Вяжущие материалы

Получение гипса в жидких средах. Получение гипса варкой в жид­ких средах имеет ряд преимуществ перед автоклавной обработкой. Жидкость, как известно, является идеальной средой для протекания химических реакций и перекристаллизации, кроме того, теплопереда­ча в жидкой среде значительно лучше. Если при обработке в автоклаве практически можно изменять только один параметр — давление или температуру, то на процессы образования а-полугидрата в жидкой среде можно влиять, изменяя температурные условия, давление, под­бирая реагенты — активизаторы, их концентрацию и т. д.

Варка в жидких средах позволяет осуществить непрерывный про­цесс, что   невозможно при автоклавировании.

Процесс дегидратации и перекристаллизации порошкообразного материала длится в жидкой среде лишь несколько минут, тогда как в автоклаве для этого необходимо несколько часов.

Основным недостатком варки порошкообразного гипса в жидких средах является то, что конечный продукт представляет собой жидкую массу с температурой 90—100 °С. Если на заводе нельзя сразу же ис­пользовать эту массу для производства конструкций, приходится в тех­нологическую схему включать процесс сушки, что резко удорожает производство. Если варке подвергают щебенку, то необходимы про­цессы ее отмывки от солей и последующей сушки.

Процесс обезвоживания может происходить в растворах солей с температурой кипения 105—115 °С.

По данным Ю. Я. Эйдука и О. Ф. Баумана, скорость обезвоживания зависит от природы как аниона, так и катиона применяемой соли. Из анионов лучшее действие оказывает С1-, из катионов более эффектив­ны катионы щелочных металлов (по сравнению со щелочно-земельными). Однако на практике гипс, полученный в процессе варки в растворе хлорида натрия, характеризуется высоким водогипсовым отношением, кроме того, NaCl плохо отмывается даже при многократной промывке, тогда как   СаС12 отмывается значительно легче.

Исследования А. А. Ульянова, В. А. Тихонова, Е. И. Ведя и 3. С. Литвиновой показали, что наибольшей прочностью обладает гипс, обезвоженный в растворах Са (NO3)2 и Mg (NO3)2 (табл. 10). Однако они предлагают применять для этой цели более дешевый СаС12.

Варка в карналлите (КС1 • MgCl2 • 6Н2О) хотя и дает гипс высокой прочности, но резко сокращает сроки схватывания.

А. В. Волженский, А. В. Ферронская и А. В. Венец предложили усовершенствованный метод получения   а-полугидрата термообработкой порошка в 20 %-м растворе СаС12 при температуре 107—110 °С в присутствии 3—5 % кристаллов-затравок полугидрата (метод МИСИ). При этом длительность процесса сокращается почти втрое и   получа­ются    хорошо    оформленные.

Таблица    10.    Влияние некоторых  добавок       Крупные  кристаллы  полугид-
на прочность гипса              рата. После варки     ос-полу-

гидрат отделяют центрифу­гированием, фильтрацией, промывают и сушат. Процессы фильтрации, промывки и суш­ки совмещаются в одном аппа­рате непрерывного действия. На 1 т гипса для промывки расходуется 0,4—0,45 м3 во­ды. Высушенный гипс вто­рично измельчают.

Предложено     также    не-

1 Температура дегидратации 108—110 °С.              СКОЛЬКО   СПОСОбоВ   ВарКИ  . ПО-

рошкообразного гипса в раст­ворах ПАВ. В частности, Г. Н. Богданович предложила ис­пользовать для этой цели СДБ или мылонафт. Варка производится под давлением при температуре 128—132 °С . Содержание ПАВ состав­ляет 1,2—3 % массы гипсового камня. Процесс варки длится 1—2 ч.

Таблица    11.    Сравнительные технико-экономические показатели варки высокопрочного гипса

Так как количество вводимых добавок невелико, промывка не произ­водится. Наиболее целесообразно полученный шлам полугидрата сра­зу же использовать для изготовления изделий, что исключает необхо­димость его сушки.

Кроме СДБ применяют также и другие поверхностно-активные ве­щества. Наибольшей активностью среди них обладают карбоновые кис­лоты и их производные — сульфоэфиры, алкиларилсульфонаты. Так, институт ВНИИСтройпроект предложил использовать при получении гипсового вяжущего бытовой стиральный порошок «Новость» в количестве 0,3—0,5 %массы гипса или сульфанол НП-1, представляющий собой смесь натриевых солей алкилбензосульфокислот.

Сравнительные технико-экономические показатели получения а-полугидрата в автоклавах и жидких средах  приведены в табл. 11.

Утилизация гипсосодержащих отходов. Метод варки гипса в жид­ких средах особенно эффективен для получения высокопрочного гип­са из фосфогипса, так как получить строительный гипс из фосфогипса дегидратацией в варочных котлах не удается.

При варке в жидких средах из фосфогипса получают высокопроч­ный гипс с пределом прочности на сжатие 30—35 и даже до 60 МПа водопотребностью 30—26   %.

Получение гипсовых вяжущих из фосфогипса целесообразно орга­низовывать в непосредственной близости от химкомбинатов , произво­дящих фосфорные удобрения. В этом случае фосфогипс с влажностью 55 % подают в бункер гипсового цеха. Если содержание водораство­римого Р2О5 в фосфогипсе превышает 0,5 %, его предварительно про­мывают. При меньшем содержании водорастворимых примесей фосфо­гипс сразу подают в репульпатор, где готовится суспензия с соотноше­нием Ж: Т = 1 : 1. Затем суспензию через накопитель и дозатор подают в автоклав, куда направляют также жидкое стекло или малеиновую кислоту, нейтрализованную поташем. Последние выполняют роль регуляторов сроков кристаллизации а-полугидрата. Автоклавную обработку проводят при 0,4—0,7 МПа. После автоклавирования мас­су подают на вакуум-фильтр, где отделяется твердая фаза. Затем а-полугидрат поступает на сушку в сушильный барабан, из него в мель­ницу, а оттуда на склад готовой продукции.