СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к строительным материалам, более точно к производству микронаполненных цементных композитов для регулирования свойств цементно-песчаных и мелкозернистых бетонных смесей и бетонов, и может быть использовано для производства малоформатных тонкостенных изделий с использованием технологии фильтр-прессования. В способе изготовления строительных изделий, включающем приготовление композиционного вяжущего, затворение водой и формование фильтрационным прессованием, композиционное вяжущее включает цемент и 10-15% от массы цемента ультрадисперсного наполнителя - карбонатного шлама - тонкодисперсного минерального порошка, образующегося как осадок в процессе реагентной обработки промышленных сточных вод и водоподготовки на предприятиях химии и энергетики, а указанное формование осуществляют в течение 3 мин при давлении прессования 10 МПа и отформованное изделие выдерживают в течение 7 суток в воздушно-влажных условиях. Технический результат - значительное улучшение деформативных характеристик на всех этапах твердения цементно-песчаных смесей, а также улучшение физико-механических свойств цементно-песчаных образцов. 1 табл. 



ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к технологии производства строительных изделий, более точно к производству микронаполненных цементных композитов, и может быть использовано для изготовления малоформатных тонкостенных изделий из отходов водоочистки и водоумягчения промышленных предприятий с применением в качестве упрочняющего вещества цемента. 
В настоящее время основными направлениями получения высокопрочных материалов является применение центрифугирования и вибропрессования цементных смесей.
Наиболее близким к заявленному изобретению способом производства строительных изделий является технология производства плит и стеновых изделий из отхода производства экстракционной фосфорной кислоты - фосфогипса-дигидрата, включающая сушку, помол фосфогипса, затворение водой с последующим фильтрационным прессованием. [1]
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании технологии фильтрационного прессования изделий на основе фосфогипса, принятой за прототип, относится то, что в известном веществе отсутствует водостойкость, необходимая для использования материалов в условиях повышенной влажности.
Сущность изобретения заключается в разработке способа получения строительных материалов высокой прочности, долговечности и водостойкости на основе цементно-шламовых композиций по технологии фильтрационного прессования.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в способе изготовления строительных изделий, включающем приготовление композиционного вяжущего, затворение водой и формование фильтрационным прессованием, особенностью является то, что в композиционное вяжущее включают цемент и вводится 10-15% от массы цемента ультрадисперсного наполнителя - карбонатного шлама - тонкодисперсного минерального порошка, образующегося как осадок в процессе реагентной обработки промышленных сточных вод и водоподготовки на предприятиях химии и энергетики, а указанное изделие осуществляют в течение 3 мин при давлении прессования 10 МПа и отформованное изделие выдерживают в течение 7 суток в воздушно-влажных условиях. [2]
Карбонатный шлам состоит из карбонатов кальция и магния (60-75%), аморфных гидроксидов алюминия и железа (15-20%), небольшого количества двуводного гипса (5-10%). В условиях нормального твердения на поверхности раздела фаз цемент-шлам образуются гидрокарбоалюминаты и гидрокарбоферриты различного состава, что значительно увеличивает прочность гидратированного цементного камня, а высокая дисперсность шлама обеспечивает высокую адгезию композиционного вяжущего к мелкому заполнителю.
Введение карбонатного шлама позволяет регулировать структурно-реологические и деформативные свойства цемента на всех этапах гидратации. Отчетливо просматривается роль добавки карбонатного шлама как фактора увеличения времени формирования структуры на начальном этапе твердения, что обеспечивает получение кристаллических соединений в условиях максимального растворения клинкерных минералов и проявление их химической активности. 
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, представлены в таблице.

Таблица. Физико-механические свойства материалов. 
Параметры способа Коэффициент размягчения Прочность при сжатии, МПа в возрасте 28 сут. 
Цемент +15% карбонатного шлама 0,92 79,26 
Неизмельченный фосфогипс +11% измельченного фосфогипса (крупность зерен 0,2-10 мкм) 0,6 35 

Изделия готовят по следующей технологии. Исходное водотвердое отношение системы принято равным В/Т=1, оно обеспечивает гомогенность, нормальную формуемость теста и его уплотнение в условиях фильтрационного прессования. Прессование образцов на основе композиционного вяжущего с отводом воды осуществлялось при одинаковом давлении фильтрования, равном 10 МПа, в течение 3 минут. Получаемые образцы-цилиндры имели диаметр и высоту 30 мм. После этого образцы выдерживают 7 суток в воздушно-влажных условиях. Содержание ультрадисперсного микронаполнителя - карбонатного шлама составляет 10-15% от массы цемента (ПЦ М400).
Анализируя опытные данные, можно утверждать, что введение ультрадисперсного микронаполнителя в состав цемента позволяет снизить расход клинкерной составляющей без ухудшения его качества; управлять кинетикой и степенью гидратации минералов цемента, снижать объемные деформационные процессы в растворной или бетонной смеси; повышать трещиностойкость цементного камня, а следовательно, его долговечность в условиях эксплуатации. Повышение его трещиностойкости, а также водостойкости является следствием формирования структуры цементного камня с минимальным количеством открытых и сообщающихся пор.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. А.С. № 1470699, МКИ С 04 В 11/00. Способ изготовления строительных изделий. / А.Ф. Полак, В.В. Бабков, И.М. Ляшкевич, Г.С. Раптунович, Р.А. Анваров. - № 4246774/31-33; Заявл. 19.05.87; Опубл. 07.04.89. Бюл. №13 // Открытия. Изобретения. - 1989. - №13.
2. Арбузова Т.Б., Шабанов В.А., Коренькова С.Ф., Чумаченко Н.Г. Стройматериалы из промышленных отходов. - Самара.: Самарское книжное издательство, 1993. - 93 с.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ изготовления строительных изделий, включающий приготовление композиционного вяжущего, затворение водой и формование фильтрационным прессованием, отличающийся тем, что композиционное вяжущее включает цемент и 10-15% от массы цемента ультрадисперсного наполнителя - карбонатного шлама - тонкодисперсного минерального порошка, образующегося как осадок в процессе реагентной обработки промышленных сточных вод и водоподготовки на предприятиях химии и энергетики, а указанное формование осуществляют в течение 3 мин при давлении прессования 10 МПа и отформованное изделие выдерживают в течение 7 суток в воздушно-влажных условиях.