агента дляОгнеупорных материалов, ИмеетВысокая связи sthength ИВысокая тепло-сопротивление производительности(1500-1600 ° С)

 

3. Это может быть уворд дляPercision литья В помогаютУлучшить литья гладкой.

 

4. Его можно использовать дляНапитков разъяснения.

 

 

Фото о нашей фабрике и продукции

 

Спецификация силиказоля

 

 

ТоварЩелочные типаКислой типа
 JN-20JN-25JN-30JN-40SW-20SW-25SW-30
SiO2, %20.0-20.125.0-26.030.0-31.040.0-41.020.0-21.025.0-26.030.0-31.0
Na2O, %0.300.300.300.500.040.050.06
Значение рН8.5-10.08.5-10.08.5-10.09.0-10.52.0-4.02.0-4.02.0-4.0
Вязкость (25 °C), МПа.5.006.007.0025.005.006.007.00
Плотность (25 °C), g/cm & sup3;1.12-1.141.15-1.171.19-1.211.28-1.301.12-1.141.15-1.171.19-1.21
Средний диаметр частиц, Нм10-2010-2010-2010-2010-2010-2010-20

 

 

 

 

 

 

TХэнк вы читаете нашу страницу, хорошо, день!

russian.alibaba.com

Способ получения гипсоцементно-пуццоланового вяжущего

Изобретение относится к области промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве вяжущих веществ на основе гипсовых вяжущих и портландцемента. Способ получения гипсоцементно-пуццоланового вяжущего включает гидроактивацию портландцемента в присутствии поверхностно-активного вещества ПАВ - лигносульфоната технического ЛСТ или суперпластификатора С-3, карбоната щелочного металла и воды в течение 2-8 минут в активаторе со скоростью вращения вала не менее 3000 об/мин, добавление в полученную смесь полуводного гипса и отработанного силикагеля - отхода газовой промышленности, предварительно измельченного до удельной поверхности не менее 6000 см2/г, и перемешивание до получения однородной массы, при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент - 6-22, полуводный гипс - 40-66, ПАВ - 0,05-0,25, карбонат щелочного металла - 0,05-0,2, указанный отработанный силикагель - 4-10, вода - остальное. В качестве карбоната щелочного металла применяют карбонат натрия или калия. Технический результат - повышение прочности и водостойкости вяжущего, утилизация отработанного силикагеля. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

 

Изобретение относится к области промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве вяжущих веществ на основе гипсовых вяжущих и портландцемента.

Известен способ производства гипсоцементно-трепельного вяжущего, включающий помол полуводного гипса, портландцемента, кремнеземсодержащей минеральной добавки и сухого пластификатора, причем помолу подвергаются дополнительно портландцемент, полуводный гипс и дополнительно введенная известь [пат. 2070172, Кл. С04В 28/14, 1996].

Недостатком этого способа является сложность технологического процесса и большие энерогозатраты, поскольку помолу подвергаются все составляющие вяжущего, низкий коэффициент водостойкости.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому изобретению является способ получения вяжущего, включающий гидратацию цемента и смешение его с гипсовым вяжущим, причем гидратацию цемента осуществляют при В/Ц=0,5-2 в течение 0,5-8 ч при 20-140°С [А.с. 647276, БИ № 6, 1979 г.]

Недостатком этого способа является невысокие прочностные показатели и низкий коэффициент водостойкости, который не позволяет отнести полученное вяжущее к гидравлическим. Кроме того, необходимо или поддерживать очень высокую температуру, или значительно удлинить процесс приготовления смеси.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение прочностных показателей гипсоцементно-пуццоланового вяжущего (ГЦПВ), увеличение коэффициента водостойкости, решение экологической проблемы - использование отработанного силикагеля, являющегося отходом в процессе осушки природного газа при подготовке к транспорту, превращение его во вторичные минеральные ресурсы при получении строительных материалов.

Сущность изобретения состоит в том, что осуществляют гидроактивацию портландцемента в присутствии поверхностно-активного вещества ПАВ - лигносульфоната технического ЛСТ или суперпластификатора С-3, карбоната щелочного металла и воды в течение 2-8 минут в смесителе-активаторе, внутри которого расположен приводной вал с перемешивающим диском со скоростью вращения вала не менее 3000 об/мин, добавляют в полученную смесь полуводный гипс и отработанный силикагель - отход газовой промышленности, предварительно измельченный до удельной поверхности не менее 6000 см2/г, и перемешивают до получения однородной массы, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

портландцемент 6-22
полуводный гипс 40-66
указанное ПАВ 0,05-0,25
карбонат щелочного металла 0,05-0,2
указанный отработанный силикагель 4-10
вода остальное.

Полученную смесь используют для получения строительных изделий с возможным добавлением различных заполнителей.

Добавка отработанного силикагеля позволяет связать гидроксид кальция, выделяемый при взаимодействии цемента с водой, в труднорастворимое соединение силикат кальция и вывести его из состава жидкой фазы. Снижение количества СаО в жидкой фазе способствует тому, что вместо трехсульфатной формы (эттрингит) образуется моносульфатная форма, не создающая напряжения в структуре. В результате повышается стойкость вяжущего во влажных условиях и соответственно возрастает коэффициент водостойкости.

Поскольку взаимодействие силикагеля с гидроксидом кальция несколько растянуто во времени, а структура камня в присутствии полуводного гипса формируется очень быстро, то добавляется карбонат щелочного металла, который взаимодействует с гидроксидом кальция с первых минут смешения с образованием слаборастворимого карбоната кальция:

К2СО3+Са(ОН)2=СаСО3+2КОН

Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3+2NaOH

Это способствует повышению прочностных показателей и коэффициента водостойкости гипсоцементно-пуццоланового вяжущего.

Гидроактивацию портландцемента с добавкой суперпластификатора и карбоната щелочного металла производят в течение 2-8 минут в активаторе со скоростью вращения вала не менее 3000 об/мин. Такая скорость обеспечивает турбулизацию смеси, диспергацию цементных зерен, увеличение активных центров на их поверхности, ускоряет процесс взаимодействия цемента с водой. При скорости менее З000 об/мин не обеспечивается достаточная турбулизация смеси.

Данное время гидроактивации обусловлено тем, что при активации менее 2 минут уменьшается коэффициент водостойкости, а при активации более 8 минут происходит незначительное увеличение прочности образцов.

Пример конкретного выполнения по составу № 2

В активатор загружают 170 г (14%) портландцемента М600, 1,8 г (0,15%) суперпластификатора С-3, 1,8 г (0,15%) карбоната натрия, 300 мл (24,7%) воды и производят гидроактивацию в течение 5 минут при числе оборотов вала 3000 об/мин. При числе оборотов вала 3500 турбулизация более полная, но прочность образцов увеличивается незначительно, а затраты электроэнергии значительно возрастают. Смесь выгружают в смеситель, куда добавляют 660 г (54%) строительного гипса, 86 г (7%) отработанного силикагеля с удельной поверхностью 6000 см2/г и перемешивают до получения однородной массы три минуты. При уменьшении удельной поверхности силикагеля коэффициент водостойкости снижается, а при увеличении удельной поверхности свыше 6500-7000 см2/г наблюдается незначительное повышение прочности, что не оправдывает дополнительных расходов на измельчение. Смесь укладывают в формы-балочки 4×4×16 см, образцы испытывают в различные сроки твердения во влажных и сухих условиях.

Другие составы и их свойства указаны в табл.1 и 2.

Таким образом, нами предлагается новая рецептура ГЦПВ с использованием отработанного силикагеля, отличающаяся достаточной водостойкостью, что позволяет использовать бетоны на его основе не только в сухих, но и во влажных условиях.

Таблица 2Свойства образцов на гипсоцементно-пуццолановых вяжущих
Составы Предел прочности образцов при сжатии, МПа Коэффициент водостойкости
Через 2 часа Через 28 суток
влажных сухих
1 18 49,4 50,9 0,97
2 12 35,3 36,0 0,98
3 16 33,6 35,0 0,96
По прототипу - 10,9 19,1 0,57

Существенным преимуществом предложенной рецептуры является быстрый рост прочности, что позволяет освобождать изделия из формы через 2 часа без применения энергозатратной тепловой обработки.

Для обоснования экологической безопасности продуктов утилизации отработанного силикагеля проанализирована водная вытяжка образцов-балочек, изготовленных по предлагаемому способу получения ГЦПВ.

Результаты опытов приведены в таблице 3.

Таблица 3Характеристика водной вытяжки образцов-балочек
Образец рН Органические вещества, мг/л
ГЦПВ Отработанный силикагель
Без силикагеля 11,18 нет 10
1 8,40 нет
2 7,87 нет
3 7,93 нет

Из таблицы 3 видно, что рН водной вытяжки продукта утилизации отработанного силикагеля щелочная, а рН водной вытяжки продукта утилизации отработанного силикагеля входит в допустимый интервал от 6,5 до 8,5.

Экстракт водной вытяжки хлороформом по данным тонкослойной хромотографии в отличие от экстракта отработанного силикагеля, содержащего несколько веществ, пятен не дает. Это свидетельствует о надежном капсулировании загрязняющих веществ, не приводящем к трансформации их в окружающую среду, и тем самым о создании экологически чистого продукта утилизации.

Технические и экономические преимущества предлагаемого изобретения заключаются в расширении сырьевой базы. Реализацией предлагаемого способа решается серьезная экологическая проблема - утилизация отработанного силикагеля, являющегося крупнотоннажным производством газовой промышленности. До настоящего времени не найдено применения отработанного силикагеля и после разгрузки адсорберов он направляет на полигоны бытовых отходов на хранение, ухудшая экологическую обстановку. При использовании его в изделиях вредных выделений из них не наблюдается.

1. Способ получения гипсоцементно-пуццоланового вяжущего, включающий гидроактивацию портландцемента в присутствии поверхностно-активного вещества ПАВ - лигносульфоната технического ЛСТ или суперпластификатора С-3, карбоната щелочного металла и воды в течение 2-8 мин в активаторе со скоростью вращения вала не менее 3000 об/мин, добавление в полученную смесь полуводного гипса и отработанного силикагеля - отхода газовой промышленности, предварительно измельченного до удельной поверхности не менее 6000 см2/г, и перемешивание до получения однородной массы, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

портландцемент 6-22
полуводный гипс 40-66
указанное ПАВ 0,05-0,25
карбонат щелочного металла 0,05-0,2
указанный отработанный силикагель 4-10
вода остальное.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве карбоната щелочного металла применяют карбонат натрия.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве карбоната щелочного металла применяют карбонат калия.

www.findpatent.ru

Повышение водостойкости гипсовых изделий

Применение гипса в производстве строительный материалов и изделий всегда будет оправдано свойством этого материала быстро набирать прочность без тепловой обработки. Главная проблема, стоящая перед еще более широким применением гипса, - его недостаточная водостойкость. При увлажнении гипсовые изделия значительно снижают свою прочностью, поэтому, несмотря на все свои положительные качества, гипсовые материалы почти не применяются в конструкциях, подверженных значительному воздействию влаги.

В последнее время отечественные производители и исследователи разработали несколько способов повышения водостойкости гипсовых материалов.

Один из способов - введении в полуводный гипс портландцемента в количестве 15–30 % (и более) совместно с активными гидравлическими добавками. Получающиеся при этом смешанные трёхкомпонентные (гипс + портландцемент + гидравлическая добавка) вяжущие вещества отличаются быстротой схватывания и начального твердения полуводного гипса, а также способностью к гидравлическому твердению (подобно цементам) во влажной и даже водной среде. Возможность управления процессами взаимодействия гипса и портландцемента при помощи гидравлических добавок доказана проведенными исследованиями. Гидравлические добавки снижают концентрацию гидроксида кальция в водных растворах, что благоприятным образом сказывается на ходе образования гидросульфоалюмината кальция и стойкости изделий на этих вяжущих во времени. Однако не во всех регионах страны имеются сырьевые материалы, пригодные для получения ГЦПВ (гипсоцементно-пуццолановые вяжущие вещества). Таким образом, применение отработанного силикагеля решит не только сырьевую проблему, но и экологическую — путём утилизации многотонных отходов производства.

В ходе экспериментов было изучено влияние различных факторов на свойства образцов на основе ГЦПВ и определено количество CaO в смеси. Ранее исследования, проведённые в МИСИ им. В. В. Куйбышева, показали возможность повышения водостойкости гипсовых вяжущих путём смешивания их с портландцементом и активными гидравлическими добавками. Последние выполняют две основные функции. Первая из них сводится к снижению в водном растворе концентрации гидроксида кальция до таких пределов, когда вследствие увеличения растворимости глинозёма эттрингит начинает возникать преимущественно в водной среде, а не на поверхности цементных частичек, и тогда уже он способствует не разрушению, а упрочнению сложившейся структуры цементного камня. В этом случае положительную роль играют все составляющие гидравлических добавок, способные к взаимодействию с гидратом оксида кальция с образованием малорастворимых веществ. Вторая функция гидравлических добавок заключается в связывании сульфатов и алюминатов кальция в комплексные соединения, менее растворимые по сравнению с исходными веществами.

Таким образом, ГЦПВ характеризуются непрерывным ростом прочности при длительном пребывании во влажных условиях, в то время как прочность изделий из чистого гипса падает и к месячному возрасту уменьшается в 2,5–3,0 раза.

Надлежащей водостойкостью обладают смеси содержащие 50–70 % гипса, 20–25 % цемента и 15–30 % гидравлической добавки. Подобные смешанные вяжущие вещества характеризуются значительной прочностью (через 1–7 сут.) и способностью к гидравлическому твердению при длительных сроках (до 1–2 лет и более).

Применение более активных трепелов или других гидравлических добавок также положительным образом сказывается на свойствах вяжущего. В частности, водостойкость вяжущего, характеризуемая отношением прочности при сжатии водонасыщенных образцов к прочности высушенных (К3), увеличивается с 0,60–0,65 до 0,80 и выше.

Количество гидравлической добавки должно назначаться с таким расчётом, чтобы концентрация окиси кальция в растворе в течение 7 сут. с начала твердения не превышала 0,9 г/л, а в первые 3 сут. — 1 г/л. При меньшей её концентрации свойства ГЦПВ улучшаются. При этом наилучшими показателями будут обладать вяжущие, содержащие низкоалюминатный цемент.

Наиболее характерной добавкой является трепел. Однако исследования показали, что его введение в гипсоцементные композиции не является достаточно эффективным технологическим способом, обеспечивающим оптимальные условия формирования камня. В отличие от трепела белая сажа (аморфный кремнезём) обладает большей реакционной способностью. Так, с уменьшением содержания полуводного гипса в системе не происходит снижение пластической прочности кристаллизационной структуры материала, как это бывает при применении трепела. Наоборот, установлен стремительный рост этой прочности, достигающей максимальных величин при содержании полуводного гипса в количестве 60–70 % от массы дисперсной фазы. При одинаковом содержании полуводного гипса в системе с увеличением количества белой сажи до 10 % пластическая прочность структуры материала возрастает. Максимальная интенсивность роста наблюдается при оптимальном содержании полуводного гипса.

Применительно к трепелу такой закономерности изменения пластической прочности нет. Наоборот, как с уменьшением содержания гипсового вяжущего, так и с увеличением содержания трепела пластическая прочность кристаллизационной структуры снижается.

Введение в гипсоцементные композиции аморфного кремнезёма, несомненно, более эффективно, чем применение активных минеральных добавок наподобие трепела. Для достижения оптимальной структуры камня с максимальной прочностью расход белой сажи должен составлять 10 %, а для необходимой устойчивости этой структуры — 15% от массы портландцемента. Можно предполагать, что добавка силикагеля, представляющего собой аморфный кремнезём, будет оказывать такое же воздействие на гипсоцементно-пуццолановые системы, как и белая сажа.

Также, как показали исследования, в качестве добавки может использоваться силикагель — как отход производства, который используется для очистки газов от нефтепродуктов. Применение силикагеля позволяет увеличить водостойкость материала, вне зависимости от того, используется чистый или обработанный силикагель. По этой технологии можно получить коэффициент водостойкости состава выше 0,8, и тогда материал может быть использованы не только для воздушных, но и для влажных условий, а также при воздействии воды.

При использовании портландцемента для повышения водостойкости гипса рекомендуется введение в гипсоцементные композиции электролитов, способных нейтрализовать гидроксид кальция. Это является эффективным технологическим средством, улучшающим условия формирования искусственного камня. Электролиты позволяют предотвратить включение в кристаллизационный каркас структуры негидратированных частиц портландцемента, снижающих её устойчивость. Карбонаты щелочных металлов, кроме того, интенсифицируют процессы гидратации портландцемента, за счёт чего скорость твердения гипсоцементных композиций значительно возрастает. По количеству они должны соответствовать стехиометрическому отношению к свободному оксиду кальция, имеющемуся в портландцементе.

Также рекомендуется кратковременная пропарка гипсоцементных строительных изделий до их сушки, что обеспечивает существенное улучшение качества выпускаемой продукции: при прочих равных условиях достигается рост прочности более чем на 20 %. Установлено, что оптимальным температурным режимом приготовления и твердения гипсоцементных композиций является 35–40 °C. Положительное воздействие кратковременной пропарки или же применения тёплых смесей при такой температуре обусловлено улучшением условий гидратационного твердения цементной составляющей композиции.

В результате оптимизации условий формирования гипсоцементного камня представляется возможным получить материалы, по физико-механическим свойствам и долговечности сопоставимые со стеновыми материалами на портландцементе. Применение комплексного вяжущего из портландцемента и гипсового вяжущего имеет, без сомнения, большие преимущества. Благодаря быстрому набору прочности отпадает необходимость тепловой обработки изделий, чем сохраняется большое количество тепла идущего на эту операцию. Есть немалая экономическая выгода при замене части цемента гипсом, из-за его сравнительно невысокой стоимости. Также решается экологическая проблема по утилизации отработанного силикагеля.

Источник: http://www.allbeton.ru/

samaragips.ru


Смотрите также