Способ изготовления строительных изделий

 

Использование: в промышленности строительных материалов и при изготовлении стеновых безобжиговых материалов. Цель изобретения - повышение морозостойкости изделий, жизнеспособности смеси и увеличение коэффициента ее размягчения. Сущность изобретения: способ изготовления строительных изделий включает смещение тонкомолотого нефелинового шлама, заполнителя и жидкости затворения, формование изделий и тепловлажностную обработку при 90-100°С, при этом сначала смешивают тонкомолотый нефелиновый шлам с мелким заполнителем и дополнительно вводят глину, полученную смесь затворяют 12%-ным раствором карбоната натрия в количестве 60% от его общего содержания и подают в вальцы, перемешивают в течение 15-20 мин, вводят остальной раствор карбоната натрия и дополнительно перемешивают до однородного состояния, из полученной формовочной смеси, которая содержит, мас.%: тонкомолотый нефелиновый шлам 27,3-33,8: мелкий заполнитель 16,0-20,0; глину 27,9-35,8; 12%-ный раствор карбоната натрия остальное, формуют изделия, сушат их при 55-65°С до усадки 2,5% и затем подвергают термовлажностной обработке в течение 13 ч, после чего сушат при 120-125°С в течение 4-6 ч. Использование изобретения обеспечивает увеличение морозостойкости в 1,5-2 раза, повышение жизнеспособности смеси в 2,5-3 раза и увеличение коэффициента размягчения на 60-80%. 3 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении стеновых безобжиговых материалов.

Известен способ получения тампонажного раствора, заключающийся в совместном помоле нефелинового шлама (20-50 мас.%) с содой (3%) в шаровой мельнице, при этом возможно добавление в шаровую мельницу кварцевого песка (40-80%) и глины (до 8%). Тампонажный раствор позволяет получить термостойкий цементный камень с регулируемой прочностью в интервале 75-320^oC и давлении до 700 атм, а также с регулируемым удельным весом и сроками схватывания.

Недостатком данного изобретения является низкая прочность получаемого раствора, а также большие удельные энергозатраты, приходящиеся на 1 м³ сырьевой смеси (за счет ее разогрева до 320^oC).

Известен способ изготовления различных строительных изделий. Способ заключается в смешении глины, кварцевого песка, гидроксидов щелочных и щелочноземельных металлов и воды, из полученной смеси формуют изделия, сушат и подвергают гидротермальной обработке при атмосферном давлении и Т = 95-105^oC, а затем уже в сухой атмосфере поднимают температуру до 120^oC, выдерживают и охлаждают.

Недостатком данного способа является относительно невысокая прочность и морозостойкость получаемого материала, а также весьма длительный цикл его изготовления (более 2 сут). Эти недостатки обусловлены неоптимальным сочетанием глинистых и неглинистых ингредиентов смеси в условиях термовлажностной обработки. Способ является наиболее близким к предлагаемому.

Цель изобретения - увеличение морозостойкости изделий, повышение жизнеспособности смеси и увеличение коэффициента ее размягчения.

Цель достигается тем, что в способе изготовления строительных изделий, включающем смешение глины мелкого заполнителя и жидкости затворения, формование изделий, их подсушку и термовлажностную обработку при Т = 90-100^oC, и окончательную сушку при 120-125^oC с последующим охлаждением изделий, в смесь дополнительно вводят тонкомолотый нефелиновый шлам, смешивают его с мелким заполнителем и затем вводят глину, полученную смесь затворяют 12%-ным раствором карбоната натрия в количестве 60% от его общего содержания и подают в вальцы, перемешивают в течение 15-20 мин, вводят остальной раствор карбоната натрия и перемешивают до однородного состояния, из полученной формовочной смеси, которая содержит, мас.%: Тонкомолотый нефелиновый шлам 27,3-33,8 Мелкий заполнитель 16,0-20,0 Глина 27,9-35,8 12% -ный раствор карбоната натрия Остальное, формуют изделия, подсушку их проводят при 55-65^oC до усадки 2,5%, термовлажностную обработку в течение 13 ч, а окончательную сушку в течение 4-6 ч.

В описываемом изобретении использованы нефелиновый шлам ПО "Глинозем" (Ленинградская обл. ), высушенный до остаточной влажности 1,5%, глины урочища "Рамы" (Ленинградская обл.), высушенная до остаточной влажности 1,5%, и глина урочища "Рамы" (Ленинградская обл.) влажностью 10-12%. Карбонат натрия взят в виде химически чистого порошка.

Химический состав ингредиентов представлен в табл.1.

Образцы изготовлены в соответствии с ГОСТ 310.1-4-79. Составы и свойства полученных изделий приведены в табл.2 и 3.

П р и м е р. Образец N 3 имеет следующее соотношение компонентов, мас.% : Тонкомолотый нефелиновый шлам 30,6 Мелкий заполни- тель (песок) 18,0 Глина 31,8 12%-ный раствор карбоната натрия 19,6.

Высушенный до влажности 15% нефелиновый шлам измельчают до тонкости помола, соответствующей удельной поверхности 350 м²/кг. Полученный порошок смешивают с мелким заполнителем (песком) и высушенной до остаточной влажности 10% дробленой глиной (фракции 2-3 мм). После тщательного перемешивания массу затворяют 12%-ным раствором карбоната натрия в количестве 60% от его общего содержания и подают в вальцы. Затем после 20-минутного перемешивания в вальцах в смесь вводят оставшийся раствор карбоната натрия и доводят ее до однородного состояния. Из полученной смеси на прессе пластического формования готовят изделия, которые подвергают трехстадийной термовлажностной обработке. На первой стадии изделия подсушивают при 60^oC до их усадки на 2,5% (при этом остаточная влажность не должна превышать 9%), затем подвергают пропарке в течение 13 ч при 97±2^oC, а на последней стадии изделия сушат в течение 5 ч при 120^oC. Охлаждение изделий проводят в естественных условиях.

Результаты испытаний показали, что предел прочности на сжатие у образца равен 48,2 МПа, марка по морозостойкости равна Г500, жизнеспособность смеси 105 мин, а коэффициент размягчения 0,79.

Анализ результатов других экспериментальных исследований показал (см. табл. 3), что во всем заявленном интервале параметров способа изготовления изделий существенного разброса по их свойствам не наблюдается. В тоже время выход за пределы этих параметров уменьшает жизнеспособность смеси и резко снижает морозостойкость изготовленных строительных материалов.

Таким образом, введение в тонкомолотый нефелиновый шлам (мас.%) 27,3-33,8 минеральных добавок в виде глины (28,9-36,8), мелкого заполнителя (17,0-21,0) и 12%-ного раствора карбоната натрия (остальное), позволяет в 1,5-2 раза увеличить морозостойкость изделий, повысить жизнеспособность смеси в 2,5-3 раза и увеличить коэффициент размягчения на 60-80% (табл.3).

Кроме того, повышение жизнеспособности смеси и увеличение коэффициента размягчения улучшают ее пластические свойства, что благоприятно отражается на качестве изготавливаемых изделий и улучшает технологические параметры процесса.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий смешение глины, мелкого заполнителя и жидкости затворения, формование изделий, их подсушку и тепловлажностную обработку при 90 - 100^oС и окончательную сушку при 120 - 125^oС с последующим охлаждением изделий, отличающийся тем, что, с целью повышения морозостойкости изделий, жизнеспособности смеси и увеличения коэффициента размягчения, в смесь дополнительно вводят тонкомолотый нефелиновый шлам, при этом его сначала смешивают с мелким заполнителем, затем вводят глину, полученную смесь затворяют 12% -ным раствором карбоната натрия в количестве 60% от его общего содержания и подают в вальцы, перемешивают в течение 15 - 20 мин, вводят остальной раствор карбоната натрия и перемешивают до однородного состояния, из полученной формовочной смеси, которая содержит, мас.%: Тонкомолотый нефелиновый шлам 27,3 - 33,8 Мелкий заполнитель 16,0 - 20,0 Глина 27,9 - 35,8
12%-ный раствор карбоната натрия Остальное
формуют изделия, подсушку их проводят при 55 - 65^oС до усадки 2,5%, тепловлажностную обработку - в течение 13 ч, а окончательную сушку - в течение 4 - 6 ч.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что формовочная смесь в качестве мелкого заполнителя содержит компонент из группы: кварцевый песок, нефелиновый шлам, шамотный порошок, бой бракованных изделий.

3. Способ по пп.1 - 2, отличающийся тем, что формовочная смесь содержит мелкий заполнитель фракции 0,314 - 3 мм.

4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что формовочная смесь содержит мелкий заполнитель фракции 0,314 - 3 мм в количестве не менее 95%.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2