Строительные материалы на основе гипс- и известь содержащих побочных продуктов

Гипсовые вяжущие на основе фосфогипса. При обычной технологии гипсовые вяжущие на основе фосфогипса имеют низкое качество, что объясняется высокой водопотребностью фосфогипса (до 120-130%) и обусловленной большой пористостью образуемого полугидрата. Также отрицательно влияют на строительные свойства фосфогипса и содержащиеся в нем примеси. Это влияние можно несколько снизить домолом и формованием изделий методом виброукладки.

Технология получения высокопрочного гипса предусматривает доведение соотношения в фосфогипсовом шламе жидкой и твердой фаз до единицы, введение в полученную суспензию добавки ПАВ – регулятора кристаллизации полугидрата и гидротермальную обработку усредненной суспензии в автоклаве, где происходят дегидратация фосфогипса и кристаллизация полугидрата кальция α-модификации.

Физико-механические показатели вяжущего, полученного из фосфополугидрата при такой технологии, следующие:

Насыпная плотность, кг/м³ 1190-1270

Водопотребность, % 32-38

Сроки схватывания, мин

начало 8-10

конец 11-14

Прочность, МПа, образцов 40х40х160 мм

при изгибе 3-3,9

при сжатии до30-50

Эффективной областью применения вяжущих из фосфогипса являются сухие смеси, в состав которых входят дополнительно наполнители, пластификаторы, замедлители и другие компоненты. Основной продукцией являются перегородочные плиты и панели, гипсокартонные листы.

На основе фосфогипсовых вяжущих возможно получение декоративных материалов, например искусственного мрамора со средней плотностью 2400-2800 кг/м³ и пределом прочности при сжатии до 120 МПа. Вяжущие для таких материалов получают путем обжига при 800-900^оС сырьевой смеси, состоящей из фосфогипса, кремнефтористых солей и оксида кальция.

Фосфогипс в производстве портландцемента. В цементной промышленности фосфогипс применяют как минерализатор при обжиге клинкера или как добавку для регулирования схватывания цемента вместо природного гипса. Добавка 3-4% фосфогипса в шлам увеличивает коэффициент насыщения клинкера с 0,89-0,9 до 0,94-0,96 без снижения производительности печей. Механизм минерализирующего действия фосфогипса обусловлен каталитическим влиянием SO₃ при температуре ниже 1400^оС , вызывающий снижение вязкости расплава, увеличе6ние его количества и образование промежуточных соединений, связывающих CaO.

Широкое применение фосфогипса как добавки при производстве портландцемента возможно лишь при его подсушке и гранулировании. Влажность гранулированного фосфогипса не должна превышать 10-12%.

Кроме фосфогипса могут успешно применяться и другие побочные гипсосодержащие продукты. К таким относится борогипс, получаемый наряду с борной кислотой при разложении природных бокситов серной кислотой, а также фторгипс и титаногипс – побочные продукты химической промышленности, вырабатывающих фтористо-водородную кислоту и титановые соединения.

Применение карбидной извести и карбонатных отходов. Карбидная известь применяется для получения известково-кремнеземистых вяжущих и автоклавных материалов на их основе. В качестве кремнеземистых компонентов используются полевошпатные пески, горелые шахтные породы, вскрышные породы железорудных месторождений, отвальные доменные шлаки и отходы обогащения руд.

Исследования показали, что наибольшая активность вяжущих на основе карбидной и обычной извести достигается при содержании в них 8% по массе активного оксида кальция и 20% молотого песка (активность карбидной извести составляла 56% по массе, обычной извести-пушенки – 61%). Совместный помол карбидной извести с песком приводит к повышению активности смеси в 2-2,5 раза. Предел прочности при сжатии изделий на карбидной извести после запаривания достигает 25МПа и более.

На содовых, целлюлозно-бумажных, азотно-туковых предприятиях появляется и скапливается в виде отходов значительное количество сырья, содержащего карбонат кальция. В состав отходов (дистиллерные шламы) входят следующие компоненты, %: карбонат кальция – 50-65, гидроксид кальция – 4-10, гипс – 5-10, хлорид кальция – 5-10, примеси глинистых минералов и кварца – 5-10.

Одним из промышленных направлений использования этих ресурсов является получение известково-белитового вяжущего и силикатного кирпича на его основе. Наличие в составе отходов хлорида и сульфата кальция значительно повышает реакционную способность сырьевой смеси, позволяя вести обжиг вяжущего при 950-1000^оС.

Технология производства силикатного кирпича с использованием известково-белитового вяжущего не отличается от общепринятой схемы получения кирпича на основе извести. Кирпич характеризуется марками по прочности 125-200 и морозостойкостью 25 циклов замораживания и оттаивания.

Отходы содового производства используются для получения наполнителя асфальтобетонных смесей, линолеума, поливинилхлоридной плитки и тампонажных материалов.