RU2649990C2 - Композиция для изготовления гипсоволокнистых облицовочных плит - Google Patents

Композиция для изготовления гипсоволокнистых облицовочных плит Download PDF

Info

Publication number
RU2649990C2
RU2649990C2 RU2016113639A RU2016113639A RU2649990C2 RU 2649990 C2 RU2649990 C2 RU 2649990C2 RU 2016113639 A RU2016113639 A RU 2016113639A RU 2016113639 A RU2016113639 A RU 2016113639A RU 2649990 C2 RU2649990 C2 RU 2649990C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gypsum
composition
metakaolin
water
portland cement
Prior art date
Application number
RU2016113639A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016113639A (ru
Inventor
Рустем Ханифович Мухаметрахимов
Альберт Радикович Галаутдинов
Анастасия Николаевна Дикина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ
Мухаметрахимов Рустем Ханифовчи
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ, Мухаметрахимов Рустем Ханифовчи filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ
Priority to RU2016113639A priority Critical patent/RU2649990C2/ru
Publication of RU2016113639A publication Critical patent/RU2016113639A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2649990C2 publication Critical patent/RU2649990C2/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/14Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing calcium sulfate cements
    • C04B28/145Calcium sulfate hemi-hydrate with a specific crystal form
    • C04B28/147Calcium sulfate hemi-hydrate with a specific crystal form beta-hemihydrate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04Waste materials; Refuse
    • C04B18/18Waste materials; Refuse organic
    • C04B18/24Vegetable refuse, e.g. rice husks, maize-ear refuse; Cellulosic materials, e.g. paper, cork

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления облицовочных плит и других строительных изделий на основе гипса, портландцемента и целлюлозного волокна. Технический результат заключается в увеличении сроков схватывания гипсоволокнистой композиции, придании самоуплотняющейся способности, повышении пределов прочности при изгибе и сжатии гипсоволокнистых облицовочных плит, увеличении их водостойкости и морозостойкости. Композиция для изготовления гипсоволокнистых облицовочных плит, включающая полуводный гипс, портландцемент и целлюлозное волокно, пуццолановый компонент - метакаолин, полимерный поликарбоксилатный эфир «Glenium®l15», регулятор сроков схватывания и твердения «Бест-ТБ», водную эмульсию октилтриэтоксисилана «Пента®-818» и воду, при следующем содержании компонентов, мас.%: полуводный гипс 49,8-52,0, портландцемент 12,1-13,4, целлюлозное волокно 2,9-3,4, пуццолановый компонент – метакаолин 1,9-2,3, полимерный поликарбоксилатный эфир «Glenium®l15» 0,753-0,779, регулятор сроков схватывания и твердения «Бест-ТБ» 0,152-0,181, водная эмульсия октилтриэтоксисилана «Пента®-818» 0,041-0,058, вода 27,882-32,354, при этом степень помола целлюлозных волокон составляет 30-35°ШР, гидравлическая активность метакаолина составляет не менее 1200 мг/г. 2 табл.

Description

Изобретение относится к области промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления облицовочных плит и других строительных изделий на основе гипса, портландцемента и целлюлозного волокна.
Известна сырьевая смесь для изготовления строительных изделий, включающая, мас.ч.: строительный гипс 9-12, асбестоцементные отходы 12-15, портландцемент 3,9-7,0, зола-унос 13,7-19,15, песок 27-37 и вода - остальное (SU 1574556 А1, С04В 11/30, опубл. 30.06.1990). Недостатком данного изобретения являются относительно невысокие показатели прочности при изгибе, а также канцерогенность асбестосодержащих компонентов сырьевой смеси.
Наиболее близким решением к предлагаемому изобретению является композиция для изготовления гипсоволокнистых плит, включающая мас. %: полуводный гипс 78,2-85,62, портландцемент 11,85-7,6, целлюлозное волокно 9,5-6,3, технические лигносульфонаты 0,45-0,48 (RU 2084419 С1, МПК С04В 28/14, опубл. 20.07.1997).
Недостатками данного изобретения являются сложный технологический процесс производства гипсоволокнистых плит, включающий процессы вакуумирования, прессования и сушки образцов, невысокие показатели физико-механических характеристик, таких как водостойкость, предел прочности при изгибе и плотности получаемых гипсоволокнистых плит. Также недостатком изобретения является отсутствие в составе композиции пуццоланового компонента, необходимого для исключения образования высокосульфатной формы гидросульфоалюмината кальция-эттрингита, в твердеющем гипсоцементном камне, что приводит к возникновению внутренних напряжений и снижению эксплуатационных характеристик готовых изделий с течением времени. Все это ограничивает область применения изделий на основе данной композиции.
Задачей предлагаемого изобретения является увеличение плотности, пределов прочности при изгибе и сжатии, водостойкости, морозостойкости гипсоволокнистых облицовочных плит на основе низкомарочного полуводного гипса и портландцемента, с одновременным упрощением технологического процесса путем исключения таких операций, как вакуумирование и прессование. Одной из задач является исключение образования эттрингита в процессе гидратации гипсоцементной композиции путем введения в состав гипсоволокнистых облицовочных плит пуццоланового компонента. Повышение физико-механических характеристик, таких как плотность, пределы прочности при изгибе и сжатии, водостойкость, морозостойкость, позволит изготавливать гипсоволокнистые облицовочные плиты меньшей толщины, по сравнению с изделиями по прототипу, при равных показателях прочности, что приводит к снижению материалоемкости производства, массы изделий и, как следствие, к снижению массы подоблицовочных конструкций. Это позволит значительно расширить область применения получаемых облицовочных плит как для внутренней, так и для наружной отделки зданий и сооружений.
Техническим результатом предлагаемого решения является удлинение сроков схватывания гипсоволокнистой композиции, придание ей самоуплотняющейся способности, повышение пределов прочности при изгибе и сжатии гипсоволокнистых облицовочных плит, увеличение их водостойкости и морозостойкости, при одновременном упрощении производства за счет исключения таких технологических операций, как вакуумирование и прессование.
Поставленная задача достигается тем, что композиция для изготовления гипсоволокнистых облицовочных плит, включающая полуводный гипс, портландцемент и целлюлозное волокно, отличающаяся тем, что дополнительно содержит пуццолановый компонент - метакаолин, полимерный поликарбоксилатный эфир «Glenium®l15», регулятор сроков схватывания и твердения «Бест-ТБ», водную эмульсию октилтриэтоксисилана «Пента®-818» и воду, при следующем содержании компонентов, мас. %:
Полуводный гипс 49,8-52,0
Портландцемент 12,1-13,4
Целлюлозное волокно 2,9-3,4
Пуццолановый компонент - метакаолин 1,9-2,3
Полимерный поликарбоксилатный эфир «Glenium®l15» 0,753-0,779
Регулятор сроков схватывания и твердения «Бест-ТБ» 0,152-0,181
Водная эмульсия октилтриэтоксисилана «Пента®-818» 0,041-0,058
Вода 27,882-32,354
при этом степень помола целлюлозных волокон составляет 30-35°ШР, гидравлическая активность метакаолина составляет не менее 1200 мг/г.
Применение в составе гипсоволокнистой композиции пуццоланового компонента - метакаолина с гидравлической активность 1238 мг/г, позволяет регулировать содержание высокосульфатной формы гидросульфоалюмината кальция - эттрингита (3CaO-Al2O4-3CaSO4-(31-32)H2O) в составе матрицы, что исключает возникновение внутренних напряжений в гипсоволокнистом камне и его саморазрушение. Необходимое количество пуццоланового компонента в составе гипсоволокнистой композиции определяли по концентрации оксида кальция, содержащегося в специальных препаратах, представляющих собой водные суспензии полуводного гипса, портландцемента и метакаолина, при условии, чтобы концентрация оксида кальция на пятые сутки не превышала 1,1 г/л, а на седьмые сутки была менее 0,85 г/л.
Применение в составе гипсоволокнистой композиции полимерного поликарбоксилатного эфира «Glenium®l15» снижает водопотребность смеси и повышает прочностные характеристики изделий, применение суперпластификатора первой группы «БЕСТ-ТБ» увеличивает время жизнеспособности готовой смеси, что выражается в удлинении сроков схватывания. Сочетание указанных выше полимерного поликарбоксилатного эфира и суперпластификатора первой группы придает гипсоволокнистой композиции самоуплотняющуюся способность. Применение водной эмульсии октилтриэтоксисилана «Пента®-818» способствует формированию более плотной поровой структуры затвердевшего камня и приводит к повышению водостойкости и морозостойкости образцов гипсоволокнистых облицовочных плит. Применение в их составе целлюлозных волокон с указанной степенью помола приводит к связыванию компонентов матрицы на микро- и макроуровне, что выражается в формировании оптимальной структуры дисперсно-армированного материала и в значительном повышении прочностных показателей готовых изделий.
Применение в составе гипсоволокнистой композиции указанных выше компонентов в указанном соотношении приводит к синергетическому эффекту и позволяет достичь требуемый технический результат.
Для изготовления гипсоволокнистой композиции использовали следующие материалы:
Полуводный гипс марки Г6БII производства ООО «Аракчинский гипс» (ГОСТ 125-79);
Портландцемент ПЦ 400 Д0 Η Вольского завода;
Пуццолановая добавка - метакаолин с гидравлической активностью не менее 1200 мг/г (ТУ 5729-098-12615988-2013). Для приготовления образцов использовали метакаолин с гидравлической активностью 1238 мг/г;
Целлюлозные волокна - целлюлоза хвойная сульфатная небеленая марок НСК, производства ОАО «Соломбальский ЦБК» (СТО 00279189-2-2007, ТУ 13-00279189-06-2001);
Водопроводная питьевая вода, удовлетворяющая требованиям ГОСТ 23732;
Полимерный поликарбоксилатный эфир «Glenium®l15» производства ООО «BASF Строительные системы» представляет собой непрозрачную белую жидкость плотностью 1,07 г/см3, рН при 20°С - 6,5, максимальное содержание хлоридов ≤0,1%, максимальное содержание щелочей <1,7%;
Регулятор сроков схватывания и твердения «БЕСТ-ТБ» производства ООО «Инновационные Технологии», суперпластификатор первой группы, представляет собой сополимер на основе эфиров карбоновых кислот с добавлением фосфатного компонента темно-коричневого цвета с плотностью (при 20°С) 1,24 г/см3, массовая доля сухого вещества 20-30%;
Водная эмульсия октилтриэтоксисилана «Пента®-818» производства компании «Пента An ITW Company» - вязкотекучая 50% водная эмульсия октилтриэтоксисилана, плотностью 1000 кг/м3, содержание активного вещества - 50%.
Предлагаемое изобретение осуществляется следующим образом: в работающий смеситель заливают расчетное количество воды, в которую добавляют заранее отдозированные полимерный поликарбоксилатный эфир «Glenium®l15», суперпластификатор первой группы «Бест-ТБ», водную эмульсию октилтриэтоксисилана «Пента®-818» и армирующие волокна. Затем производят весовую дозировку полуводного гипса, портландцемента, метакаолина и осуществляют перемешивание до получения однородной массы. Далее из полученной смеси производят формование образцов гипсоволокнистых облицовочных плит.
Количество воды затворения подбирается из условия обеспечения нормальной густоты гипсоволокнистой композиции по ГОСТ 23789-79.
Также были проведены испытания образцов по прототипу с использованием в составе вяжущего полуводного гипса марки Г6БII производства ООО «Аракчинский гипс».
Через 28 и 90 суток нормального твердения образцы подвергались механическим испытаниям. Прочность затвердевших образцов, водопоглощение, а также сроки схватывания гипсоволокнистой смеси определяли в соответствии с ГОСТ 23789-79. Морозостойкость изделий определяли в соответствии с ГОСТ 7025-91. Водостойкость образцов определяли по их коэффициенту размягчения, равному отношению пределов прочности при сжатии сухих образцов к водонасыщенным. За критерий самоуплотняющейся способности приняли способность гипсоволокнистой смеси занять весь объем формы с образованием ровных поверхностей под собственным весом без дополнительных внешних воздействий.
Составы гипсоволокнистых композиций приведены в таблице 1, результаты механических испытаний изготовленных образцов и образцов по прототипу приведены в таблице 2.
Figure 00000001
Figure 00000002
Из приведенных данных следует, что максимальные показатели прочности на сжатие и изгиб достигаются при содержании в составе вяжущего полуводного гипса в пределах 49,8-52,0% от общей массы смеси, портландцемента - 12,1-13,4%, метакаолина с гидравлической активностью не менее 1200 мг/г - 1,9-2,3%. При введении суперпластификатора третьего поколения «Glenium®115», регулятора сроков схватывания и твердения «Бест-ТБ» и водной эмульсии октилтриэтоксисилана «Пента®-818», в количестве меньше указанных в таблице 1 (состав 2), наблюдается снижение показателей исследуемых свойств по сравнению с заявляемыми пределами. При их введении, в количестве больше указанных в таблице 1 (состав 4), исследуемые свойства гипсоволокнистой композиции увеличиваются незначительно.
Изделия, полученные согласно предлагаемому изобретению, обладают высокими прочностными характеристиками, водостойкостью и морозостойкостью, низким водопоглощением. Использование полимерного поликарбоксилатного эфира «Glenium®115», регулятора сроков схватывания и твердения «Бест-ТБ» и водной эмульсии октилтриэтоксисилана «Пента®-818» позволяет получить самоуплотняющуюся гипсоволокнистую смесь и увеличить время ее жизнеспособности.
Введение пуццоланового компонента - метакаолина с гидравлической активностью 1238 мг/г позволяет исключить образование эттрингита в гипсоволокнистом камне и снижение эксплуатационных характеристик гипсоволокнистых облицовочных плит с течением времени.
Кроме того, исключение сложных операций вакуумирования и прессования, а также использование низкомарочного полуводного гипса и портландцемента общестроительного назначения марки М400 позволяют упростить технологический процесс изготовления изделий и снизить их стоимость.

Claims (3)

  1. Композиция для изготовления гипсоволокнистых облицовочных плит, включающая полуводный гипс, портландцемент и целлюлозное волокно, отличающаяся тем, что дополнительно содержит пуццолановый компонент - метакаолин, полимерный поликарбоксилатный эфир «Glenium®115», регулятор сроков схватывания и твердения «Бест-ТБ», водную эмульсию октилтриэтоксисилана «Пента®-818» и воду, при следующем содержании компонентов, мас.%:
  2. Полуводный гипс 49,8-52,0 Портландцемент 12,1-13,4 Целлюлозное волокно 2,9-3,4 Пуццолановый компонент - метакаолин 1,9-2,3 Полимерный поликарбоксилатный эфир «Glenium®115» 0,753-0,779 Регулятор сроков схватывания и твердения «Бест-ТБ» 0,152-0,181 Водная эмульсия октилтриэтоксисилана «Пента®-818» 0,041-0,058 Вода 27,882-32,354
  3. при этом степень помола целлюлозных волокон составляет 30-35°ШР, гидравлическая активность метакаолина составляет не менее 1200 мг/г.
RU2016113639A 2016-04-08 2016-04-08 Композиция для изготовления гипсоволокнистых облицовочных плит RU2649990C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016113639A RU2649990C2 (ru) 2016-04-08 2016-04-08 Композиция для изготовления гипсоволокнистых облицовочных плит

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016113639A RU2649990C2 (ru) 2016-04-08 2016-04-08 Композиция для изготовления гипсоволокнистых облицовочных плит

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016113639A RU2016113639A (ru) 2017-10-09
RU2649990C2 true RU2649990C2 (ru) 2018-04-06

Family

ID=60047795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016113639A RU2649990C2 (ru) 2016-04-08 2016-04-08 Композиция для изготовления гипсоволокнистых облицовочных плит

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2649990C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2820797C1 (ru) * 2023-12-29 2024-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) Гипсоцементно-пуццолановая строительная смесь для 3D-печати

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1158529A1 (ru) * 1983-01-21 1985-05-30 Bruss Polt I "komпoзиция для изгotobлehия гипcoboлokhиctыx плиt"
JPS6241747A (ja) * 1985-08-13 1987-02-23 太平洋セメント株式会社 不燃性石膏板の製造方法
RU2069202C1 (ru) * 1992-07-20 1996-11-20 Акционерное общество "Авангард" Композиция для изготовления гипсоволокнистых плит
RU2084419C1 (ru) * 1992-06-05 1997-07-20 Акционерное общество "Авангард" Композиция для изготовления гипсоволокнистых плит
RU2552274C1 (ru) * 2014-04-14 2015-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ Способ приготовления гипсоцементно-пуццолановой композиции

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1158529A1 (ru) * 1983-01-21 1985-05-30 Bruss Polt I "komпoзиция для изгotobлehия гипcoboлokhиctыx плиt"
JPS6241747A (ja) * 1985-08-13 1987-02-23 太平洋セメント株式会社 不燃性石膏板の製造方法
RU2084419C1 (ru) * 1992-06-05 1997-07-20 Акционерное общество "Авангард" Композиция для изготовления гипсоволокнистых плит
RU2069202C1 (ru) * 1992-07-20 1996-11-20 Акционерное общество "Авангард" Композиция для изготовления гипсоволокнистых плит
RU2552274C1 (ru) * 2014-04-14 2015-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ Способ приготовления гипсоцементно-пуццолановой композиции

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2820797C1 (ru) * 2023-12-29 2024-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) Гипсоцементно-пуццолановая строительная смесь для 3D-печати

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016113639A (ru) 2017-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wei et al. Correlation between hydration of cement and durability of natural fiber-reinforced cement composites
Bilim et al. Influence of admixtures on the properties of alkali-activated slag mortars subjected to different curing conditions
US4350567A (en) Method of producing a building element
Delvasto et al. An appropriate vacuum technology for manufacture of corrugated fique fiber reinforced cementitious sheets
CN106396555A (zh) 一种基于纤维素纤维内养护的超高性能水泥基复合材料及其制备方法
Booya et al. Durability of cementitious materials reinforced with various Kraft pulp fibers
Ramli et al. Effects of palm fiber on the mechanical properties of lightweight concrete crushed brick
JP5139777B2 (ja) 耐硫酸塩性遠心力成形コンクリート組成物
CZ304393B6 (cs) Způsob výroby betonu nebo malty s rostlinným plnivem
Machado et al. Study of the effect of silica fume and latex dosages in cementitious composites reinforced with cellulose fibers
US8282732B2 (en) Use of at least one cellulose ether to reduce plastic shrinkage and/or cracking in concrete
CN110158850A (zh) 装配式轻质混凝土自保温复合墙板及其制作方法
Ranjitham et al. Strength properties of coconut fibre reinforced concrete
da Costa Correia et al. Vegetable fiber as reinforcing elements for cement based composite in housing applications–a Brazilian experience
Machado et al. Characterization and properties of cementitious composites with cellulose fiber, silica fume and latex
CN112552000B (zh) 一种表面耐磨憎水增强型自流平砂浆及其制备方法
KR101150458B1 (ko) 친환경 섬유보강 콘크리트
RU2649990C2 (ru) Композиция для изготовления гипсоволокнистых облицовочных плит
Amed et al. Glass fibre reinforced precast concrete containing high content pozzolanic materials
RU2619617C1 (ru) Композиция для изготовления гипсоволокнистых плит
Abdel-Kader et al. Setting and hardening of agro/cement composites.
RU2619618C1 (ru) Композиция для изготовления гипсоволокнистых листов
Zaki Application of ultra cellulose fiber for the enhancement of the durability and shrinkage of cement pastes exposed to normal and aggressive curing conditions
Hussein et al. Steel fiber addition in eco-friendly zero-cement concrete: proportions and properties
Page et al. Using alternative binders for the development of flax fibre reinforced mortars

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190409