Сырьевая смесь для получения пористого заполнителя

Авторы патента:

C04B38/02 - полученные добавлением химических газообразующих средств

Владельцы патента RU 2497780:

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

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при изготовлении искусственных пористых заполнителей для легких бетонов и теплоизоляционных засыпок. Сырьевая смесь для получения пористого заполнителя, включающая кремнеземсодержащую горную породу и газообразователь, в качестве газообразователя она содержит смесь оксида алюминия и карбида кремния при следующем соотношении компонентов, мас.%: кремнеземсодержащая горная порода 95,0-96,0, оксид алюминия 3,0-4,9, карбид кремния 0,1-1,0. Технический результат - повышение прочности пористого заполнителя путем уменьшения спекания заполнителя при снижении его водопоглощения и теплопроводности. 4 пр., 1 табл.

В качестве заполнителей для легких бетонов используют природные и искусственные сыпучие пористые материалы с насыпной плотностью не более 1200 кг/м³ при крупности зерен до 5 мм (песок) и не более 1000 кг/м³ при крупности зерен 5…40 мм (щебень, гравий).

Специально изготовленными пористыми заполнителями являются керамзит и его разновидности (шунгизит, зольный гравий, глинозольный керамзит и др.), аглопорит, шлаковая пемза, гранулированный шлак, вспученный перлит и вермикулит. Их специально получают в виде гравия, щебня и песка в результате термической обработки глинистого, зольного, шлакового и другого минерального сырья.

Известна сырьевая смесь для изготовления пористого заполнителя (а.с. СССР №1805117, МПК С04В 18/06, опубл. 30.03.1993г.), состоящая из кремнистой породы (трепел, диатомит, опока), щелочного гидроактиватора, нитратов и нитритов щелочных металлов, фтористого натрия.

Главной особенностью известной сырьевой смеси является то, что компаундом при вспенивании кремнистой породы для получения пористого заполнителя служат отходы производства.

Недостатком сырьевой смеси по А.с. №1805117 является необходимость вводить в компаунд кроме гидроактивизатора щелочного, получаемого из отработанного содового раствора, дополнительно дорогие дефицитные добавки нитраты щелочных металлов и фтористый натрий.

Наиболее близкой к предлагаемой является сырьевая смесь для получения пористого заполнителя (патент РФ №1813080, МПК С04В 14/04, 18/04, опубл. 30.04.1993 г.), включающая кремнеземсодержащую горную породу в качестве заполнителя и шлак производства ферросилиция в качестве газообразователя.

Недостатком сырьевой смеси по патенту РФ №1813080 является его недостаточная прочность, обусловленная тем, что при высоких температурах обжига (1180-1250°С) не исключена возможность спекания гранул заполнителя.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в повышении прочности пористого заполнителя путем уменьшения спекания заполнителя при снижении его водопоглощения и теплопроводности.

Поставленная задача решается тем, что в сырьевой смеси для получения пористого заполнителя, как и в прототипе, используется кремнеземсодержащая горная порода и газообразователь. При этом в отличие от прототипа, в качестве газообразователя используют смесь оксида алюминия и карбида кремния при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Кремнеземсодержащая горная порода	95,0-96,0
Оксид алюминия	3,0-4,9
Карбид кремния	0,1-1,0

Использование в качестве газообразователя смеси оксида алюминия и карбида кремния с преобладанием оксида алюминия обеспечит уменьшение спекания. Экспериментально установлено, что при заявляемом соотношении компонентов происходит снижение контакта между гранулами заполнителя. Оксид алюминия при спекании выдавливается на поверхность гранул, обволакивая их. Поскольку температура плавления оксида алюминия составляет 3000°С, что значительно выше температуры обжига заполнителя, то спекание гранул не происходит, а полученный в результате пористый материал обладает повышенной прочностью.

Кроме того, обеспечивается возможность повышения температуры вспенивания, что позволит увеличить коэффициент вспенивания, а это в свою очередь и приводит к уменьшению объемной массы и снижению коэффициентов водопоглощения, теплопроводности.

Пористый заполнитель с использованием предлагаемой сырьевой массы получают следующим образом.

Горную кремнеземсодержащую породу (либо отходы ее) измельчают в шаровой мельнице. Измельченную породу смешивают с оксидом алюминия и карбидом кремния при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Кремнезесодержащая горная порода	95,0-96,0
Оксид алюминия	3,0-4,9
Карбид кремния	0,1-1,0

Из сырьевой смеси на тарельчатом грануляторе получают шарообразные гранулы заданного размера от 5 до 15 мм в диаметре. Сырцовые гранулы подсушивают при 100°С в течение 30 минут, нагревают до 600°С в течение 5 минут и обжигают при температуре вспенивания 1120-1250°С в течение 10 минут. В результате термохимических реакций окисления карбида кремния происходит выделение газообразных продуктов и происходит вспучивание минерального сырья при обжиге. При этом в процессе обжига материал гранул переходит в пиропластическое состояние, а оксид алюминия стремится к поверхности гранул, препятствуя их спеканию. Остывание вспученных масс производят в холодильнике, где происходит их охлаждение и утилизация тепла.

Предлагаемое технологическое решение позволяет использовать не только стекловатые вулканические породы (перлиты, витрозиты, пеплы или витрокластические туфы), а широко распространенные магматические породы кислого и среднего состава (граниты, диориты, дациты, андезиты и т.д.) без их предварительного переплавления для получения стеклогранулята (сырья для пеностекла). Такие породы имеют низкую температуру плавления, поэтому из шихты на их основе можно изготавливать пористый материал путем однократного нагревания (совмещая процессы ее плавления и вспенивания).

Это дает двукратное уменьшение затрат энергии по сравнению с производством азерита или получением пеностекла по традиционной двухстадийной технологии.

Важный новый элемент предлагаемого решения - возможность использования для производства строительного материала многотоннажных отходов переработки магматических пород (отсевы от дробления на щебень, отвальные хвосты и шламы горно-обогатительных комбинатов), а не специально сваренных стеклогранулятов из дефицитных материалов.

Пример конкретного изготовления пористого заполнителя из заявляемой сырьевой массы.

Исходное сырье доставляют автомашинами и подают в приемные бункеры, затем дозируют компоненты шихты для получения нужной дозировки газообразователя, одновременно, по пути следования транспортерной ленты происходит электромагнитная сепарация сырья для удаления металлических включений. В первом сушильном барабане происходит сушка сырья и его первичное перемешивание. Затем шихта подается в виброцентробежные мельницы, где происходит дезинтеграция и механохимическая активация шихты до необходимой кондиции. На тарельчатых грануляторах формуются гранулы, которые подаются в сушильную камеру, где на сеточном конвейере гранулы обдуваются постоянным потоком нагретого воздуха. Нагрев воздуха до температуры 400-450^оС осуществляется благодаря предварительному проходу его через охлаждающие элементы печей и отбору от них тепла. Нагретые гранулы попадают в нижнюю часть аппарата, где распределительным устройством подаются в обжиговую печь. Нагретые гранулы, движимые в монослое кольцевым подом, дополнительно нагреваются с помощью металлических нагревателей до температуры 1180С. После обжига гранулы попадают в холодильник, где происходит их охлаждение и утилизация тепла.

Примеры конкретного состава сырьевой смеси.

Состав 1.

альбитофир - 67%

диабаз - 28%

оксид алюминия - 4,5%

карбид кремния - 0,5%

В данном составе альбитофир и диабаз - кремнеземсодержащие горные породы.

Состав 2.

Гранит - 95%

Оксид алюминия - 4%

Карбид кремния - 1%

В данном составе гранит - кремнеземсодержащая горная порода. При применении данной смеси увеличивается прочность полученного материала.

Состав 3.

Диорит - 96%

Оксид алюминия - 3,5%

Карбид кремния - 0,5%

В данном составе диорит - кремнеземсодержащая горная порода. При применении данной смеси идет снижение температуры обработки.

Важнейшие потребительские свойства продукта, полученного из предлагаемой сырьевой смеси:

- высокая прочность при сдавливании;

- низкая теплопроводность;

- низкое водопоглощение;

- высокие звукоизоляционные свойства;

- высокая устойчивость к низким температурам;

- негорючесть, нетоксичность.

Для изготовления пористого заполнителя из заявляемой массы можно использовать многотоннажные отходы кремнеземсодержащих горных пород - отходы от производства щебня в виде отсевов, складированных в терриконах, и в виде пылевидных отсевов, складированных в шламбассейнах. При этом в качестве газообразователя также можно использовать отходы производства. Например, оксид алюминия содержится в отходах Ачинского глиноземного комбината, а карбид кремния - в отходах Волжского абразивного завода. Необходимое процентное соотношение ингредиентов в этом случае получают путем дозирования.

Таким образом, при изготовлении строительного материала из заявляемой сырьевой смеси утилизируются отходы горнорудного производства, загрязняющие окружающую среду.

Кроме того, получаемый материал является одновременно как теплоизоляционным, так и конструкционным материалом, обеспечивая существенную экономию.

Предлагаемая сырьевая масса обеспечивает возможность выпуска легкого строительного теплоизоляционного материала в виде блоков стандартных размеров, что позволяет использовать его как традиционный кладочный материал, причем его теплотехнические и прочностные характеристики позволяют уменьшить расход обыкновенного кирпича в пять раз, при неизменной тепловой защите конструкций, что снижает стоимость строительных работ на 20-30%.

Основные характеристики материала, полученного из заявляемой сырьевой смеси приведены в таблице 1.

Таблица 1
	Проведенные испытания	Требования ГОСТ 9758-86
Прочность при сжатии в цилиндре	12,9 кг/см², 1,3 МПа	не ниже 1,0 МПа
Водопоглощение	2-8 %	не более 30%
Стойкость к силикатному распаду	3,1%	потери при кипячении не более 5%
Теплопроводность, Вт/м*К	0,06-0,30
Стойкость к щелочному распаду	35 ммоль/л	предельное значение 50 ммоль/л

Сырьевая смесь для получения пористого заполнителя, включающая кремнеземсодержащую горную породу и газообразователь, отличающаяся тем, что в качестве газообразователя она содержит смесь оксида алюминия и карбида кремния при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Кремнеземсодержащая горная порода	95,0-96,0
Оксид алюминия	3,0-4,9
Карбид кремния	0,1-1,0

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к составам смесей для изготовления морозостойких стеновых камней и монолитных стен. .

Сырьевая смесь для изготовления керамических теплоизоляционных строительных материалов // 2484063

Изобретение относится к составам сырьевых смесей для изготовления керамических теплоизоляционных материалов и может быть использовано для производства теплоизоляционной керамики при строительстве жилых, гражданских и промышленных зданий.

Сырьевая смесь для изготовления газобетона // 2484062

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству ячеистых бетонов, используемых в малоэтажном строительстве. .

Способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала // 2483046

Изобретение относится к производству теплоизоляционных ячеистых строительных материалов. .

Способ приготовления газообразователя для поризации гипсовых смесей // 2478595

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к области поризации гипсовых смесей, и может быть использовано в промышленности строительных материалов.

Способ изготовления сырьевой смеси для ячеистого бетона // 2472753

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к производству ячеистых бетонов. .

Способ получения газобетона // 2465252

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при производстве изделий из ячеистого бетона. .

Шихта для производства пористого заполнителя // 2465248

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. .

Композиция для изготовления пеногипсовых изделий // 2461532

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к пеногипсовым композициям, используемым для изготовления легких теплоизоляционных материалов с пористой структурой.

Состав сухой сырьевой смеси для изготовления и производства неавтоклавного газобетона // 2460708

Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий из ячеистого бетона, поризованного газом, и может быть использовано при изготовлении изделий, применяемых для строительства и теплоизоляции зданий.

Состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного твердения // 2500654

Изобретение относится к способу изготовления изделий из ячеистого бетона и к составу сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного теплоизоляционного ячеистого бетона. Состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного твердения содержит, мас.%: портландцемент 63,03-66,06, синтетический пенообразователь 0,15-0,21, газообразователь, содержащий 80% активного алюминия с размером частиц не более 100 нм и 20% полиэтиленгликоля, 0,68-0,74, вода 33,04-36,07. Состав дополнительно содержит модифицирующую нанокристаллическую добавку - корунд в количестве 0,02-0,3 мас.% от массы портландцемента. Способ получения состава по п.1 включает подачу и перемешивание в смесителе миксерного типа сначала пенообразователя с частью воды и портландцемента, а затем в полученную массу при перемешивании - суспензии из указанного газообразователя и части воды. В указанную суспензию дополнительно вводят модифицирующую нанокристаллическую добавку - корунд в количестве 0,02-0,3 мас.% от массы портландцемента. Технический результат - повышение прочности при снижении плотности и теплопроводности, получение ячеистого бетона с оптимизированной поровой структурой. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 пр., 7 табл.

Сырьевая смесь для ячеистых изделий автоклавного твердения // 2509737

Изобретение относится к строительной индустрии и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных, конструкционно-теплоизоляционных, конструкционных изделий автоклавного твердения. Сырьевая смесь для ячеистых изделий автоклавного твердения содержит, мас.%: известь кальциевую комовую негашеную 5-12, портландцемент 7-14, молотый кварцевый песок 38-51, алюминиевую пасту 0,03-0,12, вяжущее, состоящее из предварительно погашенной извести с добавкой молотого двуводного гипса в количестве 0,05-0,25% (в пересчете на полугидрат), 15-25%, воду (сверх 100% сухих компонентов) в количестве, соответствующем водотвердому соотношению B/T=0,5-0,6. Технический результат - повышение качества строительных материалов ячеистой структуры, снижение водопотребности сырьевой смеси, уменьшение времени выдержки сырца до автоклавной обработки. 1 пр., 2 табл., 2 ил.

Сырьевая смесь для получения газобетона // 2524361

Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к составам для производства ячеистого бетона и изделий на его основе, которые могут применяться в промышленном и гражданском строительстве. Сырьевая смесь для получения газобетона содержит, мас.%: портландцемент 8,9-10,5, негашеную известь 41,4-43,8, технологические добавки - сухие отходы от резки газобетонных блоков, алюминиевую пудру и поверхностно-активное вещество - суперпластификатор «Реламикс ПК» 8,97-9,8, многослойные углеродные нанотрубки, поверхность которых химически функционализирована кислородосодержащими группами, 0,0003-0,03, воду 35,881-40,7297, причем указанные нанотрубки вводят в поверхностно-активное вещество - суперпластификатор «Реламикс ПК» с последующей ультразвуковой обработкой полученной суспензии с указанными нанотрубками. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения. Технический результат - получение газобетона с улучшенными прочностными и теплоизоляционными характеристиками. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 1 пр.

Состав керамзитобетонной смеси // 2527974

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству легкого керамзитобетона для малоэтажного строительства. Состав керамзитобетонной смеси включает, мас.%: портландцемент 18,87-21,34, керамзит 41,13-41,56, суперпластификатор ЛСТМ 0,0312, золу-унос ТЭЦ 13,92-18,87, газообразующую добавку ПАК-3 0,022-0,025, воду - остальное. Технический результат - получение керамзитобетона с повышенной прочностью и сниженной плотностью. 3 табл.

Сырьевая смесь для получения гранулированного теплоизоляционного материала // 2532112

Изобретение относится к составу сырьевой смеси для производства строительных материалов, в частности пористых искусственных изделий, и может быть использовано при изготовлении гранулированного теплоизоляционного материала и особо легкого заполнителя для бетонов. Сырьевая смесь для получения гранулированного теплоизоляционного материала содержит, мас.%: микрокремнезем 33,5-45, золошлаковую смесь 3,0-14,5, отход обогащения апатито-нефелиновой руды 25-30, гидроксид натрия (в пересчете на Na2O) 22-27, двууглекислый аммоний 0,5-1,5. Изобретение развито в зависимых пунктах. Технический результат - повышение прочности гранулированного теплоизоляционного материала при снижении его водопоглощения, утилизация техногенных отходов. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

Способ изготовления пенокерамических изделий с облицовочным слоем // 2535560

Изобретение относится к способам изготовления пенокерамики, а именно к способам изготовления пенокерамических изделий декоративного назначения. Технический результат: изготовление пенокерамических изделий с облицовочным слоем и улучшенными теплозащитными свойствами за счет изготовления внутри наружных отделочных слоев поризованного слоя любой требуемой толщины. В способе изготовления пенокерамических изделий с облицовочным слоем, включающем приготовление шликера и пены, смешивание их до получения пенокерамической массы, формование изделий, сушку и обжиг, из шликера дополнительно изготавливают пресс-порошок путем обезвоживания шликера в башенной распылительной сушилке до влажности 4-9 мас.% с последующей выдержкой для усреднения по влажности в течение 46-48 часов, а изделия изготавливают многослойными, содержащими наружные слои: облицовочный и подложки, с размещенным между ними поризованным керамическим слоем; причем наружные слои изготавливают из пресс-порошка путем формования из него листов толщиной от 0,5 до 5 мм при удельном давлении прессования в пределах от 300 до 500 кг/см2, а внутренний поризованный слой изготавливают из минерализованной предварительно растертым пресс-порошком пенокерамической массы до получения пластичной пеномассы с влажностью 16-23 объемн.% и последующим формованием из нее пластин толщиной от 10 до 50 мм; затем отформованные наружные и внутренний слои подвергают сушке до нулевой влажности, а на выходе из сушилок - укладке друг на друга с образованием многослойной конструкции, причем между верхним и нижним наружными слоями размещают от 2-х до 10-ти пластин поризованного слоя, после чего все уложенные в стопу слои подвергают обжигу до спекания друг с другом при температуре 1200-1250°C в течение 50-100 мин, причем перед обжигом верхний лицевой слой декорируют керамическими красителями или глазурями методом цифровой печати. 1 табл.

Шихта для производства пористого заполнителя // 2535580

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 81,0-87,5, доломит 2,0-3,0, 3%-ный раствор перекиси водорода 0,5-1,0, кварцевый песок 10,0-15,0. Технический результат - повышение прочности пористого заполнителя, полученного из шихты. 1 табл.

Бетонная смесь // 2536535

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству легкого бетона для малоэтажного строительства. Бетонная смесь содержит, мас.%: портландцемент 18,87-21,34, керамзит 41,13-41,56, суперпластификатор ЛСТМ 0,0312, золу-унос ТЭЦ 13,92-18,87, газообразующую добавку ПАК-3 0,022-0,025, железосодержащий шлам - отход химического производства 0,10-0,50, воду - остальное. Технический результат - получение бетона с повышенной прочностью и сниженной плотностью. 3 табл.

Сырьевая смесь для изготовления неавтоклавного газобетона и способ приготовления неавтоклавного газобетона // 2536693

Группа изобретений относится к составам сырьевых смесей и способам приготовления ячеистых бетонов неавтоклавного твердения и может быть использована в промышленности строительных материалов для получения теплоизоляционно-конструкционных изделий. Сырьевая смесь для изготовления неавтоклавного газобетона включает, мас.%: портландцементный клинкер 27,23-28,36, известь комовую 4,5, песок 31,5, двуводный гипсовый камень 2,27, алюминиевую пудру 0,08, сульфанол 0,001, кальций-магний-силикатсодержащую горную породу - диопсид 1,42-2,55, водный раствор электролита Fe2(SO4)3 или Al2(SO4)3 0,28, воду - остальное. Способ приготовления неавтоклавного газобетона из указанной выше сырьевой смеси включает совместный помол сухих компонентов сырьевой смеси до удельной поверхности 280-310 м2/кг, введение водного раствора электролита и воды, перемешивание, введение водно-алюминиевой суспензии и перемешивание, заливку смеси в металлические формы и тепловлажностную обработку при температуре 85°С. Технический результат - улучшение физико-механических свойств неавтоклавного газобетона, упрощение его получения. 2 н.п. ф-лы, 1 пр., 5 табл.

Эластичный неорганическо-огранический гибридный пеноматериал // 2543007

Изобретение относится к способу получения эластичного неорганическо-органического гибридного пеноматериала и пеноматериалу, полученному этим способом. Способ получения пеноматериала посредством вспенивания смеси, содержащей, мас.%: минерал А), выбранный из реагипса, каолина или волластонита 50-97, растворенный в воде поливиниламин В) 1-45, вспенивающий агент С) 1-50, эмульгатор D) 1-5, сшивающий агент Е), способный реагировать с поливиниламином В), 0-5, причем массовые проценты компонентов А) и В) относятся к твердой фазе и сумма из А) - Е) составляет 100 мас.%. Пеноматериал получен указанным выше способом. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения. Технический результат - получение негорючего пеноматериала с улучшенной эластичностью с хорошими тепло- и звукоизоляционными свойствами и с достаточной механической прочностью. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 пр.