Композиция для производства пористого заполнителя

Авторы патента:

C04B38/00 - Пористые строительные растворы, бетон, искусственные камни или керамические изделия; получение их (обработка шлака газом или газообразующим материалом C04B 5/06)

C04B20/06 - вспучивание глины, перлита, вермикулита или аналогичных гранулированных материалов

C04B14/24 - пористого, например вспененного стекла

Владельцы патента RU 2555171:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный экономический университет" (RU)

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к производству пористых заполнителей на основе жидкого стекла, предназначенных для изготовления легких бетонов, а также теплоизоляционных засыпок. Композиция для производства пористого заполнителя включает, мас.%: натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см³ 50-75, хлорид натрия, размолотый до размера менее 0,3 мм, 1-3, сланцевый шлак, размолотый до прохода через сито 0,14 мм и содержащий, мас.%: SiO₂ - 22,4; Al₂O₃ - 12,2; Fe₂O₃ - 7,8; MgO - 1,3; CaO - 17,3; R₂O - 5,2; п.п.п. - 33,8, 22-49. Технический результат - повышение прочности при сжатии и коэффициента размягчения пористого заполнителя, утилизация промышленных отходов. 4 табл.

Известна композиция для получения керамзита (пористого заполнителя) состава, мас.%: отходы флотации углеобогащения - 60, модифицированное жидкое стекло - 40 /Денисов Д.Ю. Использование отходов флотации углеобогащения в производстве керамзита / Д.Ю. Денисов, И.В. Ковков, В.З. Абдрахимов // Башкирский химический журнал. - 2008. - Том 15. - №2. - С.107-109/.

Недостатком указанного состава керамической массы является относительно низкая прочность 1,7-1,9 МПа.

Известна композиция для получения водостойкого пористого заполнителя состава, мас.%: натриевое жидкое стекло - 50-70, хлорид натрия - 1-3, горелые породы с содержанием глинистой составляющей не менее 50% и потери при прокаливании не менее 16% - 22-49 /Патент №2481286 Российская Федерация, МПК C04B 14/24. Композиция для производства водостойкого пористого заполнителя / Абдрахимов В.З., Семенычев В.К., Абдрахимова Е.С., Вдовина Е.В.; заявитель и патентообладатель Самарская академия государственного и муниципального управления; заявлено 29.06.2011; опубл. 10.05.2013. Бюл. 13/.

Недостатком указанного состава является относительно низкие прочность при сжатии (2,0-2,12 МПа) и коэффициент размягчения (93-94).

Данное техническое решение принято за прототип.

Техническим результатом является повышение прочности при сжатии и коэффициента размягчения пористого заполнителя.

Указанный технический результат достигается тем, что для получения водостойкого пористого заполнителя в композицию, включающую натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см³ и хлорид натрия, размолотый до размера менее 0,3 мм, дополнительно вводят сланцевый шлак, размолотый до прохода через сито 0,14 мм и содержащий, мас.%: SiO₂ - 22,4; Al₂O₃ - 12,2; Fe₂O₃ - 7,8; MgO - 1,3; CaO - 17,3; R₂O - 5,2; п.п.п. - 33,8 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см³	50-75
хлорид натрия, размолотый до размера менее 0,3 мм	1-3
сланцевый шлак, размолотый до прохода через сито 0,14 мм
и содержащий, мас.%: SiO₂ - 22,4; Al₂O₃ - 12,2;
Fe₂O₃ - 7,8; MgO - 1,3; CaO - 17,3; R₂O - 5,2; п.п.п. - 33,8	22-49

В качестве наполнителя для производства пористого заполнителя использовались сланцевый шлак. Сланцевый шлак, получаемый на сланцеперерабатывающем заводе, где использовался сланец в виде щебня крупностью от 20 до 70 мм, более однороден, так как исходной породой является чистый сланец, а степень термической обработки на этом этапе постоянна. Химические составы: оксидный и поэлементный используемых компонентов представлены в таблицах 1 и 2.

Известно, что основным условием, обеспечивающим вспучивание композиции при ее нагревании, является совмещение во времени пиропластического состояния композиции с интенсивным газовыделением внутри обжигаемого материала. Пиропластическое состояние композиции обеспечат жидкое стекло и содержание в сланцевом шлаке глинистой составляющей, а газовыделение - содержание в данных отходах - органики (п.п.п. таблица 1 и С в таблице 2).

Для приготовления сырьевой смеси использовались следующие компоненты:

1) товарное натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см³ (см. ГОСТ 13075-81);

2) хлорид натрия (ГОСТ 13830-97, производства ОАО «Бассоль»), размолотый до размера менее 0,3 мм;

3) в качестве тонкомолотого компонента - сланцевый шлак, размолотый до прохода через сито 0,14 мм.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Композиции (таблица 3) для производства пористого заполнителя готовили путем тщательного перемешивания всех компонентов аналогично технологии, представленной в прототипе.

Таблица 3. Составы композиции для производства пористого заполнителя

Компоненты	Содержание компонентов, мас.%:	Прототип
1	2	3
Натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см³ по ГОСТу 13075-81	75	60	50	50-75
Хлорид натрия, размолотый до размера менее 0,3 мм по ГОСТу 13830-97	3	2	1	1-3
Тонкомолотый компонент - сланцевый шлак, размолотый до прохода через сито 0,14 мм	22	38	49	-
Тонкомолотый компонент - горелые породы	-	-	-	22-49

Получение смеси производилось в мешалке принудительного действия в следующем порядке. Сначала в мешалку загружались тонкомолотый компонент и хлорид натрия, которые тщательно перемешивались, затем в готовую сухую смесь при включенной мешалке заливалось натриевое стекло тонкой струйкой. Перемешивание производилось до получения однородной массы, но не менее 5 минут.

Полученная смесь системой ножей разрезалась на отдельные гранулы, которые термообрабатывались при 250-300°C в печном грануляторе, вспучиваясь при этом и образуя шарообразные высокопористые гранулы. Полученные гранулы помещались в электрическую печь, разогретую до температуры 790°C, и выдерживались там 10 минут. После изотермической выдержки гранулы охлаждались при скорости охлаждения 40°С/мин. Физико-механические показатели пористого заполнителя представлены в таблице 4.

Как видно из таблицы 4, пористые заполнители из предложенных составов имеют более высокие прочность на сжатие и коэффициент размягчения, чем прототип.

Техническое решение при использовании предложенных составов позволяет повысить прочность на сжатие и коэффициент размягчения пористого заполнителя.

Использование техногенного сырья при получении пористого заполнителя способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды, расширению сырьевой базы для керамических материалов.

Источники информации

1. Денисов Д.Ю. Использование отходов флотации углеобогащения в производстве керамзита / Д.Ю. Денисов, И.В. Ковков, В.З. Абдрахимов // Башкирский химический журнал. - 2008. - Том 15. - №2. - С.107-109.

2. Патент №2481286 Российская Федерация, МПК C04B 14/24. Композиция для производства водостойкого пористого заполнителя / Абдрахимов В.З., Семенычев В.К., Абдрахимова Е.С., Вдовина Е.В.; заявитель и патентообладатель Самарская академия государственного и муниципального управления; заявлено 29.06.2011; опубл. 10.05.2013. Бюл. 13.

Композиция для производства пористого заполнителя, включающая натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см³ и хлорид натрия, размолотый до размера менее 0,3 мм, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит сланцевый шлак, размолотый до прохода через сито 0,14 мм и содержащий, мас.%: SiO₂ - 22,4; Al₂O₃ - 12,2; Fe₂O₃ - 7,8; MgO - 1,3; CaO - 17,3; R₂O - 5,2; п.п.п. - 33,8 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см³	50-75
хлорид натрия, размолотый до размера менее 0,3 мм	1-3
сланцевый шлак, размолотый до прохода через
сито 0,14 мм и содержащий, мас.%: SiO₂ - 22,4; Al₂O₃ - 12,2;
Fe₂O₃ - 7,8; MgO - 1,3; CaO - 17,3; R₂O - 5,2; п.п.п. - 33,8	22-49

Изобретение относится к производству искусственных пористых заполнителей для бетонов. В способе изготовления искусственного пористого заполнителя, включающем послойную укладку гранулированного материала и его спекание в слоях, для образования, по меньшей мере, двух слоев толщиной 10-15 мм каждый, в качестве гранулированного материала используют бой стекла фракции 3-5 мм и гранулированный доменный шлак фракции 0,6-5 мм, после чего спекают при температуре 900-1050°C, охлаждают, подвергают дроблению и фракционированию.

Способ получения гранул из хвостов обогащения // 2545272

Изобретение относится к области экологии и рационального природопользования и может быть использовано для переработки хвостов обогащения, в частности хвостов обогатительных фабрик золотодобычи. Техническим результатом является снижение загрязнения окружающей среды и получение продукта в виде гранул для использования их в различных каталитических системах и в качестве теплоизоляционного материала.

Сырьевая смесь для газобетона // 2541340

Изобретение относится к области производства строительных изделий и может быть использовано при изготовлении газобетонных конструкционно-изоляционных блоков, применяемых для строительства и теплоизоляции жилых, административных и промышленных зданий и сооружений.

Шихта для производства пористого заполнителя // 2540992

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину кирпичную 76,0-79,5, кварцевый песок 16,0-18,0, измельченный до полного прохождения через сетку с размером отверстий 2,5 мм шунгит 1,0-1,5, измельченный до полного прохождения через сетку с размером отверстий 2,5 мм пирофиллит 3,5-4,5.

Способ организации переработки тяжелых углеводородных соединений с получением объемного углеродного каркаса (варианты) // 2537306

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано при переработке нефти или тяжелых углеводородных соединений для получения объемного углеродного каркаса для композитных материалов.

Способ получения пористого проницаемого керамического изделия // 2536536

Способ включает плазменное напыление частиц однородного по крупности керамического материала на основе оксида алюминия на удаляемую оправку. Напыление ведут путем формирования монослоев за счет соударения напыляемых частиц керамического материала с поверхностью оправки под углом менее 45°, исключая ноль.

Шихта с лопаритом для получения пористого проницаемого каталитического материала // 2532745

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к составам шихты для получения пористого проницаемого каталитического методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, и может быть использовано для изготовления фильтрующих элементов.

Шихта с цеолитом для получения пористого проницаемого каталитического материала // 2532744

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к составам шихты для получения пористого проницаемого каталитического материала методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, и может быть использовано для изготовления фильтрующих элементов.

Способ изготовления керамического стенового изделия (варианты) // 2532511

Изобретение касается способа производства стеновых керамических изделий. Технический результат изобретения заключается в упрощении технологии изготовления керамического стенового изделия с одновременным заполнением пустот теплоизоляционным материалом при обжиге.

Способ получения теплоизоляционного материала // 2531715

Изобретение относится к технологии получения неорганических термостойких, антикоррозионных композиционных материалов при производстве пластиков, антифрикционных и смазочных материалов при изготовлении композиционных материалов для строительной, электротехнической, атомной, машиностроительной и химической промышленностей.

Композиция для производства пористого заполнителя // 2555169

Сырьевая смесь для изготовления керамзита // 2554956

Изобретение относится к составам сырьевых смесей, которые могут быть использованы для изготовления керамзита. Сырьевая смесь для изготовления керамзита включает, мас.%: кирпичную глину 96,0-97,5, бентонит 0,5-1,0, сухой торф 0,5-1,5, фосфорит 1,5-2,5.

Шихта для производства пористого заполнителя // 2540993

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину кирпичную 83,5-87,5, кварцевый песок 10,0-14,0, дробленый до полного прохождения через сетку с размером отверстий 5 мм шунгит 1,0-1,5, просеянную через сетку с размером отверстий 5 мм торфяную крошку 1,0-1,5.

Шихта для производства пористого заполнителя // 2540992

Шихта для производства пористого заполнителя // 2540985

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: размолотую до порошкообразного состояния глину монтмориллонитовую 85,0-90,0, размолотый до порошкообразного состояния глауконит 10,0-15,0.

Шихта для производства пористого заполнителя // 2538576

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 87,0-90,0, размолотый до прохождения через сетку №0,63 уголь 1,0-1,5, кварцевый песок 7,0-9,0, буру 1,5-3,0.

Шихта для производства пористого заполнителя // 2538574

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 94,5-97,5, размолотый до удельной поверхности 2000-2500 см2/г уголь 2,0-4,0, подмыльный щелок, предварительно разведенный в горячей воде с температурой 85-90оС, 0,5-1,5.

Способ производства пористого заполнителя // 2538026

Изобретение относится к производству пористых заполнителей, которые могут быть использованы в качестве декоративной и теплоизоляционной засыпки. В способе производства пористого заполнителя, предусматривающем приготовление керамического литейного шликера, погружение в шликер частиц заполнителя, их сушку и обжиг, сушку осуществляют до влажности не более 6%, обжиг - при температуре 850-1200°C, а в качестве заполнителя используют природный вермикулит фракции 5-10 мм, причем шликер имеет следующий состав, мас.%: природный вермикулит 20-25, глина 24-30, вода 45-50, окрашивающая добавка 1-5.

Шихта для производства пористого заполнителя // 2538025

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 94,0-99,0, сухой, размолотый до прохождения через сетку № 2,5 торф 0,5-3,0, буру 0,5-3,0.

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.

Композиция для производства пористого заполнителя // 2555169