Способ получения ячеистых строительных материалов

 

Изобретение относится к производству ячеистых строительных материалов и изделий и может быть использовано для получения теплоизоляционно-конструкционных и теплоизоляционных материалов при изготовлении элементов зданий и сооружений в промышленном и гражданском строительстве. Техническим результатом изобретения является возможность вспенивания жидкого стекла из микрокремнезема плотностью 1,35 - 1,45 г/см³ и получения на его основе водостойких строительных ячеистых материалов со стабильными значениями средней плотности 830,0 - 300,0 кг/м³ и незначительной стоимостью. В способе получения ячеистых строительных материалов, включающем вспенивание пены в смесителе, перемешивание компонентов с использованием пенообразователя, жидкого стекла, формование полученной смеси, выдержку, распалубку, используют жидкое стекло из микрокремнезема с силикатным модулем 2 - 4, причем сначала 1 - 7 частей указанного жидкого стекла с плотностью 1,18 - 1,20 г/см³ перемешивают с пенообразователем в высокоскоростном смесителе принудительного действия до 10 - 12-кратного вспенивания, затем при постоянном перемешивании в полученную пену вводят 35 - 42 части указанного жидкого стекла плотностью 1,35 - 1,45 г/см³, полученную пену минерализуют микрокремнеземом - отходом производства кремния, а после распалубки осуществляют сушку. 2 табл.

Изобретение относится к производству ячеистых строительных материалов и изделий и может быть использовано для получения теплоизоляционно-конструкционных и теплоизоляционных материалов при изготовлении элементов зданий и сооружений в промышленном и гражданском строительстве.

Известно получение теплоизоляционных и теплоизоляционно-конструкционных материалов на основе жидкого стекла. Согласно нему производят совместный помол, перемешивание кремнеземистого компонента, отвердителя и добавки в течение 20-40 мин до однородного состояния. Затем вводят в полученную сухую смесь жидкое натриевое стекло и, перемешав до однородного состояния, добавляют водный раствор пенообразователя и тщательно перемешивают до получения однородной по влажности шликерной массы. Разливают шликерную массу через 20-40 мин по формам, выдерживают в течение 2 ч и досушивают распалубленные изделия до отпускной кондиции при температуре 60-80^oС [патент РФ 2125976, МКИ С 04 В 28/26].

Указанный способ не позволяет получать теплоизоляционные материалы с необходимыми свойствами по плотности и прочности из недорогого (1500-2500 руб/т) жидкого натриевого стекла с силикатным модулем от 2 до 4 на основе микрокремнезема отхода производства кристаллического кремния [патент РФ 2056353, МКИ С 04 В 28/04]. Невысокая стоимость этого жидкого стекла позволяет проектировать и получать материалы с его высоким удельным расходом.

Наиболее близким к предлагаемому способу получения ячеистых строительных материалов является способ, включающий вспенивание пены в смесителе, перемешивание компонентов с использованием пенообразователя, жидкого стекла с силикатным модулем 2,0±0,1 и плотностью 1,30±0,02, формование полученной смеси, выдержку, распалубку [опис. к патенту РФ 2123484, С 04 В 28/08, 20.12.1998].

Технический результат предлагаемого способа заключается в возможности вспенивания жидкого стекла из микрокремнезема плотностью 1,35-1,45 г/см³ и получения на его основе водостойких строительных ячеистых материалов со стабильными значениями средней плотности 830,0-300,0 кг/м³ и незначительной стоимости.

Технический результат достигается тем, что в способе получения ячеистых строительных материалов, включающем вспенивание пены в смесителе, перемешивание компонентов с использованием пенообразователя, жидкого стекла, формование полученной смеси, выдержку, распалубку, используют жидкое стекло из микрокремнезема с силикатным модулем 2-4, причем сначала 1-7 частей указанного жидкого стекла плотностью 1,18-1,20 г/см³ перемешивают с пенообразователем в высокоскоростном смесителе принудительного действия до 10-12-кратного вспенивания, затем при постоянном перемешивании в полученную пену вводят 35-42 части указанного жидкого стекла плотностью 1,35-1,45 г/см³, полученную пену минерализуют микрокремнеземом - отходом производства кремния, а после распалубки осуществляют сушку.

Жидкое натриевое стекло, используемое для получения пены, готовят малоэнергоемким способом, путем растворения микрокремнезема в растворе щелочи при температуре не более 100^oС [патент РФ 2056353, МКИ С 04 В 28/04].

Микрокремнезем является дисперсным отходом производства кристаллического кремния, характеризующимся малым размером частиц (0,1-3 мкм) и, как следствие, высокой удельной поверхностью (от 10000 до 25000 см²/г). Микрокремнезем осаждается в электрофильтрах системы газоочистки плавильных печей производства кристаллическою кремния. Химический состав микрокремнезема (в мас. %): SiU₂ - 90,0-95,0; Аl₂О₃ - до 0,8; Fе₂О₃ - до 0,8; СаО - до 1,6; MgO - до 1,2; SiC - до 5,0; С_общ - до 9,0; потери при прокаливании до 20,0.

При попытках одностадийного вспенивания жидкого стекла плотностью 1,35-1,45 г/см³ в высокоскоростном смесителе кратность вспенивания не превышала 1,2-1,3, при этом пена нестабильна и распадается через 5-10 мин. Условием вспенивания плотных стекол является наличие воды, вводимой в больших количествах с пенообразователем. Однако вспененные таким образом ячеистые материалы в дальнейшем имеют недостаточную или очень низкую прочность (менее 0,25). Предлагаемое решение обеспечивает возможность использования плотных жидких стекол из микрокремнезема без введения воды для получения пены в технологии ячеистых материалов. Двухстадийное вспенивание позволяет снизить расход пенообразователя и содержание водной составляющей, отрицательно влияющей на прочность материала. Соотношение частей жидкого стекла плотностью 1,18-1,20 г/см³ к жидкому стеклу плотностью 1,35-1,45 г/см³ от 1:21 до 5: 17 позволяет получать материал плотностью 840-300 кг/м³ (табл.1, 2). При соотношении жидких стекол 0,5:21,5 и менее плотность получаемого материала составляет 1000 кг/м³ и более. При увеличении доли стекла плотностью 1,18-1,20 кг/м³ уже при соотношении 5,5:16,5 и более средняя плотность получаемого материала менее 300 кг/м³, но недостаточны прочностные характеристики.

Получение ячеистых материалов из жидкого стекла и микрокремнезема заявляемым способом позволяет наладить выпуск дефицитного ТИМ па месте использования и избежать нерациональных перевозок, ввиду высокопористого строения материала. Использование крупнотоннажных отходов промышленное и в производстве строительных материалов способствует расширению сырьевой базы, снижению стоимости изделий, бережному природопользованию.

Формула изобретения

Способ получения ячеистых строительных материалов, включающий вспенивание пены в смесителе, перемешивание компонентов с использованием пенообразователя, жидкого стекла, формование полученной смеси, выдержку, распалубку, отличающийся тем, что используют жидкое стекло из микрокремнезема с силикатным модулем 2-4, причем сначала 1-7 частей указанного жидкого стекла с плотностью 1,18-1,20 г/см³ перемешивают с пенообразователем в высокоскоростном смесителе принудительного действия до 10-12-кратного вспенивания, затем при постоянном перемешивании в полученную пену вводят 35-42 части указанного жидкого стекла плотностью 1,35-1,45 г/см³, полученную пену минерализуют микрокремнеземом - отходом производства кремния, а после распалубки осуществляют сушку.

РИСУНКИ

Рисунок 1