Глинофосфатный материал

Изобретение относится к области строительных материалов. Глинофосфатный материал, содержащий глину, железосодержащий отход металлургического производства с остатком на сите №008 5-7%, содержащий оксид железа (II), и ортофосфорную кислоту плотностью 1,25 г/см³, содержит глину кембрийскую и дополнительно отход песчано-гравийной смеси с размером частиц менее 0,6 мм, следующего основного состава, мас.%: SiO₂ - 70,6, AL₂O₃ - 9,1, TiO₂ - 0,6, Fe₂O₃ - 1,9, FeO - 1,4, CaO - 5,3, MgO - 2,0, BaO - 0,1, Na₂O, K₂O, CO₂ - 3,2, P₂O₅ - 0,2, H₂O - 1,7, SO₃ - 0,1, при следующем соотношении компонентов, мас.%: глина кембрийская - 55-56, указанный железосодержащий отход - 11-12, указанный отход песчано-гравийной смеси - 15-16, ортофосфорная кислота плотностью 1,25 г/см³ -остальное. Технический результат - повышение морозостойкости материала. 1 табл.

 

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

Известны глинофосфатные материалы на основе глин, суглинков, фосфорной кислоты и добавок - оксидов d-металлов (Сватовская Л.Б., Смирнова Т.В., Латутова М.Н. и др. Вяжущие и безобжиговые материалы на основе природных алюмосиликатов. - Л.: Стройиздат, журнал «Цемент» №11, 1989. С.7-8). Процесс получения материалов на основе природного высокодисперсного продукта, представленного глинистыми минералами, может проходить по схеме кислотных реакций - на кислотных и активных центрах этих минералов. Этот процесс может быть катализирован веществами, действующими по принципу окислительно-восстановительных катализаторов. В качестве активирующих добавок можно использовать техногенные продукты, содержащие d^6-10 элементы, а также железосодержащие продукты.

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

Недостатком этих материалов является низкая морозостойкость из-за образования значительного количества растворимых гидрофосфатов алюминия.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является выбранный в качестве прототипа глинофосфатный материал следующего состава, мас.%: голубая кембрийская глина - 56-57; железосодержащий отход металлургического производства с остатком на сите №008 5-7% - 9-11; мартеновская пыль с остатком на сите №008 2-5% - 15-16 и ортофосфорная кислота плотностью 1,24-1,25 г/см³ - остальное (RU №2232147, С04В 28/34, 10.07.2004).

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в повышении морозостойкости материалов на основе фосфорной кислоты и использовании отхода песчано-гравийной смеси, содержащего оксиды металлов и кремния, за счет образования труднорастворимых основных фосфатов алюминия.

Технический результат - повышение морозостойкости глинофосфатного материала.

Технический результат достигается тем, что глинофосфатный материал, содержащий глину кембрийскую, железосодержащий отход металлургического производства с остатком на сите №008 5-7%, содержащий оксид железа (II) и ортофосфорную кислоту плотностью 1,25 г/см³, дополнительно содержит отход песчано-гравийной смеси с размером частиц менее 0,6 мм, следующего основного состава, мас.%: SiO₂ - 70,6; Al₂O₃ - 9,1; TiO₂ - 0,6; Fe₂O₃ - 1,9; FeO - 1,4; CaO - 5,3; MgO - 2,0; BaO - 0,1; Na₂O - 1,7; K₂O - 2,1; CO₂ - 3,2; P₂O₅ - 0,2; H₂O - 1,7; SO₃ - 0,1, при соотношениях компонентов, мас.%:

Глина кембрийская	55-56
Указанный железосодержащий отход
металлургического производства	11-12
Указанный отход песчано-гравийной смеси	15-16
Ортофосфорная кислота,
плотность 1,25 г/см3	остальное

Новым, по сравнению с прототипом, является использование отхода песчано-гравийной смеси с размером частиц менее 0,6 мм, содержащего, мас.%: SiO₂ - 70,6; Al₂O₃ - 9,1; TiO₂ - 0,6; Fe₂O₃ - 1,9; FeO - 1,4; CaO - 5,3; MgO - 2,0; BaO - 0,1; Na₂O - 1,7; K₂O - 2,1; CO₂ - 3,2; P₂O₅ - 0,2; H₂O - 1,7; SO₃ - 0,1, взамен мартеновской пыли, что приводит к образованию труднорастворимых фосфатов алюминия, способствующих повышению морозостойкости материала.

ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ

Смесь, состоящую из глины кембрийской, железосодержащего отхода металлургического производства, представляющего собой оксиды железа (II) и отхода песчано-гравийной смеси с размером частиц менее 0,6 мм, содержащего оксиды металлов и кремния, перемешивают и затворяют ортофосфорной кислотой плотностью 1,25 г/см³. Используют следующие материалы: глину кембрийскую полукислую, низкодисперсную, средней пластичности, насыпной плотности - 1450 кг/м³; железосодержащий отход металлургического производства следующего основного состава, мас.%: FeO - 96, CuO - 0,1, Al₂O₃ - 0,4, Mo₃O₄ - 0,1, NiO - 0,2, SiO₂ - 2,0, Cr₂O₃ - 0,3, С - 0,3; ортофосфорную кислоту (ГОСТ 65-52-80), отход песчано-гравийной смеси с размером частиц менее 0,6 мм, следующего основного состава, мас.%: SiO₂ - 70,6; Al₂O₃ - 9,1; TiO₂ - 0,6; Fe₂O₃ - 1,9; FeO - 1,4; CaO - 5,3; MgO - 2,0; BaO - 0,1; Na₂O - 1,7; K₂O - 2,1; CO₂ - 3,2; P₂O₅ - 0,2; H₂O - 1,7; SO₃ - 0,1.

Для определения модуля крупности мелкие фракции железосодержащего отхода металлургического производства и песчано-гравийной смеси подвергались рассеву на стандартном наборе сит по ГОСТ 8735-88.

Использование отхода песчано-гравийной смеси, содержащего оксиды металлов и кремния, позволяет получить после затвердевания на воздухе морозостойкий материал, который можно использовать в строительстве. Морозостойкость определялась по ГОСТ 7025-91. Примеры составов и результаты испытаний представлены в таблице.

Анализ таблицы показывает, что использование отхода песчано-гравийной смеси, содержащего, мас.%: SiO₂ - 70,6; Al₂O₃ - 9,1; TiO₂ - 0,6; Fe₂O₃ - 1,9; FeO - 1,4; CaO - 5,3; MgO - 2,0; BaO - 0,1; Na₂O - 1,7; K₂O - 2,1; СО₂ - 3,2; P₂O₅ - 0,2; Н₂О - 1,7; SO₃ - 0,1, с размером частиц менее 0,6 мм, вместо мартеновской пыли, позволяет повысить морозостойкость материала.

Глинофосфатный материал, содержащий глину кембрийскую, железосодержащий отход металлургического производства с остатком на сите №008 5-7%, содержащий оксид железа (II) и ортофосфорную кислоту плотностью 1,25 г/см³, отличающийся тем, что дополнительно содержит отход песчано-гравийной смеси с размером частиц менее 0,6 мм следующего основного состава, мас.%: SiO₂ - 70,6, Al₂O₃ - 9,1, TiO₂ - 0,6, Fe₂O₃ - 1,9, FeO - 1,4, СаО - 5,3, MgO - 2,0, BaO - 0,1, Na₂O, K₂O, CO₂ - 3,2, P₂O₅ - 0,2, H₂O - 1,7, SO₃ - 0,1 при соотношениях компонентов, мас.%:

Глина кембрийская	55-56
Указанный железосодержащий отход
металлургического производства	11-12
Указанный отход песчано-гравийной
смеси	15-16
Ортофосфорная кислота
плотностью 1,25 г/см3	Остальное