Настоящее изобретение относится к способу получения влагостойких изделий на основе гипса, например гипсовых плит, армированных гипсовых композитных плит, штукатурок, технологичных материалов, материалов для обработки мест соединения и звукоизолирующих плиток посредством добавления небольшого количества силоксана в водную суспензию, используемую для получения изделия на основе гипса. Более конкретно, настоящее изобретение относится к добавлению небольшого количества катализатора, представляющего собой обожженный при высоком нагреве оксид магния, в водную суспензию для улучшения отверждения силоксана.
Гипс представляет собой встречающийся в природе минерал, который обычно находят в старых котловинах солевых озер, вулканических отложениях и пластах глины. С химической точки зрения гипс является двуводным кристаллогидратом сульфата кальция (CaSO4·2H2O). Это вещество также получают как побочный продукт в различных промышленных способах.
Гидратную воду удаляют умеренным нагреванием двуводного кристаллогидрата сульфата кальция, в ходе способа, называемого кальцинирующим обжигом, и в зависимости от температуры и времени воздействия может образовываться либо полуводный кристаллогидрат сульфата кальция (CaSO4 SH2O), либо безводный сульфат кальция (CaSO4). Термин «обожженный гипс» в том виде, как используется в данном документе, относится как к полуводной, так и безводной формам сульфата кальция.
Обожженный гипс способен реагировать с водой с образованием двуводного кристаллогидрата сульфата кальция, который представляет собой весьма твердый и жесткий продукт и в данном документе назван «отвердевшим гипсом».
Примером обычного продукта из гипса является гипсовая плита, которую широко используют в качестве конструкционной стеновой плиты. Вообще говоря, гипсовая плита включает в себя внутреннюю часть, полученную из водной суспензии обожженного гипса, который гидратируется с образованием отвердевшего гипса. Обычно плита имеет футеровку из бумажных листов, приклеенных к ее обеим поверхностям.
Характерной чертой отвердевшего гипса является то, что он имеет тенденцию поглощать воду. В качестве иллюстрации гипсовая внутренняя часть, не содержащая влагостойких добавок, может поглощать вплоть до 40-50 вес.% воды при погружении в нее примерно на 2 часа при температуре 70°F. В применениях, когда изделие из гипса подвергают воздействию воды или влажности, эта особенность является нежелательной. Поглощение воды гипсом ведет к снижению прочности изделия, делает изделие уязвимым по отношению к росту микроорганизмов и приводит к деламинированию поверхностей.
Гипсовую плиту можно также использовать в ванных комнатах в качестве подложки, которую покрывают пластиковой или керамической плиткой, и по этой причине ее часто называют «подкладным листом для плитки». В применениях таких, как эти, важным является то, что гипсовая плита проявляет хорошую влагостойкость.
Эти изделия предшествующего уровня техники, подобно обычной гипсовой стеновой плите, гипсовой плитке, гипсовому блоку, гипсовым слепкам и им подобным, обладают относительно невысокой устойчивостью по отношению к воздействию воды. Когда, например, обычную гипсовую стеновую плиту погружают в воду, плита быстро поглощает значительное количество воды и намного теряет свою прочность. Эксплуатационные испытания показали, что при погружении согласно тесту ASTM Test 1396 вещества внутренней части гипсовой плиты в воду на 2 часа примерно при 70°F поглощение воды сверх 40% является обычным. В прошлом делались многочисленные попытки улучшить влагостойкость изделий из гипса. Эти попытки включали введение водонепроницаемых материалов, таких как металлсодержащие мыла, асфальты, силоксаны, смолы и т.д., в дисперсию полуводного кристаллогидрата сульфата кальция. Они также включали попытки покрыть готовое изделие из гипса водонепроницаемыми пленками или покрытиями. В патенте Patent 2198776 авторами King и Camp раскрыт один конкретный пример прошлых попыток сделать гипс полностью водонепроницаемым посредством добавления водоотталкивающих веществ. Он иллюстрирует добавление парафина, силоксана, асфальта и т.п. в водную суспензию посредством распыления расплавленного материала в суспензию.
Настоящее изобретение относится к улучшенному способу получения влагостойких гипсовых композиций, которые включают силоксан для придания изделию из отвердевшего гипса влагостойкости.
Выражение «влагостойкий» следует понимать как означающее способность заранее изготовленного строительного элемента, как определено выше, ограничивать поглощение воды гипсовой основой при все еще сохраняющейся неизменности размеров и механической целостности строительного элемента, о котором идет речь.
В зависимости от страны эту влагостойкость классифицируют или регулируют специальными стандартами. Стандарты ASTM 630/630М-96а и ASTM 1398 требуют, в частности, чтобы при погружении такого изделия на основе гипса в воду на два часа поглощение воды гипсовой основой составляло менее 5% и абсорбция на поверхности (называемая эквивалентом Кобба) была менее 1,60 г/м2.
В подобном способе трудно контролировать количество водоотталкивающего реагента, включенного в гипсовую основу, например, в форме силиконового масла, и поэтому не используется потенциал водоотталкивающего реагента.
Использование силоксанов для получения влагостойких изделий на основе гипса, таких как гипсовая стеновая плита, хорошо известно. Как правило, небольшое количество силоксана добавляют в водную суспензию, используемую для получения изделия на основе гипса, изделие формируют и высушивают.
Настоящее изобретение относится к способу получения влагостойких изделий на основе гипса, например гипсовых плит, армированных композитных гипсовых плит, штукатурок, технологичных материалов, материалов для обработки мест соединения и звукоизолирующих плиток посредством добавления в водную суспензию, используемую для получения изделия на основе гипса, небольшого количества силоксана и катализатора для улучшения отверждения силоксана. Способ заключается в смешивании силоксановой эмульсии с водой для затворения, используемой для приготовления вышеуказанного изделия на основе гипса, смешивании катализатора, представляющего собой намертво обожженный оксид магния, с обожженным гипсом, смешивании смеси силикон/вода со смесью гипс/оксид магния для образования водной суспензии и придании суспензии желаемой формы и предоставлении вышеуказанной сформованной суспензии возможности затвердеть для образования влагостойкого изделия на основе отвердевшего гипса.
Настоящее изобретение рассматривает использование примерно от 0,4 до 1% силоксана, исходя из массы обожженного гипса и других сухих ингредиентов. В предпочтительном способе эмульсию силоксан/вода получают на месте посредством смешивания силоксана с некоторой частью воды для затворения в высокоэффективном смесителе в течение нескольких секунд.
В предпочтительном варианте осуществления катализатор представляет собой обожженный при высоком нагреве оксид магния. Предпочтительно используют примерно от 0,1 до 0,5 вес.% оксида магния, если исходить из массы гипса.[13]
3.3 Способ получения портландцемента
Изобретение относится к производству строительных материалов. Способ получения портландцемента включает получение портландцементного клинкера, содержащего трехкальциевый силикат, двухкальциевый силикат, трехкальциевый алюминат и четырехкальциевый алюмоферрит, спеканием исходной цементной сырьевой смеси, включающей кальциевый, алюмосиликатный, железистый компоненты и фторсодержащий минерализатор - фторуглеродсодержащие отходы электролитического производства алюминия в количестве 0,1-0,25 вес.% в пересчете на фтор от исходной сырьевой смеси, охлаждение и помол клинкера с гипсом. По другому варианту изобретения в качестве фторсодержащего минерализатора используют смесь флюорита и указанных отходов при следующем их содержании, вес.% в пересчете на фтор: указанные отходы 0,1-0,2, флюорит - остальное до содержания фтора в сырьевой смеси 0,15-0,4 вес.%. В качестве указанных отходов используют пыль электрофильтров, или шлам газоочистки, или хвосты флотации угольной пены. Технический результат - снижение удельного расхода топлива на обжиг клинкера, повышение производительности и межремонтного периода печи, эффективности работы мельниц при помоле клинкера, утилизация отходов алюминиевого производства.