Способ получения искусственных каменных материалов
Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления искусственных каменных материалов из кремнеземсодержащих наполнителей, преимущественно из отходов производств, и связующих компонентов. Для повышения прочности и улучшения теплозащитных свойств искусственного камня наполнитель делят на две или более порций, при этом наполнитель основного характера с модулем активности 2-4 смешивают со связующим кислого характера с PH 2-6,5, а наполнитель кислого характера с модулем активности 5-10 смешивают со связующим основного характера с PH 7,5-12, причем в каждую порцию наполнителя вводят различные виды связующего одного характера, а процесс смешивания выделенных порций наполнителя со связующим на завершающей стадии перемешивания общей смеси проводят до получения в жидкой фазе отношения SIO<SB POS="POST">2</SB> к AL<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">3</SB> менее 2. Способ обеспечивает получение искусственного камня плотностью 0,68-0,94 т/м<SP POS="POST">3</SP>, прочность 32,5-38,2 МПа и теплопроводностью 0,06-0,08 ккал/м<SP POS="POST">.</SP>ч<SP POS="POST">.</SP>°С. 3 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
1 22 А1 (19) (11) (51)5 С 04 В 18/04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А BT0PCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ."М®й (ЦУс. - ..
1 6» }, (, g rg
C. г (С»., 1; r:», „ - с 1г
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4429583/23-33 (22) 26,05.88 (46) 15.06,90, Бюл. ¹- 22 (71) Научно-производственное объединение Камень и силикаты" (72) С.А.Меликян, Г.Г.Бабаян и А,A.Ìåëèêÿí (53) 666.972.16 (088.8) (56) Бурлаков Г.С. Технология изделий из легкого бетона, М,: Высшая школа, 1986, с.)72-237.
Авторское свидетельство СССР № 759480, кл. С 04 В 28/22. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИСКУССТВЕННЫХ
КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления искусственных каменных материаJ лов из кремнеземсодержащих наполнителей, преимущественно из отходов производств, и связующих компонентов.
Изобретение относится к строительным материалам и может быть йспользовано при изготовлении облицовочных, конструкционных и легких бетонов.
Цель изобретения — повьш ение прочности и улучшение теплозащитных свойств искусственного камня, Способ получения искусственных каменных материалов из кремнеземсодержащих наполнит елей, преимущественно из отходов производств, и связующих компонентов, включает приготовление смеси наполнителя и связую2
Для повышения прочности и улучшения теплозащитных свойств искусственного камня наполнитель делят на две или более порций, при этом наполнитель ос» . I» новного характера с модулем активности 2-4 смешивают со связующим кислого характера с рН 2"6,5, а наполнитель кислого характера с модулем активности 5-10 смешивают со связующим основного хар акт ера с р Н 7, 5-12, причем в каждую порцию наполнит еяя вводят р азличные виды связующего одного хар актер а а процесс смешивания выделенных порций наполнителя со связующим на завершающей стадии перемешивания общей смеси проводят до получе- ® ния в жидкой фазе отношения Hi0 g к
А1 0> менее 2. Способ обеспечивает получение искусственного камня плот- С ностью 0,68-0,94 т/мЗ, прочностью
32,5-38,2 МПа и теплопроводностью Д
0,06-0,08 ккал/м -ч- С: 2 табл. щего с последующим нагревом, формоваЬ1 нием и твердением, при этом наполнитель делят на две или более порций, наполнитель основного характера с
M = 2-4 смешивают со связующим кисло.
ro характера с рН 2-6 5, а наполнитель кислого характера с М = 5-10 смешивают со связующим основного 3 характера с рН 7,5-12, причем в каждую порцию наполнителя вводят различные виды связующего одного характера, а процесс смешивания выделенных порций наполнителя со связующим на за1571022 вершающей стадии перемешивания общей. смеси проводят до получения в жидкой фазе отношения BiO<, A1 0> менее ?.
Для получения искусственных камен5 ных материалов используют различные виды кремнеземсодержащих отходов производств, химический состав которых п редст авл ен в табл . 1, Характеристика связующих компонен- l ð тов.
Связующее кислого характера: от" ходы кислот — 5-25,-ные растворы сер- ной, плотность 1,2 - 1,8; 5-20 -ные растворы азотной, плотность 1, 1-1,3;
5-20 -ные растворы соляной, плотность 1,1; 5-20 -ные растворы фосфорной, плотность 1,25; гипс порошок
СаЯО4 ?Н О
Связующее основного характера: от- 20 ходы производств, г/л: щелочно-кремнеземистый раствор — $iО 80; Na O
80; раг-вор щелочи - Na<0 100; раствор алюмината — А1 0з 150; Na@0 120; обожженный магнезит порошок МдО;обож- 2g женный доломит порошок СаО MgO; жидкоее стекло, г/л: Si0 1 80; Na <0 100 натриевая соль фосфорной кислоты
Na+O4 100 г/л.
Модуль активности Мо,принимают по с соотношению кремнезема и глинозема в наполнителе, Примеры реализации способа при использовании конкретных наполнителей и связующих основного и кислого харак35 тера представлены в табл,2., Подробно излагаются из этой таблицы примеры 1 и 6, Пример l.
Этап I. Подготовка исходных материалов.
Измельчают металлургический шпак в вибрационной мельнице и берут
2000 r с М „ = 2; приготавливают . 8500 мл 5 -ного раствора азотной кислоты с рН 2,0; берут 400 г гипса
4S с рН; отмеривают 4000 мл воды для приготовления 10 -ной водной суспензии гипса.
Этап II. Порционное смешивание напопнителя и связующего.
В 20-литровый аппарат с мешалкой из нержавеющей .стали подают 8500 мл
5 %-ного раствора азотной кислоты, куда одновременно подают 1000 г тон- 55 кодисперсного металлургического шлао ка и проводят обработку при 100 Г. с перемешиванием в течение 0,5 ч.
Во второй аппарат (аналогичный первому) подают отмеренное количество
4000 мл воды и 400 r гипса, куда подают 1000 r отвешанной навески металлургического шлака. Полученную смесь обрабатывают при перемешивании и нагревании при )00 Г в течение 0,5ч.
Этап III. Соединение полученных смесей наполнителя и связующего, Полученные смеси наполнителя и связующего при интенсивном перемешивании одновременно сливают в третий аппарат из нержавеющей стали и процесс смешения ведут при 80 Г,, при котором бурно протекает взаимодействие между составляющими компонентами двух смесей, благодаря чему в жидкой фазе устанавливается равновесие с отношением кремнезема к глинозему 1,5.Отношение определяется количеством этих соединений в жидкой фазе химическим анализом.
Этап IU. Формование, сушка и обжиг.
Полученную на завершающей стадии суспензию переносят в экструдер,прессуют в формах, высушивают в туннельной печи при 25-200 С и обжигают да-, лее при 600, С.
Пример 6, Этап 1. Подготовка исходных материалов.
Дпя получения высокой степени дисперсности напапнителя шлака электротермофосфатного с М = 10 измельчают в вибрационной мельнице и отвешивают по 1000 r две порции; приготавливают
2000 мл раствора гидрата окиси натрия с концентрацией 100. г/л На О; берут"
500 r магнезитового порошка; отмеривают 3000 мл воды.
Этап II. Порционное смешивание наполнителя и связующих.
В аппарат с мешалкой из нержавеющей стали подают 2000 мл раствора гидрата окиси натрия с концентрацией 100 г/л NagO, куда одновременно подают 1000 г тонкомолотого кислого термофосфорного шлака. Смесь обрабатывают при 90 С в течение 0,5 ч.
Во второй аппарат подают 3000 мл воды и 500 г основного обожженного магнезита с рН 12 и полученную водную суспензию перемешивают с 1000 r шлака при 25 С в течение 0,5 ч .
Этап III. Соединение полученных смесей наполнителя и связующих. Полученные две порции смесей электротермофосфорного шлака и связующих одновременно сливают в третий аппарат.
5 15710
Полученную массу при нагревании до о
100 C и интенсивном перемешивании обрабатывают до соотношения в жидкой фазе отношения кремнезема и глино3 ема 1,9, 5
Этап ТЧ, Формование, сушка и обжиг.
Полученную суспензию отфильтро. вывают, затем твердую массу формуют прессованием, сырые каменные материалы сушат в туннельной печй при температуре 25-200 С и обжигают при . 450 С.
Способ обеспечивает получение искусственного камня плотностью 0,68—
0,94 т/м, прочностью при сжатии
32,5-38,2 МПа и теплопроводностью
0,06-0,08 ккал/м-ч. С.
-Соблюдение поэтапного и последова- 20 тбльного осуществления приемов способа позволяет полноценно использовать реакционноспособность как наполнителя, так и связующего, так как взаимодействие каждого из исходных пар ком- 25 понентов протекает в отдельности, в. результате которого возникают активные гидратированные промежуточные новообразования, Эти новообразования при сливании на завершающей стадии 30 смешения входят во взаимодействие с образованием новых силикатных комплексных продуктов с гелеобразной структурой, С момента их образования и до завершения процесса дегидратации обжигом с образованием каркасных алюмосиликатов скачкообразно повышается механическая прочность искусственного каменного материала.
Завершение комплексообразования свя- 40 зано с падением силикатного модуля в жидкой фазе менее двух, Так,например, если еще в жидкой фазе содержатся ионы растворенного кремнезема
1 в виде — Hi — и Н и их больше,чем 45 (22 ионов алюминия, то это означает,что реакция силикатообразования в системе не завершилась, для чего необходимо продолжить перемешивание массы, Условия сочетания признаков кислого и основного характера наполнителя и связующего необходимы для полноценного активирования йсходных материалов на первой стадии смешения, Количество порций определяется наличием количества связующих.
Так, например, если берут один вид наполнителя кислого или основного характера и имеют в наличии четыре вида связующих, то наполнитель делят на четыре порции и в зависимости от вида связующего меняют количество порций в зависимости от активности того и другого исходного материала. ормулаизобретения
Способ получения искусственных каменных материалов из смеси кремнеземсодержащих наполнителей и связующего путем нагрева ее, формования и отверждения, отличающийся тем, что, с целью повьппения прочности и улучшения теплозащитных свойств искусственного камня, .наполнитель делят на две или более порции, при этом наполнитель основного характера с модулем активности М = 2-4 смешивают со связующим кислого характера с рН 2-6,5 а наполнитель кислого характера с
M = 5-10 смешивают со связующим основного характера с рН 7,5-12,причем в каждую порцию напалнителя вводят различные виды связующего одного характера, после чего сМешивают полученные порции наполнителя со связую- . щим до получения в жидкой фазе отношения SiO< . Al О э менее 2.
1571022
М
И
Р
С ) О л ь
СЧ л
С 1 и О л ь о я
t ь л
1О с
<б и
I !
I O
1 bp
1
1 1
I М 1
1 О
I И 1
1 с4 1
1 g л 4 х I C
ld I 4
1 Р.
fJ I о
1 х(o и L Г .3
1 U с
1 Г-".
CT) 1 с 1 !
СЧ ь
СЧ и
СЧ л б ь л ь л
С") I О 4 (3 СС л в
- а н л О л
С 1 3 л с и л
1 б щ л л
ОО С
СЧ л
C) л
С ) 4 с. l
1 с л л сч ь л
1Г
МР ь л и О (3
51 ф Я!
1 х! Г и!
О OI х х!
Ф
col х о х о
1 — о
Э
А х
Й 5 х
o,é ххо
1 а
0)
E» !» о а а Е! и
ы о, Э 8 Ш
Z os zx! и х х х а х
Х щ
Д.л
d)
4 аах
Р 1 о
И
Aj х
1 и о
Ф х
I ах "х
eVgI
1-о и аcd_#_g а м и ! х о о с 1- х ц
1 х о а g х" о
ld lQ
hag о и
М k(0)
1-о 1С ldO
) 571022
Т а блиц а 2
Вид компонентов смеси и характеристика камня
Пример ы р еализ адни способа
Известный
4
6 5
Характеристика камня
Плотность
Прочность, МПа
Теплопроводность, ккал/м ч С
+
0,92 0>94 0,68 0,85 0,97
35,7 38>2 37,6 37,4 37,3
0,89
32,5
0>68 1»13 (° 5
14 ° 8 21,4 15,6
0,16 0>39 0,38
0>08 О ° 08 0>@7 0>06 0>07 0 08
Редактор Н.Киштулинец, Заказ 1485 Тираж 562 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
Наполнители
Шлак металлургический основной с модулем Мя
3
Шпак термо>1>остатный кислый с модулем М
7,5 !
О
Связующее
Растворы из гидроокиси натрия и магнезита основные с рН
7,5
1О
12
Растворы из азотной кислоты и гипса кислые с р
Составит ель В. Обр аз цов
Техред М,Дидык Корректор Л.Патай
