Сырьевая смесь и способ получения безобжигового легкого заполнителя

 

Сырьевая смесь и способ относятся к производству строительных материалов, в частности к композициям на основе жидкого стекла, и могут быть использованы в производстве безобжигового легкого заполнителя. Сырьевая смесь и способ получения безобжигового легкого заполнителя предусматривают, что в качестве вяжущего вещества используют жидкое стекло, полученное в результате гидротермальной обработки суспензии микрокремнезема - отхода производства кристаллического кремния - с каустической содой при температуре 80 - 90^oС и атмосферном давлении, и дополнительно в качестве порообразующей добавки - отсев кристаллического кремния. Из смеси зола-унос ТЭЦ, вышеназванного жидкого стекла и отсева кристаллического кремния формуют гранулы и производят их термообработку при 120 - 150^oC в течение 1 ч, при предварительном подогреве до 50 - 60^oC вяжущего и порообразующей добавки и следующем соотношении компонентов, мас. %: зола-унос ТЭЦ 25,7 - 27,6, указанное жидкое стекло 64,5 - 68,9, отсев кристаллического кремния 3,5 - 9,8. Техническим результатом является снижение насыпной плотности, водопоглощения, повышение прочности при сжатии гранул, а также упрощение технологического процесса изготовления заполнителя. 2 с.п.ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к композиции на основе жидкого стекла, и может быть использовано в производстве безобжигового легкого заполнителя.

Известна сырьевая смесь для получения безобжигового заполнителя, включающая жидкое стекло, золу ТЭС, шламовые отходы асбесто-цементного производства и пыль электрофильтров цементного производства /1/.

Наиболее близким аналогом к предлагаемой сырьевой смеси и способу получения безобжигового легкого заполнителя является смесь для безобжигового зольного гравия /2/, включающая золу-унос, вяжущее вещество и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: зола-унос - 41,7 - 50,0 портландцемент - 8,3 - 10,0 вода - 40,0 - 50,0 и способ получения безобжигового зольного гравия, который осуществляют в следующей последовательности: приготавливают сырьевую смесью, которую затем подвергают помолу, равномерному увлажнению, грануляции в тарельчатых или барабанных грануляторах, термической обработке (подогрев с частичной подсушкой сырцовых гранул) и термовлажностной обработке.

Известно также, что с целью повышения прочности гравия, снижения стоимости и сокращения длительности изготовления золу с водой в соотношении 1 : (0,8 - 1,2) нагревают до 70 - 95^oC, а перемешивание осуществляют в течение 5 - 10 минут /3/.

Недостатком известной сырьевой смеси является высокая насыпная плотность безобжигового зольного гравия, повышенное водопоглощение, недостаточно высокая прочность гранул при сжатии, а также сложность и длительность процесса изготовления.

Задачей изобретения является снижение насыпной плотности, водопоглощения, повышение прочности при сжатии гранул, а также упрощение технологического процесса изготовления безобжигового легкого заполнителя.

Поставленная задача решается тем, что сырьевая смесь для безобжигового легкого заполнителя, включающая золу-унос ТЭЦ и вяжущее вещество, содержит в качестве вяжущего вещества жидкое стекло из микрокремнезема - отхода производства кристаллического кремния, и дополнительно - порообразующую добавку - отсев кристаллического кремния при следующем соотношении компонентов, мас.%: зола-унос ТЭЦ - 25,7 - 27,6 указанное жидкое стекло - 64,5 - 68,9 отсев кристаллического кремния - 3,5 - 9,8 Поставленная задача решается также тем, что в способе получения безобжигового легкого заполнителя, включающем приготовление сырьевой смеси и грануляцию и термообработку сырцовых гранул, приготовление сырьевой смеси осуществляют путем предварительного подогрева вяжущего - жидкого стекла из микрокремнезема - отхода производства кристаллического кремния, с порообразующей добавкой - отсевом кристаллического кремния до 50 - 60^oC, перемешивания их смеси и золы-уноса ТЭЦ при следующем соотношении компонентов, в мас.%: зола-унос ТЭЦ 25,7 - 27,6, указанное жидкое стекло 64,5 - 68,9, отсев кристаллического кремния 3,5 - 9,8, а термообработку проводят при температуре 120 - 150^oC в течение 1 часа.

Зола-унос ТЭЦ является продуктом, образующимся в результате сгорания углей Канско-Ачинского бассейна и имеет следующий химический состав, мас.%: SiO₂ - 53,42; Al₂O₃ - 10,71; Fe₂O₃ - 7,8; MgO - 5,14; CaO - 22,44; CaCO₃ - 0,3. Насыпная плотность составляет 0,9 г/см³, удельная поверхность 5234,71 см²/г.

Жидкое стекло представляет собой продукт, полученный в результате гидротермальной обработки суспензии микрокремнезема - отхода производства кристаллического кремния - с каустической содой при температуре 80 - 90^oC и атмосферным давлении /4/. Силикатный модуль жидкого стекла равен 1, плотность - 1,25 - 1,42 г/см³.

Отсев кристаллического кремния является отходом при производстве кристаллического кремния, образующимся в виде мелкой фракции с максимальным размером частиц 4 - 5 мм.

Приготовление предлагаемого безобжигового легкого заполнителя заключается в следующем: указанное выше жидкое стекло смешивают с предварительно измельченным до пылевидного состояния отсевом кремния, разогревают до температуры 50 - 60^oC и перемешивают с золой-уносом. Полученную сырьевую массу гранулируют в тарельчатом грануляторе и гранулы сушат в сушильном барабане при температуре 120 - 150^oC.

Составы предлагаемой и известной сырьевой смеси указаны в таблице 1, физико-механические показатели безобжигового легкого заполнителя из таких составов - в таблице 2.

Как видно из таблицы 2, безобжиговый легкий заполнитель из предлагаемого состава отличается от известного более низкими значениями насыпной плотности, водопоглощения и повышенной прочностью при сжатии.

В предлагаемом способе отсутствуют стадии помола сырьевой смеси и тепловлажностной обработки сырцовых гранул, что сокращает количество технологических стадий с 7 - 8 (прототип) до 5-6 и, следовательно, упрощает технологический процесс и уменьшает длительность изготовления безобжигового легкого заполнителя.

Кроме того, использование многотоннажных отходов промышленности (микрокремнезема, золы-уноса ТЭЦ) способствует улучшению экологической ситуации в регионе.

Источники информации 1. А.с. СССР 1701670, кл. C 04 B 14/04.

2. Искусственные пористые заполнители и легкие бетоны на их основе. Справочное пособие под ред. д.т.н., проф. Ю.П.Горлова. - М., Стройиздат, 1987, с. 81.

3. А.с. СССР 1691345, кл. C 04 B 18/00.

4. Патент РФ 2056353, МКИ C 04 B 28/04, опубл. 1994 г., БИ N 8.

Формула изобретения

1. Сырьевая смесь для безобжигового легкого заполнителя, включающая золу-унос ТЭЦ и вяжущее, отличающаяся тем, что в качестве вяжущего она содержит жидкое стекло их микрокремнезема - отхода производства кристаллического кремния и дополнительно порообразующую добавку - отсев кристаллического кремния при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Зола-унос ТЭЦ - 25,7 - 27,6
Указанное жидкое стекло - 64,5 - 68,9
Отсев кристаллического кремния - 3,5 - 9,8
2. Способ получения безобжигового легкого заполнителя, включающий приготовление сырьевой смеси, грануляцию и термообработку сырцовых гранул, отличающийся тем, что приготовление сырьевой смеси осуществляют путем предварительного подогрева вяжущего - жидкого стекла из микрокремнезема - отхода производства кристаллического кремния с порообразующей добавкой - отсевом кристаллического кремния до 50 - 60^oС, перемешивания их смеси и золы-унос ТЭЦ при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Зола-унос ТЭЦ - 25,7 - 27,6
Указанное жидкое стекло - 64,5 - 68,9
Отсев кристаллического кремния - 3,5 - 9,8
а термообработку проводят при 120 - 150^oС в течение 1 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1