Способ изготовления строительных изделий

 

Область применения. Производство строительных теплоизоляционных изделий, а именно безобжиговых, безавтоклавных строительных материалов. Сущность изобретения: способ изготовления строительных изделий включает мокрое измельчение кремнеземсодержащего компонента доя фракционного состава, мас.%: 5-20 мкм 20-40, 20-50 мкм 12-30, 50-100 мкм 1-25, 0,1-5 мкм остальное, перемешивание фракций между собой с последующим смешением с заполнителем - пенополистиролом, предварительно измельченным до фракционного состава, мас.%: 3-5 мм не более 50, 0-3 мм остальное, формование, тепловую обработку изделий при температуре 80-120^oС и выдержку в подогретом до температуры не более 60^oС щелочном растворе. Получаемые изделия имеют объемную массу 0,8 кг/см³, теплопроводность 0,26 Вт/мк. 1 табл.

Изобретение относится к производствау строительных теплоизоляционных материалов.

Известен способ изготовления строительных изделий, включающий мокрое измельчение кремнеземсодержащего компонента, перемешивание с последующим смешиванием с заполнителем, формование и автоклавную обработку [1] Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления строительных изделий, содержащий мокрое измельчение кремнеземсодержащих компонентов до фракционного состава, мас. 5-20 мкм 20-40; 20-50 мкм 12-30; 50-100 мкм 1-25; 0,1-5 остальное, перемешивание с последующим смешиванием с заполнителем, формование, тепловую обработку, автоклавную обработку. Измельчение в известном способе осуществляют при влажности 15-30% и температуре 40-80^oС. Перед автоклавной обработкой изделий их выдерживают в щелочном растворе с рН 10-11,8 в течение 1-30 ч. При формовании осуществляют удаление избыточной воды [2] Недостатками известного способа получения строительных теплоизоляционных материалов являются высокая объемная масса и высокая теплопроводность. Кроме того, способ требует повышенного расхода электроэнергии.

Целью изобретения является получение безобжиговых, безавтоклавных строительных материалов на основе кремнеземистого сырья, обладающих пониженной объемной массой и теплопроводностью.

Цель достигается тем, что в способе изготовления строительных изделий, включающем мокрое измельчение кремнеземсодержащего компонента до фракционного состава, мас. 5-20 мкм 20-40, 20-50 мкм 12-30, 50-100 мкм 1-25, 1-5 мкм остальное, перемешивание фракций между собой и последующее смешение с заполнителем, формование, тепловую обработку и выдержку изделий в щелочном растворе, в качестве заполнителя используют пенополистирол в соотношении кремнеземистый компонент заполнитель 1:4 по объему, причем пенополистирол измельчают до фракционного состава, мас. 3-5 мм не более 50, 0-3 мм остальное, тепловую обработку изделий осуществляют при температуре 80-120^oС и выдерживают их в подогретом до температуры не более 60^oC в щелочном растворе.

Размер зерен пенополистирола обусловлен тем, что при их величине, превышающей 5 мм, нарушаются физико-механические свойства материала, что ведет к неоднородности смеси и ухудшению качества материала. Более мелкий помол пенополистирола на качество материала не влияет, однако, при этом требуется большой расход КВС, увеличивается масса, что является нетехнологичным и, в конечном итоге, отрицательно сказывается на качестве изделия. Пенополистирол при этом может быть использован в виде гранул или измельченных отходов производства, упаковочной тары и т. п. Измельчение кремнеземистого сырья осуществляют при влажности 15-30% и температуре 40-90^oС. Формование производят методом вибрации в металлических формах при амплитуде 0,5-2 мм и частоте 50 Гц; удельное давление пригруза составляет 0,05-0,12 кг/см². После формования изделие подвергают тепловой обработке воздухом при температуре 80-120^oC для удаления влаги. Затем изделие выдерживают в подогретом до температуры не более 60^oС щелочном растворе с рН 10-14 в течение 1-3 ч. При использовании щелочного раствора в подогретом состоянии процесс упрочнения ускоряется. При этом температура раствора не должна превышать 60^oС, т.к. при подогревании раствора более, чем 60^oC, значительно увеличивается расход электроэнергии, и, кроме того, происходят изменения свойств самого упрочняющего раствора. После этого изделие вновь подвергают тепловой обработке горячим воздухом в течение 3-24 ч.

В качестве кремнеземистого сырья могут быть использованы природные и искусственные кварцевые пески, отходы обогащения каолина, бой керамического кирпича, бой алюмосиликатных огнеупоров и другие материалы, содержащие не менее 60% SiO₂.

Пониженная объемная масса материала и улучшенные теплоизоляционные свойства обуславливаются его высокой пористостью.

Пример 1.

В качестве исходного сырья используют отходы обогащения каолина, содержащие 95,5% SiO₂. Мокрый помол сырья производят в шаровой мельнице емкостью 200 л уралитовыми мелющими телами при влажности 15% температуре до 70^oC в течение 16 ч до следующего зернового состава, мас. 0,1-5 мкм 32, 5-20 мкм 36,5, 20-50 мкм 27,5, 50-200 мкм 4. Полученную суспензию подвергают механическому перемешиванию в течение 6 ч, дозируют, смешивают с заполнителем вспученным пенополистиролом фракции 0-2 мм в соотношении вяжущее - заполнитель, равном 1:4 по объему. При уменьшении доли заполнителя возрастают объемная масса и ухудшается формуемость массы. При увеличении доли заполнителя уменьшается прочность полуфабриката и ухудшается формуемость массы. После смешивания с заполнителем из полученной массы формуют образцы, затем сушат их в течение 6 ч при температуре 110^oС и выдерживают в течение 1 ч в щелочном растворе, подогретом до 40^oС. Затем следует повторная сушка, как и в известном способе.

Пример 2.

В качестве исходного сырья применяют кварцевый песок, содержащий 94,5% SiO₂, другие примеси остальное. Заполнитель отходы упаковочной тары из пенополистирола, измельченные до частиц размером не более 5 мм. Помол песка ведется в шаровой мельнице с резиновой футеровкой при влажности 15% и температуре до 90^oC до следующего зернового состава, мас. 0,1-5 мкм 40, 5-20 мкм 35, 25-50 мкм 15,0, 50-100 мкм 10. После 6 ч механического перемешивания суспензию смешивают с заполнителем в соотношении 1:4 по объему и формуют изделия. Отформованные изделия сушат в среде горячего воздуха, выдерживают в щелочном растворе, подогретом до 60^oС, повторно сушат по известному способу.

Результаты приведены в таблице.

Формула изобретения

Способ изготовления строительных изделий, включающий мокрое измельчение кремнеземсодержащего компонента до фракционного состава, 5 20 мкм 20 - 40, 20 50 мкм 12 30, 50 100 мкм 1 25, 0,1 5 мкм остальное, перемешивание фракций между собой с последующим смешением с заполнителем, формование, тепловую обработку и выдержку изделий в щелочном растворе, отличающийся тем, что в качестве заполнителя используют пенополистирол в соотношении кремнеземсодержащий компонент: заполнитель 1:4 по объему, причем пенополистирол измельчают до фракционного состава, 3 5 мм не более 50, 0 3 мм остальное, тепловую обработку изделий осуществляют при 80 120^oС и выдерживают их в подогретом до температуры не более 60^oС щелочном растворе.

РИСУНКИ

Рисунок 1