Сырьевая смесь для получения силикатных изделий с использованием вскрышных пород горнодобывающей промышленности

Авторы патента:

Володченко Александр Анатольевич (RU)

C04B28/18 - содержащие смеси кремнеземисто-известкового типа

Владельцы патента RU 2439022:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" (RU)

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к изготовлению силикатных изделий, с использованием попутно добываемых вскрышных пород горнодобывающей промышленности. Сырьевая смесь включает известь, тонкодисперсный кремнеземистый компонент и заполнитель. В качестве тонкомолотого кремнеземистого компонента содержит молотую песчаную пелито-алевритовую породу, а в качестве заполнителя - исходную песчаную пелито-алевритовую породу, при следующем соотношении компонентов, мас.%: известь негашеная 6-12, молотая песчаная пелито-алевритовая порода 12-24 и исходная песчаная пелито-алевритовая порода 64-82. Технический результат - снижение давления автоклавирования, снижение энергозатрат на автоклавную обработку, уменьшение энергоемкости и повышение производительности процесса производства кирпича, утилизация вскрышных пород горнодобывающих предприятий. 3 табл.

Известна сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича, содержащая, мас.%: известь 4,8-5,2, тонкомолотый перлит 11-12, полевошпатовый песок 77,5-78,5 и вспученный перлитовый песок остальное (А.С. СССР №618355, С04В 15/06,05.08.1978).

Недостаток данной смеси - низкая прочность сырца и готового изделия, и автоклавная обработка изделий паром высокого давления.

Наиболее близким к техническим решением, принятым за прототип, является сырьевая смесь, для изготовления силикатного кирпича, включающая известь, тонкодисперсный кремнеземистый компонент и заполнитель, содержит в качестве тонкомолотого кремнеземистого компонента молотый гранодиорит и в качестве заполнителя гранодиоритовый отсев при следующем соотношении компонентов, мас.%: молотый гранодиорит 15-30, гранодиоритовый отсев 60-80, известь - остальное (А.С. СССР №817001, С04В 15/06, 30.03.1981).

Недостатком данного технического решения является то, что оно включает автоклавную обработку изделий паром высокого давления.

Цель изобретения - снижение давления автоклавирования.

Поставленная цель достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления силикатных изделий, включающая известь, тонкодисперсный кремнеземистый компонент и заполнитель, содержит в качестве тонкомолотого кремнеземистого компонента молотую песчаную пелито-алевритовую породу, а в качестве заполнителя исходную песчаную пелито-алевритовую породу, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

известь негашеная 6-12

молотая песчаная пелито-алевритовая порода 12-24

исходная песчаная пелито-алевритовая порода 64-82

Данная порода в больших количествах попадает в зону горных работ при открытой разработке железорудных месторождений КМА.

В табл.1 приведен химический состав песчаной пелито-алевритовой породы, в табл.2 - гранулометрический состав.

Таблица 1 Химический состав породы, мас.%
SiO₂	Аl₂O₃	Fe₂O₃	CaO	MgO	ТiO₂	SO₃	K₂O	Na₂O	п.п.п.	Сумма
79,4	10,26	2,57	0,05	0,02	-	-	1,28	1,15	4,19	98,92

Таблица 2 Гранулометрический состав породы
Содержание фракций, мас.%, размер сит, мм
Более 1,25	1,25-0,63	0,63-0,315	0,315-0,10	0,10-0,04	0,04-0,01	0,01-0,005	Менее 0,005
-	-	1,3	14,4	18,72	42,95	5,7	16,93

По размеру преобладают алевритовые и пелитовые частички. Содержание псаммитовых частиц составляет 15,7 мас.%. Порода содержит преимущественно кварц. В качестве второстепенных минералов (до 10 мас.%) содержатся полевые пшаты, каолинит, монтмориллонит, гидрослюда и смешаннослойные образования.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемая сырьевая смесь отличается от известной введением в качестве тонкомолотого кремнеземистого компонента молотой песчаной пелито-алевритовой породы с удельной поверхность 8000 см²/г, а в качестве заполнителя - исходной песчаной пелито-алевритовой породы, и как следствие - снижение давления автоклавирования за счет высокой реакционной способности предлагаемого сырья.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна».

Предложенная сырьевая смесь отличается новым качественным и количественным составом, и существенно упрощенной технологий изготовления кирпича, а именно снижением давления автоклавирования от 0,8 до 0 МПа или даже заменой автоклавной обработки пропариванием при атмосферном давлении.

Существенное снижение давления автоклавирования свидетельствует о возможности снижения энергозатрат на производство и повышение уровня безопасности самого производства, что связано с особенностями минералогического состава породы, а именно наличием минералов алюмо-силакатного состава, обеспечивающих синтез цементирующих соединений при невысоких давлениях автоклавной обработки. Кроме этого за счет высокой дисперсности предлагаемого сырья, в сравнении с известным (гранодиоритным отсевом), возможно сокращение времени помола кремнеземистого компонента. Это подтверждает, что заявляемое решение соответствует критерию «изобретательский уровень».

Для изготовления предлагаемой сырьевой смеси используют негашеную известь (активность СаО+MgO=75%) и песчаную пелито-алевритовую породу с добавкой тонкомолотой песчаной пелито-алевритовой породы, с удельной поверхность 8000 см²/г.

Пример 1

Смесь готовят путем перемешивания исходных компонентов при следующем соотношении компонентов, мас.%

негашеная известь - 6

молотая песчаная пелито-алевритовая порода - 12

исходная песчаная пелито-алевритовая порода - 82

Перемешанные компоненты увлажняют водой до 10% от массы сухих материалов. Далее смесь выдерживают в герметичной камере до полного гашения смеси в течение 2-3 часов. Из этой смеси формуют кирпич-сырец при прессовом давлении 20 МПа, затем запаривают в пропарочной камере по режиму 1,5+9+1,5 при атмосферном давлении и температуре пара 95+5°С.

Пример 2

Сырьевую смесь с влажностью 12% готовят как в примере 1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

негашеная известь - 10

молотая песчаная пелито-алевритовая порода - 20

исходная песчаная пелито-алевритовая порода - 70

Кирпич-сырец формуют как и в примере 1, затем запаривают в пропарочной камере по режиму 1,5+9+1,5 при атмосферном давлении и температуре пара 95±5°С.

Пример 3

Сырьевую смесь с влажностью 10% готовят как в примере 1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

негашеная известь - 6

молотая песчаная пелито-алевритовая порода - 12

исходная песчаная пелито-алевритовая порода - 82

Кирпич-сырец формуют как и в примере 1, затем запаривают в автоклаве по режиму 1,5+8+1,5 при избыточном давлении пара 2 атм.

Пример 4

Сырьевую смесь с влажностью 12% готовят как в примере 1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

негашеная известь - 10

молотая песчаная пелито-алевритовая порода - 20

исходная песчаная пелито-алевритовая порода - 70

Пример 5

Сырьевую смесь с влажностью 12% готовят как в примере 1, при следующем соотношении компонентов, мас.%

негашеная известь - 12

молотая песчаная пелито-алевритовая порода - 24

исходная песчаная пелито-алевритовая порода - 64

Киприч-сырец формуют как и в примере 1, затем запаривают в автоклаве по режиму 1,5+8+1,5 при избыточном давлении пара 2 атм.

Пример 6

Сырьевую смесь с влажностью 12% готовят как в примере 1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

негашеная известь - 10

молотая песчаная пелито-алевритовая порода - 20

исходная песчаная пелито-алевритовая порода - 70

Кирпич-сырец формуют как и в примере 1, затем запаривают в автоклаве по режиму 1,5+8+1,5 при избыточном давлении пара 4 атм.

Пример 7

Сырьевую смесь с влажностью 10% готовят как в примере 1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

негашеная известь - 6

молотая песчаная пелито-алевритовая порода - 12

исходная песчаная пелито-алевритовая порода - 82

Кирпич-сырец формуют как и в примере 1, затем запаривают в автоклаве по режиму 1,5+8+1,5 при избыточном давлении пара 8 атм.

Пример 8

Сырьевую смесь с влажностью 12% готовят как в примере 1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

негашеная известь - 10

молотая песчаная пелито-алевритовая порода - 20

исходная песчаная пелито-алевритовая порода - 70

После семи суток выдержки в естественных условиях кирпичи испытывают на прочность при сжатии и изгибе по ГОСТ 8462-85. Результаты физико-механических испытаний представлены в табл.3.

Таблица 3 Физико-механические характеристики силикатных изделий
Показатель	Пример	Прототип
	1	2	3	4	5	6	7	8
Предел прочности при сжатии, МПа
23,2	19,2	28,4	28,9	23,8	28,5	27	30,4	22,6-28,8
Предел прочности при изгибе, МПа
6,9	5	6,9	7,2	6,3	7,8	8,4	9,4	7,5-9,1
Средняя плотность, кг/м³	1960	1870	1960	1920	1850	1930	1980	1900	2140-2190
Водопоглощение, %	11,72	14,18	11,84	13,1	13,30	11,92	12,18	14,35	-
Коэффициент размягчения	0,85	0,78	0,74	0,87	0,92	0,95	0,73	0,77	-
Морозостойкость, в циклах, не менее
15	15	25	35	35	35	50	50	-
Предел прочности при сжатии сырца, МПа
1,92	2,1	1,92	2,1	2,1	2,1	1,92	2,1	-

Из табл.3 видно, что данное сырье обеспечивает высокую прочность сырца 1,92-2,1 МПа, прочность готовых изделий сопоставима с прочностью изделий по прототипу, водопоглощение составляет 11,72-13,30%, морозостойкость в зависимости от давления автоклавирования находится в пределах 25-50 циклов, что отвечает требованиям для лицевого силикатного кирпича. Изделия, полученные гидротермальной обработкой при атмосферном давлении, имеют морозостойкость 15 циклов, что отвечает требованиям для рядового силикатного кирпича. Высокие значения коэффициента размягчения 0,74-0,95 для всех режимов гидротермальной обработки свидетельствуют о высокой водостойкости материала. Полученные изделия имеют среднюю плотность 1870-1980 кг/м³, которая ниже, чем у прототипа 2140-2190 кг/м³.

Силикатный кирпич с применением песчаной пелито-алевритовой породы имеет коричневый цвет и не требует введения пигментов для окрашивания, может быть использован в качестве облицовочного материала. Высокая прочность сырца позволит сократить брак в процессе формовании и облегчит выпуск высокопустотных изделий.

Заявляемые составы сырьевой смеси обладают высокой реакционной способностью, что позволяет получать изделия при сниженном давлении автоклавироваыия (от 0,8 до 0 МПа), что в свою очередь позволит снизить энергозатраты на автоклавную обработку, тем самым уменьшить энергоемкость и повысить производительность процесса производства. Использование предлагаемых составов сырьевых смесей позволит решить проблему утилизации вскрышных пород горнодобывающих предприятий и при этом получить различные силикатные строительные изделия для жилищного, гражданского и сельского строительства.

Сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича, включающая известь, тонкодисперсный кремнеземистый компонент и заполнитель, отличающаяся тем, что, с целью снижения давления автоклавирования, она содержит в качестве тонкомолотого кремнеземистого компонента молотую песчаную пелито-алевритовую породу и в качестве заполнителя - исходную песчаную пелито-алевритовую породу при следующем соотношении компонентов, мас.%:

известь негашеная	6-12
тонкомолотая песчаная пелито-алевритовая порода	12-24
исходная песчаная пелито-алевритовая порода	64-82

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при получении силикатных стеновых изделий - силикатного кирпича, плиток, блоков, стеновых панелей, подвергающихся автоклавной обработке при твердении.

Способ изготовления гранулированного заполнителя для бетона // 2433975

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для получения бетонных строительных изделий, подвергающихся тепловлажностной обработке при твердении, для гражданского и промышленного строительства.

Смесь для изготовления теплоизоляции // 2426706

Изобретение относится к теплоизоляционным материалам, в частности к составам смесей для изготовления теплоизоляции, используемой в металлургии. .

Силикатная масса // 2412922

Изобретение относится к производству стеновых материалов. .

Способ приготовления смеси для силикатного кирпича и силикатный кирпич // 2409531

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к производству силикатного кирпича. .

Способ приготовления смеси для изготовления легких силикатных строительных изделий и строительное изделие // 2408555

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, может быть использовано при изготовлении силикатных стеновых изделий - плиток, кирпича, блоков, стеновых панелей.

Смесь для изготовления легкого бетона и легкий бетон // 2399598

Изобретение относится к строительству и стройиндустрии и может быть использовано в производстве гидравлических минеральных композиционных вяжущих, разновидностей сухих строительных смесей, при изготовлении легких бетонов и изделий теплоизоляционно-конструкционного назначения для строительства ограждающих конструкций зданий и сооружений.

Способ получения вяжущего автоклавного твердения // 2396227

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве вяжущих материалов для автоклавных изделий. .

Состав цветной известково-песчаной штукатурки // 2379247

Известково-кремнеземистое вяжущее, способ получения известково-кремнеземистого вяжущего и способ получения формовочной смеси для прессованных силикатных изделий // 2376258

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, конкретно к получению прессованных изделий автоклавного твердения. .

Сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича // 2449963

Изобретение относится к производству строительных материалов

Состав для отделки // 2456255

Изобретение относится к составам для отделки бетонных и штукатурных поверхностей

Силикатная масса (варианты) // 2467973

Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий, в частности стеновым силикатным изделиям автоклавного твердения

Сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича // 2473499

Изобретение относится к производству строительных материалов

Способ получения безобжигового минерального вяжущего гидравлического твердения // 2476393

Изобретение относится к производству безобжиговых вяжущих и может быть использовано при изготовлении строительных изделий гидравлического твердения

Сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича // 2481298

Изобретение относится к производству строительных материалов

Гранулированный композиционный заполнитель для силикатных стеновых изделий на основе кремнистых цеолитовых пород и силикатное стеновое изделие // 2515743

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для получения силикатных стеновых изделий - силикатного кирпича, плиток, блоков, стеновых панелей и т.п., подвергающихся автоклавной обработке при твердении. Технический результат - снижение энергоемкости получения стеновых силикатных материалов, повышение их водостойкости. Гранулированный композиционный заполнитель для силикатных стеновых изделий размером 0,5-10,0 мм, состоящий из ядра и оболочки, где ядро получено гранулированием смеси совместно молотых до удельной поверхности 150-250 м2/кг кремнистой цеолитовой породы и гидроксида натрия, при их массовом соотношении 0,70-0,95:0,05-0,30 со связкой - водным раствором силиката натрия плотностью 1,2-1,3 г/см3 в количестве 0,1-7,0 мас.% от массы компонентов ядра, а оболочка сформирована на поверхности ядра его окатыванием сухой пылевидной смесью совместно молотых извести негашеной и натрия кремнефтористого в массовом соотношении 0,85-0,95:0,05-0,15, с последующим твердением до прочности не менее 2,1 МПа, и где при получении ядра одновременно с указанной связкой используют подогретый до 50°C алкилсульфонат в количестве 0,1-5,0 мас.% от массы компонентов ядра. Силикатное стеновое изделие, характеризующееся тем, что оно изготовлено с использованием указанного выше гранулированного композиционного заполнителя. Изобретение развито в зависимом пункте. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 пр., 1 табл.

Гранулированный композиционный заполнитель для силикатных стеновых изделий на основе трепела и силикатное стеновое изделие // 2516028

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для получения силикатных стеновых изделий - силикатного кирпича, плиток, блоков, стеновых панелей и т.п., подвергающихся автоклавной обработке при твердении. Технический результат - снижение теплопроводности силикатных изделий и повышение их водостойкости. Гранулированный композиционный заполнитель для силикатных стеновых изделий размером 0,5-10,0 мм, состоящий из ядра и оболочки, где ядро получено гранулированием смеси совместно молотых до удельной поверхности 150-250 м2/кг трепела и гидроксида натрия, при их массовом соотношении 0,70-0,95:0,05-0,30 со связкой - водным раствором силиката натрия плотностью 1,2-1,3 г/см3 в количестве 0,1-7,0 мас.% от смеси, а оболочка сформирована на поверхности ядра его окатыванием сухой пылевидной смесью совместно молотых извести негашеной и натрия кремнефтористого в массовом соотношении 0,85-0,95:0,05-0,15, с последующим твердением до прочности не менее 2,1 МПа, и где после указанного окатывания осуществляют дополнительно распыление 40%-ного водного раствора глиоксаля в количестве 1,0-7,0 мас.% (на 100%-ное вещество) от массы компонентов оболочки. Силикатное стеновое изделие, характеризующееся тем, что оно содержит указанный выше гранулированный композиционный заполнитель. 2 н.п. ф-лы, 1 пр., 1 табл.

Сухая строительная смесь // 2540176

Сухая строительная смесь, включающая в себя песок, известь, портландцемент, наполнители на основе кремнеземистых пород, содержит в составе вяжущего опоку, являющуюся вскрышной породой Першинского месторождения кварцевого порфира Далматовского района Курганской области, или аналогичную опоку с содержанием гидратированного диоксида кремния не менее 70% и имеет следующее соотношение компонентов (мас.ч.): песок - 240±5, опока - 35±5, известь - 25±5, портландцемент марки М400 - 30±5 - для кладочных растворов с обеспечением прочности на сжатие до 250 кг/см2; соотношение компонентов (мас.ч.): песок - 195±5, опока - 30±5, известь - 15±5, портландцемент марки М400 - 20±5 - для кладочных и отделочных растворов с обеспечением прочности на сжатие до 161 кг/см2; состав для отделочных растворов: песок - 40%, известь - 30%, опока - 30% (портландцемент отсутствует) с обеспечением прочности на сжатие до 77 кгс/см2, в ее составе могут быть использованы известьсодержащие отходы различных производств, в ее состав могут быть включены пластификаторы или иные функциональные добавки, с возможностью расширения диапазона применения смеси и улучшения качественных характеристик. 2 з.п. ф-лы.

Композиция для производства композитных карбонизированных изделий // 2549257

Изобретение относится к строительной отрасли, а именно к композициям для производства композитных карбонизированных изделии. Композиция для производства композитных карбонизированных изделий включает в качестве наполнителя отходы добычи и обработки известняка-ракушечника, а в качестве вяжущего вещества -гашеную кальциевую известь. Изобретение обеспечивает снижение себестоимости готовых изделий на основе композиции, улучшение качественных характеристик изделий, улучшение технологии получения композиции, улучшение экологической ситуации территории со значительным скоплением отходов добычи и обработки известняков.