Способ изготовления гранулированного пористого заполнителя для бетонов


 


Владельцы патента RU 2426703:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для получения гранулированного пористого заполнителя для бетонов. В способе изготовления гранулированного пористого заполнителя для бетонов, включающем приготовление жидкостекольной смеси перемешиванием жидкого стекла с модулем 2,5-3,2, плотностью 1450 кг/м3 и тонкомолотого минерального наполнителя, воды, получение из нее гранул и их вспучивание при температуре 450°С, вспученные гранулы подвергают дополнительной термообработке при температуре 600°С в течение 5-20 мин, при следующем соотношении компонентов жидкостекольной смеси, мас.%: жидкое стекло 66-91, тонкомолотый минеральный наполнитель 5-30, вода 4. Технический результат - повышение прочности и водостойкости заполнителя. 1 табл.

 

Изобретение относится к области промышленности строительных материалов и может быть использовано для получения гранулированного теплоизоляционного материала и заполнителя для легких бетонов.

Известен способ получения пористого гранулированного заполнителя для изготовления пенополистиролбетонов на основе суспензионного гранулированного полистирола, который заключается во вспенивании гранул полистирола и получении гранулированного пористого материала с насыпной плотностью 10-20 кг/м3 [ОСТ 301-05-202-92Е. Полистирол вспенивающийся. Технические условия]. Данный материал обладает существенными недостатками - со временем вспененные гранулы пенополистирола могут давать усадку, при нагревании до температуры 150°С начинают плавиться и теряют свою форму, пористую структуру, что приводит к потере теплофизических и прочностных свойств изделий. Кроме этого, при эксплуатации таких материалов в строительстве происходит выделение вредных органических веществ.

Известен состав гранулированного теплоизоляционного материала, включающий, мас.%: микрокремнезем - 41,37, пек талловый омыленный с концентрацией 83,5% в пересчете на сухое вещество - 0,21, раствор гидроксида натрия с концентрацией 45,22% в пересчете на Na2O - 21,39, вода - 36,45; и способ его получения, который включает приготовление суспензии из компонентов смеси, гидротермальную обработку суспензии при 80-90°С и атмосферном давлении в течение 10-15 мин, грануляцию с последующей термообработкой сырцовых гранул при 350-400°С в течение 10 мин (Патент RU №2267468, МПК С04В 28/26, 2006).

Недостатками известного состава и способа являются сложность технологических операций и необходимость проведения предварительной гидротермальной обработки сырьевой смеси, а также высокие значения насыпной плотности, объемного водопоглощения и низкая общая пористость гранулированного теплоизоляционного материала.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является сырьевая смесь и способ получения гранулированного теплоизоляционного материала из жидкого стекла - стеклопора [Горлов Ю.П. Технология теплоизоляционных и акустических материалов и изделий. М.: Высшая школа, 1989. - 384 с.]. Сырьевая смесь включает следующие компоненты: 93-95% жидкого стекла плотностью 1400-1450 кг/м3, 7-5% тонкодисперсного неорганического наполнителя с удельной поверхностью 2000-3000 см2/г и 0,5-1% гидрофобизующей добавки - кремнийорганической жидкости (например, ГКЖ-10). Способ изготовления стеклопора заключается в следующем: сырьевая смесь, перемешанная до однородного состояния, подается в капельном виде в раствор хлорида кальция с температурой 22-30°С и выдерживается в течение 40 мин для формирования гранул. Полученные сырцовые гранулы подсушиваются при 85-90°С в течение 10-20 мин и затем вспучиваются при 350-500°С в течение 1-3 мин.

Этот способ выбран в качестве прототипа. Основными недостатками гранулированного стеклопора, полученного по этому способу, являются рыхлая структура и низкая прочность гранул, низкая водостойкость и высокое объемное водопоглощение, порядка 12-18%.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение прочности и водостойкости гранулированного заполнителя для бетонов на основе жидкостекольных смесей.

Поставленная задача достигается тем, что способ, включающий приготовление жидкостекольной смеси перемешиванием жидкого стекла плотностью 1450 кг/м3 и тонкомолотого минерального наполнителя, получение из нее гранул и их вспучивание при термообработке, отличается тем, что при приготовлении жидкостекольной смеси используется жидкое стекло с модулем, равным 2,5-3,2, и вода, а после вспучивания гранул при температуре 450°С они дополнительно подвергаются термообработке при температуре 600°С в течение 5-20 мин при следующем соотношении компонентов жидкостекольной смеси (мас.%):

жидкое стекло - 66-91;

тонкомолотый минеральный наполнитель - 5-30;

вода - 4.

В качестве тонкомолотого минерального наполнителя можно использовать тонкомолотые до удельной поверхности 2200-3500 см2/г известняк, доломит, трепел, диатомит, микрокремнезем. Вода вводится для регулирования вязкости жидкостекольной смеси и оптимизации процесса жидкостной грануляции. Жидкое стекло, имеющее модуль в пределах 2,5-3,2, обладает хорошей поризационной способностью и наиболее применимо для жидкостной грануляции.

Способ приготовления гранулированного пористого заполнителя для бетонов заключается в следующем. Жидкое стекло с модулем m, равным 2,5-3,2, плотностью 1450 кг/м3 и тонкомолотый минеральный наполнитель, отдозированные в заданных количествах, тщательно перемешивают в течение 10 мин. Гранулирование смеси можно проводить двумя способами. По первому способу жидкостекольная смесь готовится в двухвальном смесителе, и процесс интенсивного перемешивания длится 5-15 мин. Далее смесь поступает в шнековый гранулятор для механической грануляции. Продавленную через решетку смесь на выходе из гранулятора опудривают молотыми отходами вспученных гранул. Жгуты материала отламываясь, попадают в тарельчатый гранулятор, где окатываются, после чего подсушиваются. По второму способу смесь подвергают жидкостной грануляции в растворе хлорида кальция плотностью 1350-1390 кг/м3. Полученные после гранулирования смеси жидкостекольные гранулы дополнительно подсушивают до остаточной влажности 35-38% при температуре до 90°С и затем полученные гранулы подвергают двухстадийной термообработке:

1. Предварительная поризация - вспучивание при температуре 450°С в течение 30 минут. В результате получают гранулы размером 8-10 мм с рыхлой непрочной структурой;

2. Термообработка вспученных гранул при температуре 600°С с выдержкой 5-20 мин.

В результате дополнительной термообработки размер гранул уменьшается за счет усадки с перераспределением поровой структуры, при этом общая пористость гранул не снижается, а размер пор уменьшается пропорционально размеру гранул. Образование тонкопористой структуры гранул приводит к повышению их прочности, а образующийся плотный поверхностный слой снижает водопоглащение гранул по массе в 5-8 раз, а по объему - в 1,4-1,5 раза.

Данные по свойствам полученных материалов представлены в таблице.

Существенным преимуществом предлагаемого способа изготовления гранулированного пористого заполнителя для бетонов является повышенная прочность гранул, которая сохраняется при перемешивании бетонной смеси и в процессе гидратации и твердения цементной матрицы.

Пористый гранулированный материал, изготовленный по предлагаемому способу, можно использовать также при производстве негорючих, экологически чистых теплоизолирующих засыпок и найдет широкое применение при производстве современных строительных материалов.

Способ изготовления гранулированного пористого заполнителя для бетонов, включающий приготовление жидкостекольной смеси перемешиванием жидкого стекла плотностью 1450 кг/м3 и тонкомолотого минерального наполнителя, получение из нее гранул и их вспучивание при температуре 450°С, отличающийся тем, что при приготовлении жидкостекольной смеси используют жидкое стекло с модулем m, равным 2,5-3,2, и воду, а вспученные гранулы подвергают дополнительной термообработке при температуре 600°С в течение 5-20 мин при следующем соотношении компонентов жидкостекольной смеси, мас.%:

жидкое стекло 66-91
тонкомолотый минеральный наполнитель 5-30
вода 4


 

Похожие патенты:
Изобретение относится к производству облицовочной плитки. .

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам для изготовления теплоизоляционных материалов. .
Шпаклевка // 2420476
Шпатлевка // 2416583
Изобретение относится к составам шпатлевок, применяемых для отделки бетонных и штукатурных поверхностей. .

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для получения огнезащитного покрытия для древесины, бетона, металлов. .
Изобретение относится к производству теплоизоляционных строительных материалов. .
Изобретение относится к промышленности строительных материалов. .
Шпаклевка // 2405751
Изобретение относится к области строительных материалов и касается составов шпаклевок для исправления дефектов раковин, мелких трещин на бетонных поверхностях. .
Шпаклевка // 2400446
Изобретение относится к производству искусственных заполнителей для бетонов и растворов. .
Изобретение относится к переработке отходов нефтепродуктов и может найти применение при производстве строительных материалов. .
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при утилизации нефтезагрязненного проппанта после гидравлического разрыва пласта (ГРП).
Изобретение относится к производству гранулированного обожженного оксида кальция в шахтной печи как основного продукта невзрывчатых разрушающих составов и может быть использовано в горнорудной и строительной отраслях промышленности для отбойки полезных ископаемых, разрушений твердых объектов и проходке выработок.
Изобретение относится к переработке отходов и может быть использовано, например, для утилизации золы от сжигания осадков, образующихся при очистке муниципальных сточных вод, сельскохозяйственных сточных вод, золы от сжигания бытового мусора, проблемного мусора.
Изобретение относится к способам утилизации бытовых и промышленных отходов. .

Изобретение относится к области технологии получения бетонных изделий и конструкций на основе портландцемента. .

Изобретение относится к области производства огнеупорных гранулированных материалов, предназначенных для использования в качестве расклинивающего агента (крепи) при добыче нефти и газа методом гидравлического разрыва пласта.

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к изготовлению щебня, который может быть применен в качестве заполнителя для бетона, балласта железнодорожных путей, при устройстве автомобильных дорог, для образования дренирующих слоев и т.п.

Изобретение относится к технологии производства керамических материалов. .
Изобретение относится к строительной индустрии, к способу получения стеклокерамзита и порокерамики. В способе получения стеклокерамзита и порокерамики, включающем предварительный помол кремнесодержащей смеси из трепелов и опок и последующее смешение ее с щелочным компонентом - едким натром, грануляцию полученной смеси, вспучивание и спекание во вращающейся печи, указанную кремнесодержащую смесь предварительно подвергают помолу до фракции 3-5 мм с последующей сушкой при температуре 600°C до влажности 10%, повторный помол до получения порошка фракции 0,315 мм, далее полученный порошок последовательно подвергают грануляции и химизации в турбулентном грануляторе, куда дозированно поступает порошок и раствор едкого натра, с получением гранул фракции от 1,5 до 2,5 мм, далее полученные гранулы подвергают повторной грануляции и химизации в тарельчатом грануляторе, куда дозированно поступают полученные гранулы, указанные порошок и раствор едкого натра, с получением гранул окончательной фракции от 5 до 7 мм с влажность 45% по массе, которые подвергаются сушке, вспучиванию и спеканию до достижения коэффициента вспучивания от 2,2 до 5,5 в зависимости от заданной рецептуры, во вращающейся подовой печи с температурой 740-760°C в течение 15-20 минут, или осуществляют термообработку гранул на электроконвейре в процессе доставки их потребителю. Технический результат - получение полусухих гранул высокой прочности при низком содержании воды в растворе для химизации компонентов, объединение процессов химизации и грануляции.
Наверх