Способ получения строительных изделий на основе кремнеземсодержащего связующего


 


Владельцы патента RU 2443660:

Общество с ограниченной ответственностью "АКРОСИЛТЕКС" (ООО "АКРОСИЛТЕКС") (RU)

Изобретение относится к производству различных строительных изделий. Технический результат - упрощение способа, расширение ассортимента получаемых изделий, повышение прочностных и иных эксплуатационных свойств, удешевление получаемых изделий. Способ включает приготовление кремнеземсодержащего связующего с плотностью 1,3-2,4 г/см3 модулем 15-30 из смеси, содержащей неорганическую связку, кремнеземсодержащий компонент, соль плавиковой кислоты в количестве 0,5-10,0 мас.% от смеси и воду, при их интенсивном перемешивании в высокоскоростном смесителе при скорости перемешивания их 2600-6000 об/мин, частоте колебаний частиц 3600-45000 об/мин, нагревании при 80-90°С или при воздействии электрического тока с напряженностью 15-40 Вт и силой тока до 60 А, с последующим охлаждением его при перемешивании со скоростью от 40 до 100 об/мин при 15-25°С в течение 10-12 часов или воздушной аэрации при 10-20°С в течение 6-11 часов, приготовление формовочной массы осуществляют смешением 9,0-13,5 мас.% этого полученного связующего и 86,5-91,0 мас.% кремнеземсодержащего заполнителя с влажностью не более 6% и дисперсностью 4-50 мкм или 60-150 мкм, или 0,2-25 мм, гомогенизацию масс, формование путем вибролитья или поверхностным виброуплотнением, или путем вибропрессования, или полусухого прессования с усилием от 1,0 до 400 кг/см2 на прессе или на транспортере с усилием прессования от 150 до 600 кг/см2, термообработку осуществляют при температуре 400-950°С, а при использовании горючих заполнителей из указанных выше термообработку осуществляют при 85-95°С. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы. 2 з.п. ф-лы, 6 табл., 1 ил.

 

Изобретение относится к производству различных строительных изделий, материалов различного назначения, включая такие, в частности, штучные материалы как кирпич, стеновые блоки, изделия тротуарного мощения, бордюры, фасадные и половые плитки, так и различные изделия в виде скорлупы, сегментов, труб колец, обладающих повышенными прочностными и иными свойствами, устраивать тротуарное и дорожное монолитное покрытие, на базе кремнеземсодержащего связующего с использованием дешевого минерального сырья и отходов различных производств.

По своей сути данная технология базируется на стыке бетонной технологии с применением традиционных вяжущих (цемента, щелочных силикатов и т.д.), керамической технологии (создание прочного изделия методом спекания) и устройства дорожного покрытия. При производстве большой группы строительных изделий (кирпича, плиток, блоков) она может быть альтернативной к производству традиционных материалов на основе минеральных вяжущих или керамики. В ряде случаев она позволяет осуществлять производство высококачественных материалов и изделий с использованием нетрадиционных заполнителей, например отходов переработки продукции сельского хозяйства, получать различные материалы с более высоким эксплуатационными характеристиками (прочностными, морозостойкостью, теплопроводностью, пористостью, кислого- и щелочестойкостью, стойкостью к испарению и т.д.) по сравнению с выпускаемыми по традиционным технологиям.

Известен способ изготовления строительных изделий на основе жидкого стекла путем приготовления смеси, содержащей жидкое стекло (91-96 мас.%), кремнефтористоводородную (ускоритель твердения) (0,7-1,5 мас.%), наполнитель (перлит) (3-7 мас.%) и воду (0,3-0,6 мас.%), сушки ее до остаточной влажности 35-40%), измельчения полученного материала, формования изделий из него и нагрева их до 200-400°С с последующей выдержкой их при температуре и охлаждением (SU 643461, 14.03.1977).

Материал, полученный данным способом, обладает повышенной прочностью, но не обладает достаточной водостойкостью (водополощение 11%, гидроскопичность 1,2%), кислотостойкостью.

Известен способ производства термоизоляционных изделий из жидкого стекла, обращенного нагреванием в мелкопористую массу, при котором жидкое стекло дробят на куски желаемых размеров, набивают эти кусочки в металлические разборные формы и нагревают до 300-350°С несколько часов (3-4 ч).

По этому способу можно получить водоупорный материал смешением сначала жидкого растворимого стекла с сухими минеральными добавками (мел, известь, хлористый кальций), подсушиванием массы, дроблением и последующей вышеуказанной обработкой. Получают материал, как указано при описании данного известного способа, обладающий большой механической прочностью. Способ технологически достаточно сложен, не позволяет получать широкий ассортимент строительных изделий.

Данные по водостойкости не приводятся (SU 332431, 05.1935).

Известен способ получения химически стойкого бетона на основе силикатного связующего, при котором смешивают высококремнеземистое щелочное стекло фракции 0,315-1,25 мм, содержащее 8-40 мас.% высококремнеземистого щелочного стекла пылевидной фракции до 0,315 мм, молотого кварцевого песка с удельной поверхностью 4500 см2/г, рядовой кварцевый песок с модулем крупности 1,4, кварцитовый щебень фракции 5-20 мм и воду. Далее смесь подвергают формованию, прессуют и термообрабатывают при 187°С и давлении 12 атм в течение 21 часа. Получают материал, имеющий кислотостопоглощение 1,5-2,0 мас.%, прочность при сжатии 112,5 МПа (SU 1025688, 30.06.1983).

Однако данными известными способами не удается получить изделия, обладающие одновременно высокими прочностными свойствами и повышенной водостойкостью.

Известен способ получения алюмосиликатного материала, включающий приготовление сырьевой смеси из природного, глинистого материала и воды, формование смеси, сушку и обжиг. Согласно изобретению в сырьевую смесь дополнительно вводят неорганические глазуреобразующие вещества, а формование изделия осуществляют путем заполнения сырьевой смесью формы, в которой установлены газопроницаемые прокладки. При сушке заданную часть поверхности формуемого изделия оставляют открытой, а сушку проводят в потоке ИК-излучения с длиной волны 5-10 мкм с принудительной вытяжкой.

Предпочтительно в качестве глазуреобразующих веществ используют вещества, выбранные из ряда: окись алюминия, окись бария, окись железа, окись, кальция, окись магния, окись натрия, окись цинка, двуокись кремния. Вводят их в смесь в количестве 5-10%. Получаемые материалы имеют высокую монопористость, но использованы в основном в качестве носителей в каталитических и сорбционных процессах в химической промышленности (RU 2197424, 27.01.2003).

Известен способ изготовления теплоизоляционных изделий на основе композиции, содержащей в мас.%: кремнесодержащий компонент-трепел 42,0-50,0; гидроксид натрия 4,5-12,0; металлическая добавка-гидроокись алюминия 3,0-7,0; жидкое стекло 8,0-15,0; вода остальное (RU 2148046, 27.04.2000).

Изготовление теплоизоляционных изделий (скорлуп, плит, кирпича, блоков и т.п.) осуществляют следующим образом. В смеситель-активатор СА 400/300 В загружают водный раствор гидроксида натрия с плотностью ρ=1,3 г/см3, постепенно порциями вносят гидроокись алюминия, туда же добавляют известное количество жидкого стекла с плотностью ρ=1,2 г/см3 и перемешивают в течение 10-20 мин. Затем добавляют трепел и перемешивают мешалкой с числом оборотов 400-450 об/мин. Смесь разогревается до температуры 65±5°С за счет взаимодействия химических компонентов, смесь перемешивают до тех пор, пока температура массы не начнет снижаться.

Готовую смесь разливают в формы различных видов и размеров и выдерживают в течение 24 часов, затем формы штабелем укладывают в печь при температуре 300±25°С и выдерживают в печи 2,5-3,5 часа, затем вынимают их из приемника (термоса) при температуре 60-70°С, выдерживают в течение 18 часов. Затем формы вынимают и разбортовывают. Готовую продукцию складируют.

По известному изобретению получают кислотостойкие материалы с повышенной водостойкостью и огнестойкостью, но не обладающие одновременно повышенными прочностными и теплоизоляционными свойствами.

Известен еще другой способ изготовления строительных изделий (RU 2206536, 20.06.2003), включающий приготовление формовочной массы из силикатного связующего, кремнеземистого наполнителя, ускорителя твердения и воды, формование из полученной смеси изделий и их сушку, используют силикатное связующее, выбранное из группы жидкое стекло, силикат-глыба, гидросиликат натрия, кремнегель, кремнеземистый наполнитель с влажностью не более 20% и дисперсностью 4-50 мкм и 0,1-2,5 мм, приготовление формовочной массы с влажностью 6-10% осуществляют при интенсивном перемешивании до гомогенного состояния путем сначала совместного помола указанного силикатного связующего с 2-5 мас.% указанного наполнителя до его дисперсности 4-50 мкм и 0,1-2,5 мм, затем введения воды и добавления в полученную активированную смесь 20,0-46,5 мас.% указанного наполнителя с дисперсностью 4-50 мкм и 24,5-63,9 мас.% пигмента и ускорителя твердения, формование осуществляют прессованием при давлении от 1,0-150 кг/см, а сушку - при 25-400°С при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанное силикатное связующее - 0,5-15,5; указанный кремнеземистый наполнитель - 75,9-85,9; ускоритель твердения - 0,5-5,0; вода - 8,1-13,3; пигмент - 0-0,5. Причем используют жидкое стекло предпочтительно в количестве 0,5-15,5 мас.%, силикат-глыбу с дисперсностью 4-20 мкм предпочтительно в количестве 3,0-4,0 мас.%, кремнегель с дисперсностью 4-20 мкм предпочтительно в количестве 2,0-4,0 мас.%, а после сушки дополнительно осуществляют обжиг при 600-1000°С в течение 15-90 мин.

Недостатком известного способа прежде всего является его сложность из-за необходимости введения специальных отверждающих добавок, необходимость стадии сушки изделий, а также недостаточно высокие прочностные свойства получаемых изделий.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу по изобретению является известный способ изготовления изделий на основе кремнеземсодержащего связующего путем приготовления формовочной массы из кремнеземсодержащего связующего и кремнеземсодержащего заполнителя, формования изделий из полученной формовочной массы и последующей термообработки отформованных изделий, включает приготовление связующего с плотностью 1,1-2,1 г/см3 из смеси, содержащей неорганическую связку, кремнесодержащий компонент (материал) и воду при их интенсивном перемешивании в высокоскоростном смесителе при скорости их перемешивания 1500-2500 об/мин, частоте колебаний перемешиваемых частиц 2000-35000 Гц, нагревании до 80-90°С и последующем охлаждении его при перемешивании от 40 до 100 об/мин в течение 10-12 часов при 15-25°С, приготовление формовочной массы осуществляют смешением 9,0-13,5 мас.% приготовленного кремнеземсодержащего связующего и 86,5-91,0 мас.% кремнеземсодержащего заполнителя в смесителе, гомогенизации формовочной смеси, а термообработку отформованных изделий осуществляют при 90-950°С в зависимости от типа заполнителя (RU 2283818 20.09.2006).

Однако из-за того, что для приготовления изделий используют связующее плотностью 1,1-2,1 г/см3, это не позволяет получать широкий ассортимент изделий с повышенной прочностью и водостойкостью.

Технической задачей заявленного изобретения является упрощение способа, расширение ассортимента получаемых изделий, повышение прочностных и иных эксплуатационных свойств изделий (морозостойкость, стойкость к истиранию, водостойкость и др.), расширение сырьевой базы как за счет минерального сырья, так и за счет отходов промышленного производства, удешевление получаемых изделий, получение экологически чистых строительных изделий, а также сохранение всех эксплуатационных свойств в течение длительного времени.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе получения строительных изделий на основе кремнеземсодержащего связующего путем приготовления формовочной массы из кремнеземсодержащего связующего и кремнеземсодержащего заполнителя, формования из полученной массы изделий и последующей термообработки, сначала приготавливают (получают) кремнеземсодержащее связующее с плотностью 1,3-2,4 г/см3, модулем 15-30 из смеси, содержащей неорганическую связку, кремнеземсодержащий компонент, воду и соль плавиковой кислоты в количестве 0,5-10,0 мас.% в расчете на смесь, и при их интенсивном перемешивании в высокоскоростном смесителе при скорости перемешивания их 2600-6000 об/мин, частоте колебаний частиц 3600-45000 об/мин, нагревании 80-90°С или при воздействии электрического тока с напряженностью 15-40 Вт и силой тока 60 А, с последующим охлаждением кремнеземистого связующего при постоянном перемешивании со скоростью от 40 до 100 об/мин при 15-25°С в течение 10-12 часов или с использованием воздушной аэрации при 10-20°С в течение 6-11 часов в качестве кремнеземсодержащего компонента используют кремнеземсодержащий компонент с размером частиц от 0,2 до 20,0 мм или предварительно измельченный до размера частиц от 40 Å до 60 мкм, выбранный из группы, включающей песок кварцевый или кварцевую муку с влажностью не более 4%, карьерные глины с влажностью более 10%, обожженные глины, суглинки, супеси, лессовые отложения, с влажностью около 4% микрокремнеземы, полученные из отходов производства ферросплавов, отходы камнеобработки, полученные при распиловке или шлифовке, например гранита, или при производстве гранитного щебня, гидрослюду, такую как используют при производстве вермикулита или вспученного перлита с влажностью около 4%, а также аморфное кремнеземсодержащее минеральное сырье из группы, включающей трепел, диатомит с влажностью 4-6%, приготовление формовочной массы осуществляют смешением 9,0-13,5 мас.% этого полученного кремнеземсодержащего связующего и 86,5-91,0 мас.% кремнеземсодержащего заполнителя с влажностью не более 6% и дисперсностью 4-50 мкм или 60-150 мкм, или 0,2-25 мм, в качестве которого используют различный песок, гранит, базальт, вермикулит, вспученный перлитовый песок, керамзит, гидрослюду, металлургические шлаки, угольные шлаки и золы, отходы производства керамзита, камня и камнеобработки, смесь аморфного кремнезема с отходами переработки древесины или растительными отходами переработки сельскохозяйственных культур, таких как костра от переработки льна, солома, шелуха подсолнечника, а само формование осуществляют путем вибролитья или поверхностного виброуплотнения, или путем вибропрессования, или путем полусухого прессования с усилием от 1,0 до 400 кг/см2 на прессе, снабженном системой дозировки подачи поддонов или без поддонов со съемным механизмом подачи сырца на транспортер с усилием прессования от 150 до 600 кг/см2; а термообработку осуществляют при 400-950°С, а при использовании горючих заполнителей из указанных выше, термообработку осуществляют при 85-95°С.

Для получения кремнеземсодержащего связующего с плотностью 1,3-2,4 г/см3 и силикатным путем вибролитья или поверхностным виброуплотнением или путем вибропрессования модулем 15-30, в частности может быть использована следующая смесь (соотношения компонентов смеси в мас.%):

Неорганическая связка - 5,0-30,0
Кремнеземсодержащий компонент - 15,-65,0
Соль плавиковой кислоты - 0,5-10,0
Вода - остальное.

Указанные соотношения между неорганической связкой и кремнесодержищим компонентом относятся к известным, традиционным соотношениям, обычно используемым при получении аналогичных связующих, как например, такими же, как и используемыми в RU 2236374, 20.09.2004, для последующего использования его при получении различных строительных изделий. И определяется оно выбором конкретных неорганических связок и кремнеземсодержащего компонента, а также варьированием количественного содержания соли плавиковой кислоты в пределах 0,5-10,0 мас.% согласно формуле изобретения, что в целом обеспечивает получение кремнесодержащего связующего с плотностью 1,3-2,4 г/см3 и модулем 15-30, а также улучшенными эксплуатационными и прочностными характеристиками, сохраняющимися при его использовании.

В способе по изобретению используют пресную, например техническую воду, воду морскую, минерализованную воду, что позволяет осуществить способ по изобретению в различных природных условиях, а также утилизировать различную техническую воду, улучшая тем самым окружающую экологию.

Для осуществления способа по изобретению используют различные измельчающие устройства и различные перемешивающие устройства, обеспечивающие предварительное измельчение кремнеземсодержащего сырья до необходимого заданного размера и эффективное перемешивание исходной смеси. К числу таких устройств относятся валковые и дисковые мельницы, различные диссольверы, шаровые мельницы, биссерные; высокоскоростные - дисковые мешалки, дисково-пропеллерные и дисково-лопостные мешалки, смесители с якорной мешалкой, высокоскоростной роторно-статорный смеситель, планетарные смесители, шнековые, планетарные смесители с трехмерным движением спирально-ленточных рабочих органов, обеспечивающие перемешивание при скорости перемешивания по меньшей мере 2600 об/мин и частоту колебаний перемешиваемых частиц 3600-45000 Гц.

В случае смешения кремнеземсодержащего сырья с неорганической связкой и водой без предварительного измельчения кремнеземсодержащего сырья предпочтительное время перемешивания составляет 8-10 ч, в случае использования предварительно измельченного кремнеземсодержащего сырья время перемешивания его с неорганической связкой и водой составляет от 10 мин до 0,5 ч. Способ осуществляют следующим образом.

В высокоскоростной роторно-статорный смеситель загружают кремнесодержащее сырье, например песок, предварительно измельченное с кремнеземсодержащее сырье с размером частиц (дисперсностью) от 40 Å до 60 мкм; туда же загружают силикатную связку или гидроксид натрия (в твердом состоянии или в виде раствора) и воду (пресную, морскую или минерализованную) и соль плавиковой кислоты, например фтористый кальций. Осуществляют интенсивное перемешивание данной смеси при скорости перемешивания по меньшей мере 2600 об/мин и частоте колебаний перемешивающихся частиц 3600-45000 Гц, например в течение 10 минут - 0,5 ч или 8-12 ч.

Перемешивание может осуществляться также и при воздействии электрического поля с напряженностью 15-40 Вт и силой тока 60 А.

Далее осуществляют охлаждение смеси при постоянном перемешивании со скоростью от 40 до 100 об/мин при 15-25°С в течение 10-12 часов или с использованием воздушной аэрации при 10-20°С в течение 6-11 часов до получения связующего с плотностью 1,3-2,4 г/см3, представляющее собой однородный гомогенный продукт, имеющий текучесть, подобную воде, с силикатным модулем 15-30.

В таблице 1 представлены примеры получения связующего, используемого в заявленном способе получения строительных изделий и основные его характеристики.

При изготовлении связующего с использованием вместо нагревания электрического тока, происходит увеличение объема готового связующего в 2-3 раза за счет образования газовых пузырьков. В процессе хранения и использования они не разрушаются и делают готовые изделия более пористыми, что расширяет ассортимент этих изделий.

После перемешивания компонентов, используемых для приготовления кремнеземсодержащего связующего при условиях перемешивания, указанных в таблице 1, осуществляют охлаждение смеси при постоянном перемешивании со скоростью от 49 до 100 об/мин при 15-25°С в течение 12 часов или с использованием воздушной аэрации при 10-20°С в течение 6-11 часов до получения связующего с необходимой плотностью (1,3-2,4 г/см3, представляющий собой однородный гомогенный продукт, имеющий текучесть, подобную воде, с силикатным модулем 15-30, низким водопоглощением, кислотостойкостью и экологически чистые.

Таблица 1
Наименования компонентов, Содержание компонентов используемой в способе смеси, в мас.%, по примерам
Условия, свойства
1 2 3 4 5 6
1. Неорганическая связка:
- жидкое натриевое стекло, М=3,2 11,8 - - - - 30,0
- силикат-глыба - 6,3 - - - -
- гидроксид натрия - - 11,8 16,6 18,6 -
2.Кремнеземсодержащее сырье (влажность 4%, SiO2 - 85%)
кварцевый песок (мука),
предварит. измельченный, с размером 40 Å - 60 мкм 29,4 - - 27,8 40,7 50,0
- трепел, с дисп. 0,5-2,0 мкм (влажность 6%) - 31,2 29,4 - - -
3. Вода:
- пресная - 62,0 53,8 - - 16,0
- морская 56,3 - - - 30,7 -
- минерализованная - - - 52,6 - -
4. Соль плавиковой кислоты,
CaF2 2,5 0,5 5,0 3,0 10,0 4,0
- Скорость перемешивания, об/мин 3000 3600 4700 2600 6000 4000
- Время перемешивания 0,5 ч 10 ч 8 ч 10 мин 0,5 ч 0,5 ч
- Частота колебаний частиц, Гц 4000 3600 30000 8000 10000 45000
- Перемешивание при воздействии электрического тока 20 Вт, 40 А - + + - + +
- нагревание °С 80 - - 90 - -
Свойства:
- плотность, г/см3 2,4 1,6 1,3 1,4 1,5 2,4
- кремнеземистый (силикатный) модуль 15 25 30 20 25 15
Водостойкость (водопоглощение. %) 0,2 0,1 0,15 0,2 0,1 0,05
Кислотостойкость + + + + + +

Примечание: аналогичные результаты по свойствам связующего получают при перемешивании компонентов с использованием воздействия электрического тока напряженностью 15 Вт, 30 Вт и силой тока до 60 А. Происходит разогрев до 100°С. Механическое перемешивание 20-140 об/мин.

Полученное связующее используют для получения различных строительных материалов и изделий последующим формованием смеси его с различными целевыми добавками, такими как наполнители, отверждающие добавки, пигменты-красители, и другими добавками в зависимости от конкретного назначения изделия методом простого прессования под давлением или ударно-прессовым способом, далее отформованные изделия сушат, при необходимости термообрабатывают (обжиг). Изделия с его использованием водостойки имеют небольшое влагопоглощение (практически 0%), кислотостойки, атмосферостойки, имеют хорошие прочностные свойства.

К следующей группе силикатного связующего, используемого в способе по изобретению, относятся кремнегели (кремнезоли) - коллоидный кремнезем с высокими значениями кремнеземистого модуля (с модулем 25 и выше). Может быть использован, например, кремнегель (как отход металлургического производства) следующего состава:

(SiO2 - 88,2 мас.%, H2O - 1,7 мас.%, п.п.п. - 8,3 мас.% (примеси); Fе2O3 - 0,035 мас.%, Аl2О3 - 0,16 мас.%, Na2O - 1,86 мас.%, SO4 - 0,12 мас.% (SU 1724638) и другие, например кремнегель, являющийся отходом производства фтористого алюминия (SU 1121233).

В способе по изобретению используют в качестве силикатного щелочного стекла, например, с содержанием SiO2 71,2-72,8 мас.% (SU 1112724).

В способе используют сухое силикатное связующее (в виде гидратированных порошков, аморфных и кристаллических), измельченное с дисперсностью от 40 Å до 60 мкм, алюмосиликаты, в качестве которых используют природное минеральное сырье, например глины, суглинки, супеси, обожженные или необожженные глины, лессовые отложения, бой глиняного кирпича и отходы промышленного производства, например металлургические шлаки и золы, и шлаки ТЭЦ, образованные в результате сжигания углей (черных или бурых, или торфа), с содержанием А1 (в виде оксидов или солей) больше 0,5% (к весу сухого вещества).

Итак, для получения кремнеземсодержащего связующего при осуществлении способа по изобретению используют различные кремнеземсодержащие компоненты (материалы) с содержанием SiO2 не менее 40%, такие как, например, кварцевый песок, кварцевую муку, содержанием SiO2 до 99 мас.%, дитомит, трепел, маршалит (аморфные кремнеземы), опоки, микрокремнезем, получаемый промышленным способом, отходы камнепереработки, например гранита, кремнеземсодержащие минералы, образовавшиеся в результате вулканической деятельности (вулканический шлак, пемза и т.п.), стеклобой различного химического состава, например, тара для пищевой и непищевой продукции.

При этом влажность кремнеземсодержащего материала (компонента для приготовления неорганического связующего), как правило, например, при использовании измельченного материала, например кварцевого песка, составляет не более 6%, при использовании, например, карьерной глины составляет от более 6% до 100%, а при использовании, например, отходов распиловки или шлифовки гранита с влажностью более 20% вплоть до водной взвеси.

В способе по изобретению используют различную воду (при необходимости очищенную путем фильтрации от органических примесей, например остатков водорослей, живых организмов), например речную, морскую, минерализованную.

В качестве кремнеземсодержащего заполнителя при приготовлении формовочной массы в способе по изобретению используют различные пески (речной, морской, карьерный), гранит, базальт, вермикулит, вспученный перлитовый песок, керамзит, гидрослюду, металлургические шлаки, угольные шлаки и золы, отходы производства керамзита, камня и камнеобработки, смесь аморфного кремнезема с отходами переработки древесины (опилки, стружки) или отходами переработки сельскохозяйственных культур, таких как, в частности, костра от переработки льна, солома, шелуха подсолнечника и др.

Используют кремнеземсодержащий заполнитель с различной дисперсностью (размером частиц), например, с дисперсностью 4-50 мкм или 60-150 мкм, или 0,2-25 мм или их смеси в различных сочетаниях.

Используют кремнеземсодержащий заполнитель с влажностью не более 6%. Согласно способу по изобретению формование изделий осуществляют, например, методом полусухого прессования непосредственно на поддонах (на прессах, снабженных системой дозировки и подачи поддонов) или без поддонов со съемным механизмом подачи сырья на транспортер, например, с усилием прессования от 150 до 600 кг/см2.

Формование изделий способом по изобретению может быть осуществлено также, например, литьем (вибролитьем), вибропрессованием или поверхностным виброуплотнением.

Итак, в способе по изобретению при приготовлении неорганической кремнеземсодержащего связующего в качестве неорганической связки используют:

гидросиликаты натрия в виде полуводного гидросиликата натрия,

трехводного гидросиликата, девятиводного гидросиликата, гидрополисиликата натрия, гидрометасиликатов натрия (одновалентный, двух-, трех-, четырехводный и далее, вплоть до четырнадцатого гидрометадивиката натрия);

жидкое стекло (натриевое, калиевое и др.) с модулем 2,3-4,0;

силикат-глыбу (безводная стекловидная масса различной окраски в порошкообразном состоянии или в виде кусков от 0,05 до 10 мм. Получают ее, например, сплавлением смеси кварцевого песка с содой или потамом (сода может быть заменена сульфатом натрия) до образования однородного жидкого расплава. Расплав, выпущенный из печи, при медленном охлаждении на воздухе застывает в виде твердого монолита.

Фракционный состав (дисперсность) кремнеземсодержащего материала, используемого в качестве кремнеземсодержащего компонента при приготовлении кремнеземсодержащего связующего в способе по данному изобретению находится в пределах от 5 мкм (отходы распиловки и шлифовки гранита, гидрослюды для производства перлитового песка Магаданского месторождения) до 20 мм (кирпичный бой, отходы производства керамзита, стеклобой); используют также и предварительно измельченные до размера менее 60 мкм кремнеземсодержащие материалы, такие как различные пески, отходы, отсев при производстве гранитного щебня.

При этом время перемешивания кремнийсодержащего материала-компонента для получения связующего, с неорганической связкой в зависимости от дисперсности кремнеземсодержащего компонента выбирают, например, 10-30 минут при использовании материала с дисперсностью менее 30 мм (отходы производства керамзита, стеклобой, кирпичный бой, туфы, аморфные кремнеземы, трепел и др.), а также для предварительно измельченного материала с дисперсностью 60 мкм и менее (например, кварцевые пески); а для кремнеземсодержащего материала без предварительного его измельчения (различные пески, гранитный отсев, металлургические шлаки, угольные золы и шлаки ТЭЦ) оно составляет 3-12 часов.

Перемешивание неорганической связки с кремнеземсодержащим компонентом при приготовлении связующего осуществляют при 80-90°С, и такая температура поддерживается в течение всего времени приготовления связующего; смешение осуществляют в присутствии соли плавиковой кислоты (CaF2, NaF; AlF3 и другие), взятой в количестве 0,5-10,0 мас%.

Последующее охлаждение приготовленного связующего осуществляют также при постоянном перемешивании при частоте вращения 40 до 100 об/мин, например с помощью устройства пропеллерного типа или с использованием воздушной аэрации в течение 8-12 часов при температуре окружающей среды 10-20°С. При таких условиях приготовления связующего происходит увеличение плотности связующего. Например, связующее, приготовленное с использованием кварцевого песка в качестве кремнеземсодержащего компонента и едкого натрия в качестве неорганической связки, сначала имеет плотность 1,63 г/см3, а после охлаждения при вышеописанных условиях плотность его возрастает до 1,71 г/см3.

Перемешивание неорганической связки с кремнеземсодержащим компонентом при приготовлении связующего, используемого в способе по изобретению, осуществляют в различных смесителях при скорости перемешивания 2600-6000 об/мин и частоте колебаний частиц 3600-45000 Гц.

Получают связующее с плотностью 1,3-2,4 г/см3, обладающее текучестью воды, высокой смачивающей способностью, не коагулирует при дальнейшем добавлении в него кремнеземсодержащего заполнителя (молотый песок, вермикулит, перлитовый песок и т.д.), т.е. происходит его равномерное распределение по всему объему шихты - формовочной массы, что способствует получению высокопрочных изделий.

В способе по изобретению используют заполнитель кремнеземсодержащий с дисперсностью в пределах от 40 Å до 25 мм, в частности песок кварцевый - фракция с дисперсностью 4-50 мкм или фракция с дисперсностью 0,4-2,5 мм, или фракция с дисперсностью 60-120 мкм или их различные смеси.

Для осуществления способа по изобретению используют различные измельчающие устройства и различные перемешивающие устройства, обеспечивающие как предварительное измельчение при необходимости кремнеземсодержащего сырья до необходимого заданного размера, так и эффективное перемешивание исходной смеси при приготовлении неорганического связующего и последующего смешения его с заполнителем.

К числу таких устройств относятся валковые, ударно-центробежные и дисковые мельницы, различные диссольверы, шаровые мельницы, биссерные, смесители принудительного действия, дисковые мешалки, дисково-пропеллерные и дисково-лопостные мешалки, смесители с якорной мешалкой, высокоскоростной роторно-статорный смеситель, планетарные смесители, шнековые, планетарные смесители с трехмерным движением спирально-ленточных рабочих органов, обеспечивающие перемешивание при скорости перемешивания от 2600 до 6000 об/мин.

Для приготовления строительных изделий данным способом в зависимости от конкретного назначения их в состав шихты (смеси) возможно введение различных пигментов и красителей неорганического и органического происхождения (щелочестойких и светостойких) в сухом виде, например двуокись титана, цинка, железа, феррофосфорные пигменты, мел, охра, крон оранжевый, окись хрома, мумия, сурик железный, марс красный и коричневый, ультрамарин и т.д.

Пигменты вводят также в порошкообразном виде в количестве предпочтительно до 5%.

Ниже приводятся конкретные примеры осуществления способа изготовления строительных изделий по изобретению, которые иллюстрируют способ по изобретению, но не ограничивают его.

Пример 1

Согласно способу по изобретению сначала приготавливают кремнеземсодержащее связующее на основе смеси, содержащей неорганическую связку, воду, кремнеземсодержащий компонент (материал). В высокоскоростной роторно-статорный смеситель загружают кремнеземсодержащее сырье, например песок, с размером частиц (дисперсностью) от 0,2 до 20 мм или из измельчителя (шаровой мельницы) предварительно измельченное кремнеземсодержащее сырье с размером частиц (дисперсностью) от 40 Å до 60 мкм; туда же загружают силикатную связку или гидроксид натрия (в твердом состоянии или в виде раствора) и воду (пресную, морскую или минерализованную). Осуществляют интенсивное перемешивание данной смеси при нагревании до 90°С и при скорости перемешивания по меньшей мере 2600 об/мин и частоте колебаний перемешивающихся частиц 3600-45000 Гц в течение времени, достаточного для достижения необходимой плотности 1,47 г/см3, например в течение 10-30 мин или 1-8 ч. В результате этого смесь подвергается ударно-сдвиговому воздействию (деформации) и получают однородный гомогенный продукт.

Далее приготовленное связующее охлаждают в емкости при постоянном перемешивании при скорости перемешивания 100 об/мин в течение 10 часов при 15-25°С.

Полученное неорганическое связующее имеет плотность после охлаждения 1,57 г/см3.

Затем готовят формовочную массу, смешивая в смесителе планетарного типа 9,0 мас.% полученного связующего и 91,0 мас.% кремнеземсодержащего заполнителя, в частности смесь аморфного кремнезема (трепел) с дисперсностью 50 мкм с древесными опилками при содержании их в смеси 5-15 мас.%. Далее осуществляют окончательную гомогенизацию формовочной массы (смеси), осуществляя дальнейшее перемешивание в смесителе, например, шнекового типа. Полученная формовочная масса подается на пресс, где непосредственно на поддонах осуществляют полусухое прессование изделий с усилием 2,5-5 кг/см2, а далее изделия подвергаются термообработке при 90°С.

Получают теплоизоляционные строительные изделия, имеющие свойства, приведенные в Таблице 2.

Таблица 2
Свойства изделий, полученных способом по изобретению с использованием в качестве заполнителя частично древесных опилок
№ п/п Показатели Материал
Опилки Опилки
1. Объем сухого материала, см3 400 600
2. Объемный вес сухого материала, кг/м3 100 100
3. Расход связующего, мл 80 80
4. Расход воды, мл 0 0
5. Вес сырьевой смеси, г 145,2 157,2
6. Нагрузка прессования, г/см2 35 60
7. Температура термообработки, °С 90 90
8. Время термообработки при максимальной 90 90
температуре, мин
9. Объем образца после прессования, см3 176 176
10. Объем образца после термообработки, см3 176 176
11. Вес образца, г 110,6 121,1
12. Прочность при сжатии, кг/см2 13,7 29,6
13. Прочность при изгибе, кг/см2 12 20,0
14. Теплопроводность, ккал/м- час- град 0,06 0,071
15. Водопоглощение, % 1,2 1,4
16. Усадка образца после термообработки, % 0 0
17. Плотность образца, кг/м3 540 610
18. Морозостойкость, циклы 80 90
19. Стойкость к истиранию, г/см2 0,1 0,08

Пример 2

Получают изделия с использованием речного намывного песка в качестве заполнителя кремнеземсодержащего и кремнеземсодержащего компонента (материала) при приготовлении неорганического связующего.

Пример осуществления способа по изобретению иллюстрируется с использованием примерной технологической схемы производства (см. чертеж).

Песок доставляют на производство автомобильным или железнодорожным транспортом, что зависит от расстояния его доставки до места производства, объема производства и стоимости перевозки.

Разгрузка песка осуществляется в приемный бункер 1, снабженный рыхлителем 2, обеспечивающим разрушение комков, образование которых возможно особенно в зимний период, и равномерную подачу песка на транспортер 3, подающий песок к элеватору 4. Элеватором 4 песок перегружается в приемный бункер 5 на транспортер 6 с системой ножей разгрузки, который обеспечивает равномерное распределение песка по площади склада хранения песка 7. Со склада, оснащенного системой подачи на сушку 8, например грейферным краном, песок подается в сушильный барабан 10 через приемный бункер 9, который обеспечивает равномерность и беспрерывность его поступления в сушильный барабан. В сушильном барабане происходит не только сушка песка, но и выгорают возможные органические включения, например ракушки или водоросли. На выходе из сушильного барабана песок через бункер 11 попадает в систему сит 12, где происходит удаление из песка более крупных фракций, например гальки. Образовавшийся отсев транспортером 13 направляется в отвал. В дальнейшем отсев может быть использован как крупный заполнитель при производстве каких-либо изделий, например блоков, в качестве подсыпки на дорогах или использован для других целей. Сухой с влажностью не более 6% отсеянный песок транспортером 14 подается в бункер-накопитель 15 для его хранения и дальнейшего распределения по технологической линии. Через питатель 16 бункера-накопителя 15 песок подается к измельчителю 17, например ударно-центробежной мельнице, в которой происходит его измельчение до необходимой дисперсности с разделением по фракциям в классификаторах, например фракции 10-30 и 60-120 мкм. Мельница снабжена фильтром очистки воздуха, например рукавным. По мере его наполнения песчаной пылью, она используется вместе с фракцией 10-30 мкм для приготовления кремнийсодержащего связующего. Из классификаторов через питатель 20 фракция 1-30 мкм частично подается в отделение приготовления связующего, а питателем 24 в бункер-накопитель измельченного песка 25, отделения приготовления шихты. При использовании двухфракционного измельченного песка 10-30 и 60-120 мкм, как данном примере, бункер-накопитель с дозатором 25 выполняется двухсекционным. В отделении приготовления связующего измельченный песок хранится на складе сырья 21, который состоит из емкостей для измельченного песка, воды и неорганической связки - едкого натра. Склад может быть выполнен в различных вариантах: в виде единой блочной системы с дозирующим устройством сухих и жидких компонентов и подачи их в смеситель 22 одновременно или в виде отдельных емкостей, снабженных самостоятельными дозаторами и системами подачи компонентов в смеситель 22 приготовления связующего. Смеситель 22 состоит из непосредственно смешивающего устройства, например роторно-пульсационного аппарата, емкости для охлаждения связующего и емкости хранения связующего 27 с дозатором и системой подачи его в смеситель 29 предварительного приготовления сырьевой шихты. При этом емкость охлаждения связующего и бункер для хранения снабжены устройствами, обеспечивающими постоянное перемешивание связующего, например пропеллерного типа или воздушной аэрацией. Приготовление связующего осуществляется в соответствии с изложенным в данном заявлении способом приготовления кремнеземсодержащего связующего: при скорости перемешивания 2600 об/мин, нагревании до 80°С, частоте колебания перемешиваемых частиц 45000 Гц, охлаждении при перемешивании со скоростью 100 об/мин при 25°С. В отделение приготовления шихты чистый песок через питатель 23 бункера его хранения 15 подается в бункер 26, снабженный дозатором. Из бункеров 25 измельченного песка и 26 чистого песка через дозаторы эти компоненты направляются на транспортер 28, который осуществляет их подачу в смеситель предварительного приготовления шихты 29, например планетарного типа, в котором происходит их перемешивание до получения однородной сухой массы. Затем в смеситель 29 через дозатор и систему подачи бункера 27 подается связующее и происходит его перемешивание с сухими компонентами до получения однородной массы, в которой имеются небольшие комковидные включения. Для получения гомогенного состава шихты из смесителя 29 через бункер-накопитель 30 шихта направляется в смеситель 31 окончательного приготовления, например шнекового типа. Из смесителя 31 готовая гомогенизированная шихта поступает в бункер-накопитель 32. Из бункера 32 готовая шихта подается на пресс 33, снабженный системой ее дозировки и подачи поддонов. Прессование изделий с усилием 200-400 кг/см2 осуществляется непосредственно на поддоны, которые транспортером 34 подаются в отделение термообработки, в проходную печь 35, в которой при температуре 750-950°С происходит обжиг изделий без предварительной сушки. В качестве энергоносителя может использоваться газообразное, жидкое топливо, инфракрасное излучение или СВЧ излучение. После обжига поддоны с готовыми изделиями транспортером 36 подаются на пакетировщик 37, где изделия укладываются на поддоны и они направляются на склад готовой продукции 39. Освободившиеся от готовых изделий прессовочные поддоны транспортером 38 возвращаются к прессовому оборудованию.

В таблице 3 представлены варианты осуществления способа по изобретению согласно примеру 2 и свойствам получаемых изделий.

Таблица 3
Примеры-варианты осуществления способа по примеру 2 и свойства изделий
Наименование компонентов, свойства Составы, соотношения, в мас.%
1 2 3 4 5
1. Песок кварцевый (влажность 6%) 91 89,5 88 86,5 86,5
- фракция с дисперсностью от 4 до 50 мкм - 23,0 22,0 20,0 25,0
- фракция с дисперсностью от 0,4 до 2,5 мм 91 66,5 55,0 46,5 36,5
- фракция с дисперсностью от 60 до 150 мкм - - 11.0 20,0 25,0
2. Кремнеземсодержащее связующее с ρ=1,63 г/см3 (на основе гидроокиси натрия и кварцевого песка) 9,0 10,5 12,0 13,5 13,5
Усилие прессования, кг/см2 200 200 300 400 500
Условия сушки, °С 200 170 210 270 300
Обжиг отформованных изделий, °С 900 850 900 850 750
Время сушки, мин 10 20 20 25 25
Время обжига, мин 10 25 30 20 20
Свойства изделий: - - - -
Предел прочности при сжатии, кг/см2 500 700 950 1120 1200
Предел прочности при изгибе, кг/см2 10 49 60 69 73
Водопоглощение, % 14 11 8 4 2,5
Морозостойкость, циклы 35 60 120 250 250
Истираемость, г/см2 0,1 0,08 0,06 0,07 0,1
Кислотостойкость 0,95 0,95 0,95 0,95 0,95

Пример 3

Осуществляют способ по изобретению с использованием в качестве кремнеземсодержащего компонента при приготовлении неорганического связующего алюмосиликатов.

При осуществлении способа по изобретению с использованием алюмосиликатного материала алюмосиликатное сырье, например глину с размером частиц (дисперсностью) менее 1 мкм, загружают в смеситель с водой (пресной, морской или минерализованной). Осуществляют перемешивание в течение времени, достаточного для получения однородной (гомогенной) водной суспензии, например 5-20 мин, в смесителях со скоростью вращения перемешивающего устройства например от 2600 до 3000 об/мин. Далее в смесь загружают силикатную связку или гидроксид натрия (в твердом или растворимом виде) и осуществляют последующее перемешивание смеси при нагревании до 90°С, скорости перемешивания 2600 об/мин, частоте колебаний перемешиваемых частиц 3600 Гц.

Далее связующее охлаждают при перемешивании со скоростью перемешивания 100 об/мин в течение 10 ч при 15-25°С. Соотношение между неорганической связкой и алюмосиликатным материалом составляет соответственно 13,5 и 86,5 мас.%. Получают связующее с плотностью 1,75 г/см3. Далее аналогично примеру 1 готовят формовочную массу. Формуют изделия и обжигают при 750-950°С. Получают изделия теплоизоляционные с повышенной огнестойкостью, прочностными свойствами, кислотостойкостью.

При производстве теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных изделий технологическая линия, набор необходимого оборудования могут претерпевать небольшие изменения. Например, при производстве изделий из вспученного перлитового песка отпадает необходимость в организации отделения сушки. Приготовление связующего в смесителях, например роторно-пульсационного типа, с использованием, например, в качестве кремнеземсодержащих компонентов вспученного перлитового песка или гидрослюд, из которых он получается, отпадает необходимость в измельчительном оборудовании. Приготовление формовочной смеси ограничивается одновременным смешением наполнителя, перлитового песка и связующего в смесителе предварительного приготовления шихты. Для обеспечения транспортировочной прочности отформованных изделий при изготовлении шихты возможно введение в нее 1-15 мас.% от объема наполнителя, аморфного кремнезема, например, трепела или промышленного микрокремнезема. Усилие формования ограничивается небольшими значениями, например при усилии 1 кг/см2 получаются теплоизоляционные изделия с пределом прочности на сжатие до 10 кг/см2 и коэффициентом теплопроводности от 0,03 до 0,051 Вт/м·К), что лучше аналогичных показателей известных минераловатных утеплителей. Температура термообработки ограничивается 400-600°С.

При использовании наполнителей, обладающих свойствами увеличения объема изделий после прессования, например древесные опилки, изделия необходимо выдерживать под нагрузкой в течение 5-15 минут, после этого направлять на термообработку. Поскольку данный наполнитель относится к горючим, то температура обработки ограничивается, например, 90°С, а время термообработки составляет 1-2 часа.

Окрашивание изделий осуществляют, при необходимости, введением в формовочную массу (шихту) или неорганическое кремнийсодержащее связующее при его приготовлении пигментов, например, оксидного типа или в виде солей щелочных металлов.

В нижеследующих таблицах 4, 5 и 6 представлены свойства изделий, полученных способом по изобретению с использованием керамзита (таблица 4), перлита (таблица 5) и вермикулита (таблица 6) в качестве кремнеземсодержащих заполнителей.

Использование метода полусухого прессования позволяет быстро переходить к производству от одних изделий к другим путем замены матриц и пуансонов на прессовом оборудовании, регулировки усилия прессования и в необходимых случаях температурного режима обработки. Например, при переходе производства с кирпича на тротуарные изделия или стеновые блоки достаточно заменить матрицу с пуансоном, т.к. состав шихты, усилие прессования и режим термообработки остаются прежними.

Таблица 4
Свойства теплоизоляционных изделий из керамзита на кремнеземсодержащем связующем
№ п/п Показатели Материал
Керамзит Керамзит
1. Объем сухого материала, см3 400 500
2. Объемный вес сухого материала, кг/м3 450 450
3. Расход связующего, мл 60 60
4. Расход воды, мл 10 10
5. Вес сырьевой смеси, г 260 310
6. Нагрузка прессования, г/см2 1000 2200
7. Температура термообработки, °С 250 250
8. Время термообработки при максимальной 0 0
температуре, мин
9. Объем образца после прессования, см3 296 296
10. Объем образца после термообработки, см3 296 296
11. Вес образца, г 197 230
12. Прочность при сжатии, кг/см2 12,2 19,4
13. Прочность при изгибе, кг/см2 8,2 12,9
14. Теплопроводность, ккал/м- час- град 0,05 0,05
15. Усадка образца после термообработки, % 0 0
16. Плотность образца, кг/м3 680 851
17. Водопоглощение, % 0 0
18 Морозостойкость, циклы 100 120
19. Истираемость, г/см2 0,07 0,1
Таблица 5
п/п Показатели Перлит Перлит Перлит
1. Объем сухого материала, см3 400 500 600
2. Объемный вес сухого материала, кг/м3 50 50 50
3. Расход связующего, мл 35 40 35
4. Расход воды, мл 20 10 0
5. Вес сырьевой смеси, г 96,8 121 145,2
6. Нагрузка прессования, г/см2 1000 2200 10000
7. Температура термообработки, °С 780 700 600
8. Время термообработки при максимальной температуре, мин 0 0 0
9. Объем образца после прессования, см3 96 96 96
10. Объем образца после термообработки, см3 96 96 96
11. Вес образца, г 61 70 90
12. Прочность при сжатии, кг/см2 6,1 3,0 60,2
13. Прочность при изгибе, кг/см2 3,8 7.8 16,1
14. Теплопроводность, ккал/м- час- град 0,051 0,060 0,051
15. Усадка образца после термообработки, % 0 0 0
16. Плотность образца, кг/м3 615 717 922
17. Водопоглощение, % 2,0 1,5 0,07
18. Морозостойкость, циклы 160 170 180
19. Истираемость, г/см2 0,1 0,08 0,07
Таблица 6
Свойства теплоизоляционных изделий из вермикулита на кремнеземсодержащем связующем
№ п/п Показатели Материал вермикулит
1 2 3 4 5
1. Объем сухого материала, см3 300 350 400 450 500
2. Объемный вес сухого материала, кг/м3 100 100 100 100 100
3. Расход связующего, мл 18 25 35 20 35
4. Расход воды, мл 10 10 15 20 20
5. Вес сырьевой смеси, г 110,9 132,9 154,5 171,3 188,2
6. Нагрузка прессования, г/см2 350 380 400,6 1500 2200
7. Температура термообработки, °С 150 150 200 250 250
8.
9.
Время термообработки при максимальной температуре, мин
Объем образца после прессования, см3
0,5
176
1
176
1,5
176
1,5
176
1,5
176
10. Объем образца после термообработки, см3 176 176 176 176 176
11. Вес образца, г 71,5 90,9 120,6 133,2 145,3
12. Прочность при сжатии, кг/см2 6,2 10,8 12,9 29,8 45,0
13. Прочность при изгибе, кг/см2 3,5 5,4 10,0 15,8 19,5
14. Теплопроводность, ккал/м- час- град 0,02 0,03 0,041 0,05 0,05
15. Предел термостойкости, °С 950 950 950 950 950
16. Усадка образца после термообработки, % 0 0 0 0 0
17. Плотность образца, кг/м3 349 431 569 643 12
18. Водопоглощение, % 3,0 2,0 1,7 1,0 1,0
19. Морозостойкость, циклы 160 160 170 170 180
20. Истираемость, г/см2 0,1 0,1 0,08 0,08 0,07

Перечень основных технологических участков и входящего в них оборудования, (указаны на чертеже)

Приемное отделение:

1 - приемный бункер

2 - рыхлитель

3 - транспортер подачи песка

4 - элеватор подачи песка

Отделение хранения песка:

5 - приемный бункер от элеватора

6 - транспортер

7 - склад песка

8 - система подачи песка на сушку

Отделение сушки песка:

9 - приемный бункер сушильного аппарата

10 - сушильный барабан

11 - приемный бункер песка от сушильного барабана

12 - сито

13- транспортер уборки отсева

14 - транспортер подачи чистого песка в бункер-накопитель

15 - бункер-накопитель чистого песка

Отделение измельчения песка:

16 - питатель песка к измельчителю

17 - измельчитель с системой классификаторов и фильтром

18 - питатель подачи измельченного песка в бункер-накопитель

19 - бункер-накопитель измельченного песка

20 - питатель подачи измельченного песка в отделение приготовления связующего

Отделение приготовления связующего:

21 - склад сырья

22 - комплект оборудования приготовления связующего с системой хранения и подачи в отделения приготовления шихты

Отделение приготовления шихты:

23 - питатель подачи песка из бункера-накопителя чистого песка в бункер-накопитель с дозатором отделения приготовления шихты

24 - питатель подачи измельченного песка в бункер-накопитель с дозатором отделения приготовления шихты

25 - бункер-накопитель измельченного песка с дозатором

26 - бункер-накопитель песка с дозатором

27 - бункер-накопитель связующего с дозатором и системой его подачи в смеситель

28 - транспортер подачи песка и измельченного песка в смеситель

29 - смеситель предварительного приготовления шихты

30 - бункер-приемник смесителя окончательного приготовления шихты

31 - смеситель окончательного приготовления шихты

32 - бункер-накопитель готовой шихты.

1. Способ получения строительных изделий на основе кремнеземсодержащего связующего путем приготовления формовочной массы из кремнеземсодержащего связующего и кремнеземсодержащего заполнителя, формования из полученной формовочной массы изделий и последующей их термообработки, отличающийся тем, что он включает приготовление кремнеземсодержащего связующего с плотностью 1,3-2,4 г/см3 модулем 15-30 из смеси, содержащей неорганическую связку, кремнеземсодержащий компонент, соль плавиковой кислоты в количестве 0,5-10,0 мас.% в расчете на смесь и воду, при их интенсивном перемешивании в высокоскоростном смесителе при скорости перемешивания их 2600-6000 об/мин, частоте колебаний частиц 3600-45000 об/мин, нагревании при 80-90°С или при воздействии электрического тока с напряженностью 15-40 Вт и силой тока до 60 А, с последующим охлаждением кремнеземсодержащего связующего при постоянном перемешивании со скоростью от 40 до 100 об/мин при 15-25°С в течение 10-12 ч или с использованием воздушной аэрации при 10-20°С в течение 6-11 ч, в качестве кремнеземсодержащего компонента используют кремнеземсодержащий компонент с размером частиц от 0,2 до 20,0 мм или предварительно измельченный до размера частиц от 40 Å до 60 мкм, выбранный из группы, включающей песок кварцевый с влажностью не более 4%, карьерные глины с влажностью более 10%, обожженные глины, суглинки, супеси, лессовые отложения, с влажностью около 4%, а также микрокремнеземы, полученные из отходов производства ферросплавов, отходы камнеобработки, полученные при распиловке или шлифовке, например гранита, или при производстве гранитного щебня, гидрослюду, такую как используемую при производстве вермикулита или вспученного перлита, с влажностью около 4%, а также аморфное кремнеземсодержащее минеральное сырье из группы, включающей трепел, диатомит, с влажностью 4-6%, приготовление формовочной массы осуществляют смешением 9,0-13,5 мас.% этого полученного кремнеземсодержащего связующего и 86,5-91,0 мас.% кремнеземсодержащего заполнителя с влажностью не более 6% и дисперсностью 4-50 мкм или 60-150 мкм, или 0,2-25 мм, в качестве которого используют различный песок, гранит, базальт, вермикулит, вспученный перлитовый песок, керамзит, гидрослюду, металлургические шлаки, угольные шлаки и золы, отходы производства керамзита, камня и камнеобработки, смесь аморфного кремнезема с отходами переработки древесины или отходами переработки сельскохозяйственных культур, таких как костра от переработки льна, солома, шелуха подсолнечника, а само формование осуществляют путем вибролитья или поверхностным виброуплотнением, или путем вибропрессования, или полусухого прессования с усилием от 1,0 до 400 кг/см2 на прессе, снабженном системой дозировки подачи поддонов или без поддонов со съемным механизмом подачи сырца на транспортер с усилием прессования от 150 до 600 кг/см2, термообработку осуществляют при температуре 400-950°С, а при использовании горючих заполнителей из указанных выше термообработку осуществляют при 85-95°С.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве неорганической связки при приготовлении связующего используют гидроксид натрия или аммония или силикатную связку.

3. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что в качестве кремнеземсодержащего компонента при приготовлении связующего используют кремнеземсодержащий материал с размером частиц от 0,2 до 20 мм или от 40 Å до 60 мкм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к производству негорючих теплоизоляционных плиточных материалов. .

Изобретение относится к технологии приготовления бетонных смесей и изделий из них. .
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении конструкций и изделий из бетона. .
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий из теплоизоляционного арболита. .
Изобретение относится к способам изготовления жаростойкой бетонной смеси и изделий из жаростойкой бетонной смеси и может быть использовано для футеровки промышленных тепловых агрегатов, работающих при температуре до 1350°С и, в частности, для футеровки вагонеток обжига кирпича.
Изобретение относится к способу приготовления порошкообразной комплексной добавки для бетонной смеси и может найти применение в промышленности строительных материалов.

Изобретение относится к отраслям промышленности, где используются твердеющие смеси, например в строительной индустрии, в нефтедобывающей отрасли. .

Изобретение относится к использованию вещества, обеспечивающего временную маркировку строительного раствора, в сочетании со строительным раствором и веществом, влияющим на скорость затвердевания строительного раствора, для маркировки строительного раствора, содержащего вещество, влияющее на скорость затвердевания строительного раствора.
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий из наномодифицированного бетона, как в гражданском, так и в промышленном строительстве.
Изобретение относится к новому способу изготовления изделий в форме плит, пористых плит, блоков, полученных из конгломерата, состоящего из обломков камней. .

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к производству негорючих теплоизоляционных плиточных материалов. .
Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к составам полимерсиликатных смесей для изготовления светопрозрачных конструкций и элементов, например для обустройства подземных переходов, складов, помещений общественных зданий, работающих в условиях химически агрессивных сред, а также светопрозрачных элементов технологического оборудования, баковой аппаратуры - технологических ванн, баков, кислотохранилищ, отстойников, и может быть использовано на предприятиях строительной, химической, металлургической, нефтехимической, энергетической индустрии.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий из теплоизоляционного арболита. .
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при изготовлении изделий, применяемых для тепло- и звукоизоляции. .
Изобретение относится к сварочной технике и может быть использовано при изготовлении изоляционных втулок к сварочным горелкам. .
Изобретение относится к системе из двух компонентов, смешиваемых друг с другом с образованием способного к схватыванию цементирующего состава, способу производства способного к схватыванию цементирующего состава и способу создания опоры в шахте.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов. .

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления изделий, предназначенных для теплоизоляции тепловых печных агрегатов и энергетического оборудования с температурой эксплуатации до 1150°С.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для получения гранулированного пористого заполнителя для бетонов. .
Изобретение относится к производству облицовочной плитки. .

Изобретение относится к способу приготовления бетонной смеси, в том числе для монолитного строительства. .
Наверх