способ приготовления газообразователя для поризации гипсовых смесей

Формула изобретения

Способ приготовления газообразователя для поризации гипсовых смесей, включающий смешивание карбоната кальция, сернокислого алюминия и воды, отличающийся тем, что предварительно приготовленный солевой раствор, состоящий из сернокислого алюминия и воды, смешивают с карбонатом кальция, измельченным до удельной поверхности 250-280 м²/кг, при следующем соотношении сухих компонентов, мас.%:

сернокислый алюминий	30-35,7
карбонат кальция	64,3-70

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к области поризации гипсовых смесей, и может быть использовано в промышленности строительных материалов.

Известен способ приготовления газообразователя для поризации смесей на минеральном вяжущем веществе, включающий смешивание в быстроходном смесителе в течение 2,5 3 мин воды, ПАВ (сульфанол) и алюминиевой пудры.

Реакция между газообразователем (алюминиевой пудрой) и гидроксидом кальция Ca(OH)₂ обеспечивает газообразование. Образующийся водород приводит к поризации смеси [Завадский В.Ф., Косач А.Ф., Дерябин П.П. Стеновые материалы и изделия. - Омск: Изд-во СибАДИ. - 2005. - С.42].

3Ca(OH)₂+2Al+6H ₂O=3CaO Al₂O₃ 6H₂O+3H ₂

Однако алюминиевая пудра взрывопожароопасна, а для приготовления алюминиевой суспензии требуется дополнительная энергия для подогрева воды, так как каждое зерно алюминиевой пудры покрыто парафином.

По своей технической сущности наиболее близким к данному изобретению является способ приготовления газообразователя для поризации смесей на гипсовом вяжущем, включающий смешивание известняка - карбоната кальция CaCO₃, сернокислого алюминия Al₂(SO₄)₃ и воды [авторское свидетельство SU № 626068. Сырьевая смесь для приготовления газогипса. М.Кл. C04B 38/02, 30.09.1978, прототип].

Однако данный способ имеет недостаток. Реакция между сернокислым алюминием и известняком идет медленно, так как известняк нерастворим в воде.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в получении более химически активного газообразователя для получения газогипса низкой плотности и теплопроводности.

Поставленная задача решается тем, что в способе приготовления газообразователя для поризации гипсовых смесей, включающем смешивание карбоната кальция, сернокислого алюминия и воды, предварительно приготовленный солевой раствор, состоящий из сернокислого алюминия и воды, смешивают с карбонатом кальция, измельченным до удельной поверхности 250-280 м²/кг, при следующем соотношении сухих компонентов, мас.%: сернокислый алюминий 30-35,7, карбонат кальция 64,3-70.

Газообразователь готовится в следующей последовательности. Карбонат кальция предварительно измельчается до удельной поверхности 250-280 м²/кг. Параллельно приготавливается солевой раствор, состоящий из сернокислого алюминия и воды. Содержание сернокислого алюминия для солевого раствора составляет 2,6 мас.%, остальное вода. Затем солевой раствор смешивают с измельченным карбонатом кальция.

Al₂(SO₄)₃+3CaCO₃+3H ₂O=2Al(OH)₃+3CaSO₄+3CO₂

Выделение CO₂ обеспечивает поризацию гипсовой смеси.

Удельная поверхность измельченного карбоната кальция менее 250 м²/кг является недостаточной, так как при этом снижается его химическая активность и скорость химического взаимодействия. Помол карбоната кальция до удельной поверхности свыше 280 м²/кг является экономически необоснованным, так как затраты электрической энергии существенно выше и скорость химической реакции настолько высока, что процесс выделения углекислого газа по времени не совпадает с началом процесса структурообразования.

Исследуемые составы и свойства, полученных из них газогипсов, приведены в таблице:

Компоненты, мас.%:	Удельная поверхность карбоната кальция, м2/кг	Плотность, кг/м3	Коэффициент теплопроводности, *, Вт/м°C
Al2(SO4)3	CaCO3
35,7	64,3	До 250	537,1	0,172
250-280	425,8	0,12
Свыше 280	660	0,232
32,5	67,5	До 250	710	0,257
250-280	560	0,183
Свыше 280	890	0,348
30	70	До 250	933,7	0,372
250-280	810,3	0,308
Свыше 280	1171,6	0,497
* - коэффициент теплопроводности определен расчетным способом

Наиболее значительный эффект поризации гипсовых смесей и, соответственно, снижение плотности и теплопроводности достигается при введении в смесь карбоната кальция, предварительно измельченного до удельной поверхности 250-280 м²/кг. Изменение удельной поверхности карбоната кальция приводит к увеличению плотности и теплопроводности.

Анализ результатов показывает, что при использовании карбоната кальция с удельной поверхностью до 250 м² /кг средняя плотность газогипса увеличивается на 21,13%, при удельной поверхности свыше 280 м²/кг - средняя плотность газогипса увеличивается на 37,1%. При использовании карбоната кальция с удельной поверхностью 250-280 м²/кг коэффициент теплопроводности снижается на 29% по сравнению с теплопроводностью при удельной поверхности карбоната кальция до 250 м² /кг и на 47,41% при удельной поверхности свыше 280 м² /кг. По сравнению с прототипом средняя плотность снизилась на 4,8%, и реакция между сернокислым алюминием и известняком протекает значительно интенсивнее благодаря измельчению карбоната кальция до удельной поверхности 250-280 м²/кг.