[LT] Išradimas priklauso statybos pramonės sričiai, būtent statybinėms medžiagoms, tiksliau statybinių medžiagų priedams, būtent kompoziciniams ceolitiniams priedams ir jų gamybos būdams. Išradimo tikslas - sukurti pigesnį kompozicinį ceolitinį priedą, pasižymintį geresnėmis eksploatacinėmis, mechaninėmis savybėmis. Taip pat išradimo tikslas yra sukurti pigesnį kompozicinio ceolitinio priedo gavimo būdą. Kompoziciniame ceolitiniame priede, apimančiame ceolitą ir cementą, ceolitas yra sintetinis, o kompozicinis priedas dar apima aliuminio hidroksidą, esant tokiam komponentų santykiui, masės %: ceolitas - 1 - 30 aliuminio hidroksidas - 0,5 - 5, cementas - likęs kiekis. Kompozicinio ceolitinio priedo gavimo būdu, apimančiu komponentų susmulkinimą specialiame įrenginyje ir jų sumaišymą, ceolitą ir aliuminio hidroksidą susmulkina malūne iki cemento dalelių dydžio ir sumaišo su cemento dalelėmis.
[EN] The present invention relates to building industry, in particular, to building materials and their additives, namely, composite additives comprising ceolite and to the process for preparing the same. The invention aims to provide cheaper composite additive with improved characteristics and to provide cheaper process for preparing the composite additive comprising ceolite. The composite additive comprising synthetic ceolite and cement also contains aluminum hydroxide, the components ratio being as follows, in mass %: ceolite - 1-30, aluminum hydroxide - 0.5-5, cement - the rest amount. Process for preparing the composite additive claimed comprises milling the components to the particle size equal to that of cement particles and mixing them together.
[0001] Išradimas priklauso statybos pramonės sričiai, būtent statybinėms medžiagoms, tiksliau statybinių medžiagų priedams, būtent kompoziciniams ceolitiniams priedams ir jų gavimo būdams.
[0002] Yra žinomas kompozicinis ceolitinis priedas, į kurio sudėti įeina ceolitas, natrio sulfatas, cementas, plastiklis (žiūr. RU patentą Nr. 225376, C04B 22/08, pub. 2004).
[0003] Taip pat yra žinomas kompozicinis ceolitinis priedas, sudarytas iš ceolito, cemento, superplastiklio ir mikrosilikos, esant tokiam komponentų santykiui, masės %: cementas - 80-85; superplastiklis - 2,0-3,5; mikrosilika - 10-12; ceolitas- likęs kiekis (žiūr. RU patentą Nr. 2 298 535, C04B 22/00, pub. 2007).
[0004] Šio žinomo techninio sprendimo trūkumai yra nepakankamai geros eksploatacinės, mechaninės, deformacinės charakteristikos, taip pat ir didelė savikaina, nes nenumatytas pigių gamybos atliekų panaudojimas.
[0005] Yra žinomas kompozicinio ceolitinio priedo gavimo būdas, susidedantis iš ceolito ir plastiklio susmulkinimo iki savitojo paviršiaus 3500 cm2/g ir jo visų komponentų: ceolito, natrio sulfato ir plastiklio smulkinimo (žiūr. RU patentą Nr. 225376, C04B 22/08, pub. 2004).
[0006] Taip pat yra žinomas kompozicinio ceolitinio priedo gavimo būdas, susidedantis iš komponentų: ceolito, cemento, superplastiklio ir mikrosilikos susmulkinimo greitaeigiame malūne, kurio sukimosi greitis 3000-6000 apsisukimų per minutę ir jų sumaišymo, o taip pat papildomo 10-15 minučių visų komponentų maišymo ciklinio veikimo maišiklyje prieš susmulkinimą (žiūr. RU patentą Nr. 2298 535, C04B 22/00, pub. 2007).
[0007] Šio žinomo techninio sprendimo trūkumai yra brangumas, nes turi būti naudojamas brangi aparatūra - greitaeigis malūnas ir ciklinio veikimo maišiklis, kadangi pagal ši techninį sprendimą kompozicinio priedo gavimui būtinas ne tik dalelių smulkinimas, bet ir mechanocheminis poveikis (paminėtame greitaeigiame malūne sumaltuose mišiniuose atsiranda kristalizacijos centrai ir prasideda cheminiai pokyčiai bei virsmai). Šiuo techniniu sprendimu nenumatyta kompozicinį ceolitinį priedą gaminti iš pigių gamybos atliekų.
[0008] Išradimo tikslas yra pagerinti eksploatacines, mechanines, deformacines charakteristikas ir pasiūlyti ekonomiškesnį kompozicinį ceolitinį priedą.
[0009] Taip pat išradimo tikslas yra sukurti pigesnį kompozicinio ceolitinio priedo gavimo būdą.
[0010] Šis tikslas pasiekiamas tuo, kad kompoziciniame ceolitiniame priede, apimančiame ceolitą ir cementą, ceolitas yra sintetinis, o kompozicinis priedas dar apima aliuminio hidroksidą, esant tokiam komponentų santykiui, masės %:
[0011] ceolitas - 1 - 30
[0012] aliuminio hidroksidas - 0,5-5
[0013] cementas - likęs kiekis,
[0014] Be to sintetinis ceolitas yra žematemperatūris ceolitas, turintis natrio ir kalcio katijonų. O taip pat žematemperatūris ceolitas yra Na-A ceolito ir kalciu pakeistojo ceolito mišinys, kur kalciu pakeistojo ceolito kiekis mišinyje yra nuo 1 iki 50 %.
[0015] Tikslas pasiekiamas tuo, kad kompozicinio ceolitinio priedo gavimo būde, apimančiame komponentų susmulkinimą specialiame įrenginyje ir jų sumaišymą, ceolitą ir aliuminio hidroksidą susmulkina malūne iki cemento dalelių dydžio, ir sumaišo su cemento dalelėmis.
[0016] Be to prieš ceolito ir aliuminio hidroksido susmulkinimą malūne iki cemento dalelių dydžio ir sumaišymo su cemento dalelėmis, atlieka ceolito sintezę iš aliuminio fluorido gamybos atliekos, natrio ir aliuminio hidroksidų, kur minėtas sausas medžiagas sumaišo iki vienalytės masės, vėliau užpila vandeniu ir maišo iki vienalytės suspensijos, po to laiko 1-3 valandas 95-105ºC temperatūroje.
[0017] Taip pat tuo, kad sintezės reakcijos produktus dar filtruoja per Biuchnerio piltuvą, po to išplauna perteklinį natrio hidroksido kiekį vandeniu, gautus produktus išdžiovina 60-100°C temperatūroje per 24 valandas, susmulkina ir persijoja per 0,315-0,5 mm sietą.
[0018] Taip pat tikslas pasiekiamas ir tuo, kad išdžiovintus ir persijotus sintezės produktus modifikuoja tirpios kalcio druskos tirpalu, jį maišydami su minėtais produktais 40-80ºC temperatūroje 5-15 minučių.
[0019] Optimalūs komponentų, įeinančių į kompozicinio ceolitinio priedo sudėtį, kiekiai, nustatyti atliekant eksperimentus.
[0020] Išradime pateikiamas kompozicinis ceolitinis priedas yra iliustruojamas pavyzdžiais.
[0021] 1 kompozicinio ceolitinio priedo pavyzdys. Priedo sudėtis masės % tokia: sintetinis žematemperatūris ceolitas - 4,7% (buvo naudotas Na-A ceolito ir kalciu įterpto ceolito mišinys iš aliuminio fluorido gamybos atliekos, kur pastarojo kiekis mišinyje yra 45 procentai), aliuminio hidroksidas - 0,6, cementas (portlandcementis) - likęs kiekis.
[0022] 2 kompozicinio ceolitinio priedo pavyzdys. Priedo sudėtis masės % tokia: sintetinis žematemperatūris ceolitas- 9,3 (buvo naudotas Na-A ceolito ir kalciu įterpto ceolito mišinys iš aliuminio fluorido gamybos atliekos, kur pastarojo kiekis mišinyje yra 50 procentų), aliuminio hidroksidas - 1,1, cementas (portlandcementis) - likęs kiekis.
[0023] 3 kompozicinio ceolitinio priedo pavyzdys. Priedo sudėtis masės % tokia: sintetinis žematemperatūris ceolitas - 14 %, (buvo naudotas Na-A ceolito ir kalciu įterpto ceolito mišinys iš aliuminio fluorido gamybos atliekos, kur pastarojo kiekis mišinyje yra 40 procentų), aliuminio hidroksidas - 1,7, cementas -likęs kiekis.
[0024] 4 kompozicinio ceolitinio priedo pavyzdys. Priedo sudėtis masės % tokia: sintetinis žematemperatūris ceolitas) - 18,6 % (buvo naudotas Na-A ceolito ir kalciu įterpto ceolito mišinys iš aliuminio fluorido gamybos atliekos, kur pastarojo kiekis mišinyje yra 45 procentai), aliuminio hidroksidas - 2,1, cementas - likęs kiekis.
[0025] Paminėti kompozicinio ceolitinio priedo pavyzdžiai išbandyti užpylus reikiamą kiekį vandens ir suformavus cementinės tešlos bandinius 2x2x2 cm, kur vandens ir cemento santykis visų minėtų pavyzdžių bandiniuose yra pastovus 0,55.
[0026] Kompozicinio ceolitinio priedo, o taip pat cementinio akmens su šiuo ceolitiniu priedu mechaniniai rodikliai pateikti 1 lentelėje.
[0027] 1 lentelė
[0028] Gniuždymo stiprio bandymai atlikti pagal LST EN 196-2 standarto reikalavimus, o Ca (OH)2 kiekio bandymai - pagal termogravimetrinę analizę.
[0029] Pareikštas kompozicinis ceolitinis priedas pasižymi nedidele savikaina, geromis mechaninėmis, eksploatacinėmis savybėmis.
[0030] Pareikštas kompozicinis ceolitinis priedas gali įeiti į cementinio akmens sudėtį žymiai sumažindamas Ca(OH)2 kiekį cementiniame akmenyje po 3 parų kietėjimo normaliomis sąlygomis o taip pat ir po 28 parų kietėjimo normaliomis sąlygomis. Tada sumažėja korozijos tikimybė, padidėja cementinio akmens tankumas ir sumažėja poringumas, dėl to mažėja vandens pralaidumas. Didėjant tankiui, didėja ir cementinio akmens stipris.
[0031] Be to, pareikštas kompozicinis ceolitinis priedas gali įeiti į betono, skiedinių sudėtį pagerindamas jų eksploatacines, mechanines charakteristikas.
[0032] Išradime pateikiamas kompozicinio ceolitinio priedo gavimo būdas yra iliustruojamas pavyzdžiais.
[0033] 1 pavyzdys
[0034] Kompleksiniam ceolitiniam priedui gauti naudota aliuminio fluorido (AIF3) gamybos atlieka, susidedanti iš dalelių (apie 20,5 m2/g savitojo paviršiaus), o taip pat natrio hidroksidas NaOH ir aliuminio hidroksidas AI(OH)3.
[0035] Aliuminio fluorido AIF3 gamybos atliekoje Si02 yra 51,28 %; Al2O3 - 2,67 %.
[0036] Ceolito pradinių medžiagų Na20 : Al2O3 : Si02 : H20 molinis santykis lygus 2: 1 : 2 : 10. Imama AlF3 gamybos atliekos 234 g, aliuminio hidroksido -126 g ir pridedama natrio hidroksido 160g. Pradinės sausos medžiagos kruopščiai sumaišytos iki vienalytės masės. Po to užpilamas reikiamas, t. y 180 g, kiekis vandens ir maišoma iki vienalytės skystos suspensijos. Sintezė atliekama nemaišomose suspensijose 2 valandas 95ºC temperatūroje.
[0037] Po dviejų sintezės valandų atvėsę reakcijos produktai filtruojami per Biuchnerio piltuvą. Perteklinis natrio hidroksido kiekis išplaunamas vandeniu. Gauti sintezės produktai išdžiovinami 80ºC temperatūroje per 24 valandas ir persijojami per 0,315 mm smulkumo sietą.
[0038] Nustatyta, kad susintetintame ceolite yra: Si02 = 28.6 %; Al2O3 = 37,9 %; Na20 = 14.1 %.
[0039] Išdžiovintus ir persijotus sintezės produktus modifikuoja tirpios kalcio druskos - kalcio chlorido (CaC2) tirpalu, jį maišydami su minėtais produktais 80ºC temperatūroje 5 minutes.
[0040] Modifikuoto sintetinio ceolito sudėtis: Si02 = 29,3 %, Al2O3 = 36,5 %; Na20 = 7,3 %; CaO = 7,5 % ir jis yra sudarytas iš Na-A ceolito (Na96Al96Si96O384 · 2164H20) ir kalciu įterpto ceolito (Ca, Na) · Al2Si2,5O9 · 6,4H20 mišinio.
[0041] Po to minėtą sintetini ceolitą ir aliuminio hidroksidą susmulkina rutuliniame malūne iki cemento (portlandcemenčio) dalelių dydžio, ir sumaišo su portlandcemenčio dalelėmis.
[0042] Kompozicinio ceolitinio priedo gavimui imta masės %: sintetinio ceolito - 4,4, aliuminio hidroksido - 0,6, portlandcemenčio - 95.
[0043] 2 pavyzdys analogiškas 1 pavyzdžiui, tačiau kompozicinio ceolitinio priedo gavimui imami kiti sintetinio ceolito, aliuminio hidroksido, ir portlandcemenčio kiekiai masės %: sintetinio ceolito imta 11, aliuminio hidroksido - 4, portlandcemenčio - 85.
1. Kompozicinis ceolitinis priedas, apimantis ceolitą ir cementą, b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad ceolitas yra sintetinis, o kompozicinis priedas dar apima aliuminio hidroksidą, esant tokiam komponentų santykiui, masės %:
ceolitas - 1 - 30
aliuminio hidroksidas - 0,5 - 5
cementas - likęs kiekis
2. Kompozicinis ceolitinis priedas pagal 1 punktą b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad sintetinis ceolitas yra žematemperatūris ceolitas, turintis natrio ir kalcio katijonų.
3. Kompozicinis ceolitinis priedas pagal 2 punktą b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad žematemperatūris ceolitas yra Na-A ceolito ir kalciu pakeistojo ceolito mišinys, kur kalciu pakeistojo ceolito kiekis mišinyje yra nuo 1 iki 50 %.
4. Kompozicinio ceolitinio priedo pagal 1-3 punktus gavimo būdas, apimantis komponentų susmulkinimą specialiame įrenginyje ir jų sumaišymą b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad ceolitą ir aliuminio hidroksidą susmulkina malūne iki cemento dalelių dydžio ir sumaišo su cemento dalelėmis.
5. Kompozicinio ceolitinio priedo gavimo būdas pagal 4 punktą b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad prieš ceolito ir aliuminio hidroksido susmulkinimą malūne iki cemento dalelių dydžio ir sumaišymo su cemento dalelėmis, atlieka ceolito sintezę iš aliuminio fluorido gamybos atliekos, natrio ir aliuminio hidroksidų, kur minėtas sausas medžiagas sumaišo iki vienalytės masės, vėliau užpila vandeniu ir maišo iki vienalytės suspensijos, po to laiko 1 - 3 valandas 95 - 105ºC temperatūroje.
6. Kompozicinio ceolitinio priedo gavimo būdas pagal 5 punktą b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad sintezės reakcijos produktus dar filtruoja per Biuchnerio piltuvą, po to išplauna perteklinį natrio hidroksido kieki vandeniu, gautus produktus išdžiovina 60-100ºC temperatūroje per 24 valandas, susmulkina ir persijoja per 0,315-0,5 mm sietą.
7. Kompozicinio ceolitinio priedo gavimo būdas pagal 6 punktą b e s i s k i r i a n t i s tuo, kad išdžiovintus ir persijotus sintezės produktus modifikuoja tirpios kalcio druskos tirpalu, ji maišydami su minėtais produktais 40-80ºC temperatūroje 5 - 15 minučių.