Глинофосфатный материал

Изобретение относится к области строительных материалов. Технический результат - повышение морозостойкости глинофосфатного материала. Глинофосфатный материал, содержащий глину и железосодержащий отход металлургического производства на основе оксида Fe(II) с остатком на сите № 008 5-7%, содержит песок, глину кембрийскую голубую и дополнительно отход гальванических ванн плотностью 1,52...1,53 г/см³ при следующем соотношении компонентов, мас.%: песок - 39...40, глина кембрийская голубая - 26...27, указанный железосодержащий отход - 15...16, указанный отход гальванических ванн - остальное. 1 табл.

 

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано при производстве строительных блоков.

Известны глинофосфатные материалы на основе глин, суглинков, фосфорной кислоты и добавок оксидов d-металлов (Сватовская Л.Б., Смирнова Т.В., Латутова М.Н. и др. Вяжущие и безобжиговые материалы на основе природных алюмосиликатов. - Л.: Стройиздат, журнал «Цемент» №11, 1989). Процесс получения материалов на основе природного высокодисперсного продукта, представленного глинистыми минералами, может проходить по схеме кислотных реакций - на кислотных и активных центрах этих минералов. Этот процесс может быть катализирован веществами, действующими по принципу окислительно-восстановительных катализаторов. В качестве активирующих добавок можно использовать техногенные продукты, содержащие d^6-10 элементы, а также железосодержащие продукты.

Указанные известные фосфатные материалы, выбранные за аналоги, твердеют на воздухе и являются водостойкими.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому техническому решению является выбранный за прототип глинофосфатный материал на основе суглинка 71-74 мас.%, железосодержащего отхода металлургического производства с остатком на сите №008 5-7%, содержащего оксид Fe(II) 7-11 мас.% и ортофосфорной кислоты плотностью 1,24-1,25 г/см³ - остальное (Патент RU №2148563, С 04 В 28/34, 10.05.2000).

Недостатком этих материалов является низкая морозостойкость полученных фосфатных материалов.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в повышении морозостойкости материалов за счет образования труднорастворимых фосфатов алюминия и железа.

Поставленная задача в предлагаемом решении достигается тем, что глинофосфатный материал, содержащий глину, железосодержащий отход металлургического производства на основе оксида Fe(II) с остатком на сите №008 5-7%, содержит песок, глину кембрийскую голубую и дополнительно отход гальванических ванн плотностью 1,52-1,53 г/см³ при следующем соотношениии компонентов, мас.%:

песок	39...40
глина кембрийская голубая	26...27
указанный железосодержащий отход	15...16
отход гальванических ванн	остальное

Новым, по сравнению с прототипом, является использование отхода гальванических ванн, взамен ортофосфорной кислоты, что приводит к полному разрушению глинистых минералов и образованию труднорастворимых фосфатов алюминия и железа, способствующих повышению морозостойкости материала.

ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ

Смесь, состоящую из песка, глины кембрийской голубой, железосодержащего отхода металлургического производства, представляющего собой оксид Fe(II), перемешивают и затворяют отходом гальванических ванн плотностью 1,52...1,53 г/см³. При этом используют следующие материалы: песок речной, остаток на сите № 03 6...8%, глина кембрийская голубая полукислая, низкодисперсная, средней пластичности, насыпной плотности 1450 кг/м³; следующего химического состава, мас.%: SiO₂ - 61, TiO₂ - 1,1, Аl₂О₃ - 20, Fe₃O₄ - 4, CaO - 1,1, MgO - 2,8; Na₂O - 0,65; К₂O - 2,2; FeO - 2,3; железосодержащий отход следующего основного состава, мас.%: FeO - 96, CuO - 0,1, Аl₂O₃ - 0,4, Мo₃O₄ - 0,1, NiO - 0,2, SiO₂ - 2,0, Сr₂О₃ - 0,3, С - 0,3; отход гальванических ванн плотностью 1,52-1,53 г/см³ следующего состава, мг/л: железо - 4400, марганец 500, никель - 3, хром - 32000, медь - 8980, ортофосфорная кислота - остальное.

Использование в качестве жидкости затворения отхода гальванических ванн вместо ортофосфорной кислоты позволяет получить после затвердевания на воздухе морозостойкий материал, который можно использовать в строительстве. Морозостойкость определялась по ГОСТ 7025-91.

Примеры составов и результаты испытаний представлены в таблице.

Таблица
Номер	Состав, мас.%	Отход гальванических ванн, плотность	Ортофосфорная кислота, плотность	Прочность после замораживания, МПа, циклы
п.п.	Глина кембрийская	Железосодержащий отход	Песок	1.52...1,53 г/см3	1,24...1.25 г/см3	30
1	2	3	4	5	6	7
1	25	15	41	остальное	-	5,0
2	26	15	40	остальное	-	10,0
3	27	15	39	остальное	-	10,0
4	28	15	38	остальное	-	7,0
5	26	16	40	остальное	-	10,5
6	27	16	39	остальное	-	11,5
7	25	16	41	остальное	-	10,5
8	28	16	38	остальное	-	11,0
9	26	14	40	остальное	-	7,0
10	26	17	40	остальное	-	9,0
11	27	14	39	остальное	-	5,5
12	27	17	39	остальное	-	8,5
13	26	15	40	-	остальное	9,5
14	27	15	39	-	остальное	9,0
15	26	16	40	-	остальное	10,5
16	27	16	39	-	остальное	10,0

Анализ таблицы показывает, что использование в качестве жидкости затворения отхода гальванических ванн вместо ортофосфорной кислоты позволяет повысить морозостойкость материала.

Глинофосфатный материал, содержащий глину и железосодержащий отход металлургического производства на основе оксида Fe(II) с остатком на сите № 008 5-7%, отличающийся тем, что он содержит песок, глину кембрийскую голубую и дополнительно отход гальванических ванн плотностью 1,52...1,53 г/см³ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

песок	39...40
глина кембрийская голубая	26...27
указанный железосодержащий отход	15...16
указанный отход гальванических ванн	остальное.