Способ изготовления крупнопористых изделий

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1111 002267 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 23.11.81 (21) 3362082/29-33 с присоединением заявки Ля (23) П рнорнтет

Опубликовано 07. 03. 83. Бюллетень Ю 9

Дата опубликования описания 07 . 03. 83 (5! )М. Кл.

С 04 В 19/04

Гееударстеелкый камктет (5З) УДК 666.974. .2 (088.8) Ilo делам кэобретеккй и етхрытмй

К

М

Т.Г.Гуданович, M.È. Зейфман, А, П. Меркин и В. К. Синяков а

Московский ордена Трудового Красного Знаме1ни

1 инженерно-строительный институт им. В.В.Куйс1ышева и Московский гидромелиоративный институт (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРУПНОПОРИСТЫХ

ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к способу строительных материалов.

Известен способ изготовления крупнопористых изделий, например дренажных труб, из керамзита, жидкого стекла и тонкомолотого керамзита путем приготовления сырьевой смеси, формования, сушки и обжига изделий1 1).

Недостаток известного способа заключается в сравнительно низкой прочности изделий и необходимости длительного и энергоемкого процесса сушки.

По технической сущности и достигаемому результату наиболее близок к изобретению способ изготовления крупнопористых керамических иэделий заключающийся в приготовлении сырьевой смеси иэ пористого заполнителя, жидкого стекла и добавки карбонатных пород, формовании иэделий, сушке их и обжиге 1 2 ).

Недостатком известного способа являются сравнительно низкие прочность, водостойкость и коррозионная стойкость.

Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости и прочности крупнопористых изделий.

Поставлен«ая цель достигается тем, что по способу изготовления крупнопористых изделий, включающему перемешивание в смесителе пористо- . го заполнителя, жидкого стекла, и о карбонатных пород, формование изделий и обжиг, предварительно в смеситель загружают пористый заполнитель и 40-60 всей массы жидкого стекла с последующим введением карбонатных

15 пород и оставшейся части жидкого стекла, а после формования иэделия подвергают продувке углекислым газом при давлении 1-4 атм в течение 1560 сек.

Влажность в смесителе поддерживают 70-901, а концентрацию углекислого газа 0,5-1".:. В качестве пористого заполнителя используют керамзит, з l0 аргилит и другие известные заполнители.

В качестве карбонатных пород в сырьевую а смесь вводят доломиты, известняки в виде порошка с удельной поверхностью 2,5"3,5 тыс.см /г. Тон" кодисперсная часть карбонатных пород (размер частиц менее 50 мк), переходя в бикарбонат, дает водорастворимое соединение с образованием ионов кальция. Последние, взаимодействуя с жидким стеклом, дают прочные водостойкие соединения силикатов кальция, обеспечивающих получение некоторого коли,чества водостойких цементирующих новообразований. Грубодисперсная часть карбонатных пород (размер частиц более 50 мк выполняет роль микронаполнителя жидкого стекла, структурируя систему и обеспечивая необходимые реологические свойства.

Известно, что повысить прочность и стойкость изделий на жидком стекле можно путем обработки углекислым газом. Однако жидкое стекло плохо удерживается на поверхности частиц карбонатных пород и поэтому при традиционных методах обработки углекислым газом уже отформованных изделий на обнаженные участки аодонерастворимых частиц карбоната действует углекислый газ с образованием водорастворимого бикарбоната. В результате адгезия на границе;грубодисперсная фракция карбонатных пород " жидкое стекло, резко уменьшается, и структурирующая роль снижается. При этом вяжущие свойства композиции и прочностные показатели изделий ухудшаются.

Предложенная двухступенчатая система обработки углекислым газом позволяет значительно повысить как прочность, так и стойкость изделий.

Двухстадийная обработка СО компонентов смеси, увеличивая объем твер дой фазы карбонатных новообразований вокруг заполнителя, приводит к дополнительному уплотнению связки, повышая тем самым коррозионную стойкость бетона °

В результате даухстадийной обра" ботки формуются устойчивые новообразования, не разлагающиеся в хлоридносульфитных водах с рН 8. При одностадийной обработке в новообраэованиях содержится много кремнегеля, который характеризуется в щелочной среде пониженной стойкость. При двухстадийной обработке вместо кремнегеля фор02267 4 мируются новообразования а виде вто ричного кальцита и кальциевых силикатоа. Эти карбонатные и силикатные соединения кальция дают достаточно

5 стабильную и долговечную фазу, которая служит основой высокой прочности и коррозионной стойкости крупнопористого бетона в хлоридно-сульфатных слабощелочных средах в течение длительного периода эксплуатации.

При смещении пористого заполнителя с 40-60 жидкого стекла в среде с влажностью 70-90< и концентрацией углекислого газа 0,5-1,0i происходит обволакивание заполнителя жидким стеклом и частичная коагуляция последнего. Предлагаемые влажность и концентрация СО в смесителе обеспечивают связывание щелочи в гидрокарбона2О ты, частичное отаерждение жидкого стекла с достаточно прочным закреплением последнего на поверхности заполнителя в виде равномерной пленки.

Двухстадийное перемешивание обеспечивают более глубокий гидролиз жидкого стекла, так как в процессе перемешиаания непрерывно обнажаются новые поверхности, на которых идет процесс взаимодействия углекислого газа с продуктами гидролиза. Затем в смеситель вводят молотую добавку карбонатных пород и оставшиеся 40603 жидкого стекла. Такое селективное введение микронаполнителя и оставшейся части жидкого стекла позволяет рав. у номерно распределить микронаполнитель на подготовленной поверхности заполнителя и обеспечить последующее равномерное распределение вводимого жидкого стекла при минимальном его

4а расходе. Последовательность введения компонентов связки позволяет достичь удовлетворительной формуемости смеси в вертикальных станках ЦНИИ МПС и других агрегатах для формования крупнопористых фильтрующих изделий при равномерном распределении связующего на поверхности заполнителя. Продувку отформованных иэделий углекислым газом осуществляют при давлении

56

1-4 атм в течение 15-60 сек. Повышение давления свыше 4 атм нецелесообразно из технико-экономических соображений, а давление меньше t атм, не позволяет провести продувку. При давлении 1-4-атм полная карбонизация дос тигается за 15-60 сек.

Известным и предлагаемым способами готовят образцы крупнопоривтых изделий и испытывают согласно стандарт19

Показатели

1 2 3 4

Параметры

1. Приготовление смеси

80

Влажность среды,4

Концентрация СО

Ъ 0,5

1,0

0,7

Количество жидкого стекла, наносимого на заполнитель, вес,4:

40

Количество жидкого стекла вводимого после карбонатной добавки, вес.ь

40.

50

2 ° Сушка отформованных образцов

Температура, С

Продолжительность, ч

180

3. Продувка СО

Давление, атм

Продолжительность; сек

20

5. Показатели свойств материала 3

Объемная масса, кг/м

990 1000 990

995

3 1002267 d ным методикам. Все образцы готовят из ры в течение 2 ч и изотермической высмеси, содержащей компоненты при сле- держкой в течение 1 ч (пример 1) . дующем соотношении, вес.4: Пример 2. Согласно предлагаемому способу образцы готовят путем

Пористый заполнитель

5 введения в смеситель заполнителя (ар(аргиллит фракции гиллита), 40-60 всей дозировки жидко

0-5 мм) 70 ro стекла с обеспечением в смесителе

Добавка карбонатной влажности 70-904 и концентрации углепороды доломит кислого газа 0,5-1 ОФ последующим ввеЖидкое стекло нат- 1в дением карбонатной добавки и оставшейриевое с модулем 2,8 11, ся дозы жидкого стекла. Затем ф.зрмуат образцы, подвергают продувке углекисПример 1. Согласйо известному лым газом при давлении 1-4 атм в теспособу образцы готовят путем переме- чение 15-60 сек и обжигу в том же решивания компонентов, формования, суш", жиме, что и образцы по примеру 1 ки и и 150 - 200 С р 5 - 0 С и в течение 2 ч и Режимы и результаты испытаний при,обжига при 450 С с подъемом температу- ведены в таблице.

1002267

Продолжение таблицы

Показатели г (Параметры

Предел прочности при сжатии, МПа

14,2 13,5

5 8

12,6

6,2

Ф

Коррозионная стойкость, Ф 25

П. р и м е ч а н и е: коррозионную стойкость определяют по потере прочности образцов после двухчасового кипячения в агрессивной минерализованной среде, соот ветст вующей по составу наиболее агрессивным природным хлоридносульфатным водам с рН более 8, характерным для оайонов Средней Азии.

Заказ l71Â/8 Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, N-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал llRll "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Степень минералиэации более 60 г/л. риала заключается в повышенной прочХимический состав минералиэованной ности и коррозионной стойкости, а воды, г/л: Са (НСО ) - 0,014, CaF04 - следовательно, в большей долговечнос— 2,37, МдВО. - 13,29, Ма "О - 1,86, ти.

МаС! - 43,34., 25

Как видно из таблицы, двухстадийная обработка углекислым газом поэво" формула изобретения ляет повысить прочность более чем в 2 раза и значительно повысить (на Способ изготовления крупнопорис17-201) стойкость изделий в агрессив- зр тых изделий, включающий перемешиваных водах. ние в смесителе пористого эаполнитеИзделия, изготавливаемые предла- ля, жидкого стекла и карбонатных погаемым способом, могут быть исполь- род, формование изделий и обжиг, о тзованы благодаря своим высоким пока- л и ч а ю шийся тем, что с целью зателям коррозионной стойкости и проч. повышения коррозионной стойкости и ности в качестве фильтрующего мате- прочности, предварительно в смесириала в агрессивных средах. тель загружают пористый заполнитель

Экономическая эффективность ис- и 40-603 всей массы жидкого стекла с пользования предложенного способа обу последующим введением карбонатных пословлена как повышением эксплуатацион- род и оставшейся части жидкого стекю ных характеристик, так и снижением ла, а после формования изделия подэнергоемкости и повышением производи- вергают продувке углекислым газом при тельности за счет исключения операции давлении 1-4 атм в течение 15-60 с. сушки.

Изделия, изготавливаемые предла- Источники информации, 45 гаемым способом, Могут заменить ши- принятые во внимание при экспертизе рокс применяемые в настоящее время 1. Авторское свидетельство СССР фильтрующие материалы на цементном в 233514, кл. С 04 В 19/04, 1967 ° вяжущем и материалы иэ полимербето- 2. Авторское свидетельство СССР на. Преимущество предлагаемого мате- 11 442178, кл. С 04 В 43/00,(прототип)

Составитель О.Моторина

Редактор Л.утехина Техред Т.файта Корректор 10.Макаренко