Сырьевая смесь для изготовления пенокерамики
Владельцы патента RU 2273621:
Кубанский государственный технологический университет (RU)
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для конструкционных и теплоизоляционных изделий из пенокерамики. Технический результат заключается в понижении плотности пенокерамических изделий, снижении теплопроводности. Сырьевая смесь для изготовления пенокерамики включает глину, наполнитель-шамот, стекловолокно, вспучивающий агент и воду. В качестве вспучивающего агента она содержит пену, приготовленную из 3%-ного водного раствора фильтрата конских каштанов, полученного путем измельчения конских каштанов в водной среде при соотношении воды и каштанов 1:3, выдержки полученной смеси не менее трех часов, ее фильтрования, подкисления полученного фильтрата до рН 5 и нейтрализации щелочью, и дополнительно стабилизатор пены - сульфат металла при следующем соотношении компонентов мас.%: глина 40-60, шамот 6-18, стекловолокно 0,36-0,52, фильтрат конских каштанов 0,18-0,24, сульфат металла 2,0-4,0, вода - остальное. 4 з.п.ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для конструкционных и теплоизоляционных изделий из пенокерамики.
Известен состав приготовления пенокерамических деталей, включающий приготовление шликера, формование и обжиг при 1300°С, причем шликер состоит из 70 мас. частей шамота, 30 мас. ч. глины, 60% воды и 15% уретановой смолы (Заявка 5771851 Япония, опубл. 04.05.82 г.).
Недостатком этого способа является относительно невысокая прочность и высокая плотность получаемых изделий.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения пенокерамики, согласно которому приготавливают шликер из глины, шамота, стекловолокна и вспучивающего агента с последующими операциями формования изделий, сушки и обжига ("Jnd ceramigue", 1972, № 657, р867-869). Недостатком этого способа является высокая плотность получаемой пенокерамики, что приводит к ухудшению теплотехнических свойств.
Задачей является улучшение свойств поризованной керамики. Технический результат заключается в понижении плотности пенокерамических изделий, что позволяет снизить теплопроводность без ухудшения прочностных свойств.
Поставленная задача решается предложенной смесью для изготовления пенокерамики, содержащей, глину, наполнитель-шамот, стекловолокно, вспучивающий агент и воду, содержит в качестве вспучивающего агента пену, приготовленную путем измельчения конских каштанов в водной среде, фильтрования с последующим подкислением фильтрата до pH=5, а затем нейтрализацией щелочью и дополнительно стабилизатор пены - сульфат металла при следующим соотношении компонентов: мас.%
Глина 40-60
Шамот 6-18
Стекловолокно 0,36-0,52
Фильтрат конских каштанов 0,18-0,24
Сульфат металлов 2,0-4,0
Вода - остальное
В качестве сульфата металла можно использовать сульфат железа с предпочтительностью или сульфат алюминия, или сульфат меди.
Пена, приготовленная указанным способом в сочетании со стабилизатором, обеспечивает устойчивость поризованной керамической массы, препятствуя ее осадке после заливки в формы, позволяет получить готовое изделие с пониженной средней плотностью.
Получение пены осуществляют следующим образом.
Каштаны предварительно измельчаются в водной среде (соотношение воды и каштанов 3:1), смесь выдерживается в течение нескольких часов (не менее трех), а затем путем фильтрования получается фильтрат, который подкисляется, например серной кислотой, до pH=5. После этого фильтрат нейтрализуют щелочью до рН=7 и используют для получения пены. Приготовление пены осуществляют в пеногенераторе из 3%-ного водного раствора каштанового фильтрата и стабилизатора пены.
Сырьевая смесь готовится по известному способу приготовления пенокерамики на основе глины, наполнителя и пены. Сначала в растворомешалку вливают воду, к которой добавляют сухую смесь из глины, наполнителя - шамота и фибры. После перемешивания в течение 1-2 минуты в приготовленный раствор на основе вышеуказанных компонентов вводят пену. Смешивание раствора и пены производят в течение 1 минуты. Приготовленную смесь разливают в формы, подвергают сушке при температуре 40-45°С, а затем обжигают при температуре 940-970°С по заводскому режиму обжига обычного глиняного кирпича. После обжига проводят физико-механические испытания образцов.
Составы и результаты испытаний пенокерамических изделий приведены в табл.1 и 2.
Испытания показывают, что благодаря заявленному составу смеси возможно снижение плотности пенокерамики при некотором повышении прочностных свойств, что способствует снижению теплопроводности этого материала.
| Таблица 1 | ||||
| Компоненты | Соотношение в смеси, в мас.% | |||
| Предлагаемый | Известный | |||
| 1 | 2 | 3 | ||
| Глина | 50,0 | 40,0 | 60,0 | 50,0 |
| Шамот | 12,0 | 18,0 | 6,0 | 12,0 |
| Стекловолокно | 0.41 | 0,52 | 0,30 | 0,41 |
| Фильтрат конских каштанов | 0,24 | 0,21 | 0,18 | - |
| Пена | - | - | - | 0,21 |
| Сульфат железа | 3,0 | 4 | 2 | - |
| Вода | 34,35 | 37,27 | 31,52 | 37,38 |
| Таблица 2 | ||||
| Свойства | Показатели свойств | |||
| Предлагаемый | Известный | |||
| 1 | 2 | 3 | ||
| Плотность, кг/м3 | 580 | 605 | 630 | 800 |
| Прочность при сжатии, МПа | 4,0 | 4,2 | 4,4 | 4 |
| Теплопроводность, Вт/м К | 0,130 | 0,135 | 0,138 | 0,180 |
1. Сырьевая смесь для изготовления пенокерамики, включающая глину, наполнитель-шамот, стекловолокно, вспучивающий агент и воду, отличающаяся тем, что в качестве вспучивающего агента она содержит пену, приготовленную из трехпроцентного водного раствора фильтрата конских каштанов, полученного путем измельчения конских каштанов в водной среде при соотношении воды и каштанов 1:3, выдержки полученной смеси не менее трех часов, ее фильтрования, подкисления полученного фильтрата до рН 5 и нейтрализацией щелочью, и дополнительно стабилизатор пены - сульфат металла при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Глина 40-60
Шамот 6-18
Стекловолокно 0,36-0,52
Фильтрат конских каштанов 0,18-0,24
Сульфат металла 2,0-4,0
Вода Остальное
2. Сырьевая смесь по п.1, отличающаяся тем, что нейтрализацию фильтрата производят гидроксидом натрия до рН=7.
3. Сырьевая смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве сульфата металла применяют сульфат железа.
4. Сырьевая смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве сульфата металла применяют сульфат алюминия.
5. Сырьевая смесь по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве сульфата металла применяют сульфат меди.
