Заполнитель пористый для легких бетонов и теплоизоляционных засыпок

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2604527:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" (RU)

Изобретение относится к отрасли производства строительных материалов, в частности аналога гранулированного пеностекла - заполнителя пористого для легких бетонов и теплоизоляционных засыпок в различных строительных конструкциях для утепления, например, стен, полов, кровель промышленных и гражданских зданий. Технический результат заключается в снижении температуры вспенивания до 850-870°С, плотности и коэффициента теплопроводности. Заполнитель пористый для легких бетонов и теплоизоляционных засыпок содержит, мас. %: шлак ТЭС 50-60, стеклобой 30-40, глицерин 4, борная кислота 6. 1 табл.

Известна сырьевая смесь для получения гранулированного пеностекла (патент РФ №2243174, заявка опубл. 27.12.2004, МПК С03С 11/00), включающая бой стекла, шлак ТЭЦ, связующее - растворимое стекло и порообразователь - шлам алюминиевого производства при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Шлак ТЭЦ	20,0-21,0
Шлам алюминиевого	1,0-2,0
производства
Растворимое стекло	8,0-10,0
Бой стекла	Остальное

Недостатком этой сырьевой смеси является наличие гидрофобных частиц углерода в шламе, что не позволяет вводить большое количество порообразователя и соответственно снижает количество используемых отходов.

Наиболее близкой по составу является композиционная смесь для получения гранулированного пеностекла (патент РФ №2287495 опубл. 20.11.2006, МПК С03С 11/00), которая включает бой стекла (у нас стеклобой), шлак ТЭЦ (у нас ТЭС), растворимое стекло и пыль электрофильтров кремниевого производства при следующем соотношении компонентов мас. %:

Шлак ТЭЦ	21,5-23
Пыль электрофильтров
кремниевого производства	3,0-5,0
Растворимое стекло	7,0-8,0
Бой стекла	Остальное

Недостатком прототипа является высокая температура вспенивания 1003-1063°С.

Задача изобретения - снижение ресурсоемкости технологии получения заполнителя пористого для легких бетонов и теплоизоляционных засыпок при сохранении качества продукта, снижение себестоимости, утилизация шлака ТЭС.

Технический результат изобретения заключается в снижении температуры вспенивания до 850-870°С, увеличении количества шлака ТЭС в составе заполнителя пористого для легких бетонов и теплоизоляционных засыпок.

Поставленная задача решается за счет введения в состав заполнителя пористого для легких бетонов и теплоизоляционных засыпок шлака ТЭС, стеклобоя, глицерина и борной кислоты, мас. %:

Шлак ТЭС	50-60
Стеклобой	30-40
Глицерин	4
Борная кислота	6

Процесс получения заполнителя пористого для легких бетонов и теплоизоляционных засыпок включает следующие стадии:

- приготовление шихты;

- формование гранул;

- вспенивание;

- охлаждение.

Шихту для заполнителя пористого для легких бетонов и теплоизоляционных засыпок готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, глицерина и стеклобоя. Тщательное перемешивание достигается совместным помолом всех компонентов шихты в шаровых мельницах. Помол следует производить до достижения удельной поверхности 400-600 м²/кг. Влажность смеси до 4%.

Подготовленную шихту гранулируют на тарельчатом грануляторе с орошением ее водным раствором растворимого стекла, сушку гранул производят на ленточно-сетчатой сушилке при температуре 400°С до влажности 2%. Полученные гранулы переносят в разогретую до 500°С электрическую муфельную печь для вспенивания. В камере печи формы устанавливают в зоне постоянных температур.

Температура вспенивания 850°С, время вспенивания 20 мин. За периодом вспенивания следует стадия резкого охлаждения для фиксирования структуры материала. Полученный заполнитель пористый для легких бетонов и теплоизоляционных засыпок отличается низкими показателями плотности и коэффициента теплопроводности при достаточно высоких показателях прочности на сжатие.

В таблице приведены свойства синтезированного заполнителя пористого для легких бетонов и теплоизоляционных засыпок.

Пример №1.

Состав заполнителя пористого для легких бетонов и теплоизоляционных засыпок в данном случае следующий, мас. %:

Шлак ТЭС	50
Стеклобой	40
Глицерин	4
Борная кислота	6

Шихту для заполнителя пористого для легких бетонов и теплоизоляционных засыпок готовят путем тонкого измельчения и тщательного смешивания шлака ТЭС, глицерина (порообразователя) и стеклобоя. Температура вспенивания 850°С, время вспенивания 20 мин. За периодом вспенивания следует стадия резкого охлаждения для фиксирования структуры материала.

Пример №2.

Для получения шихты заполнителя пористого для легких бетонов и теплоизоляционных засыпок в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: стеклобой, глицерин, шлак ТЭС, борную кислоту. Состав заполнителя пористого для легких бетонов и теплоизоляционных засыпок в данном случае следующий, мас. %:

Шлак ТЭС	55
Стеклобой	35
Глицерин	4
Борная кислота	6

Пример №3.

Шлак ТЭС	60
Стеклобой	30
Глицерин	4
Борная кислота	6

Заполнитель пористый для легких бетонов и теплоизоляционных засыпок, содержащий шлак ТЭС, стеклобой, отличающийся тем, что дополнительно содержит в качестве плавня борную кислоту, порообразователя - глицерин в следующем соотношении, мас. %:

Шлак ТЭС	50-60
Стеклобой	30-40
Глицерин	4
Борная кислота	6

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству заполнителей для легкого бетона. Технический результат заключается в снижении насыпной плотности безобжигового гравия.

Способ получения безобжигового зольного гравия // 2572429

Изобретение относится к технологиям производства пористых заполнителей конструкционного назначения на основе техногенного сырья и рекомендуется для крупномасштабной переработки отходов теплоэнергетики в виде кислых и ультракислых зол.

Способ изготовления теплоизоляционных материалов // 2555177

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к способу изготовления теплоизоляционного материала, и может быть использовано для изготовления теплоизоляционного материала, предназначенного для термоизоляции чердачных, подвальных перекрытий, межкомнатных перегородок, фасадов зданий.

Сырьевая смесь для изготовления мелкозернистого бетона // 2548430

Сырьевая смесь для изготовления бетона // 2537742

Изобретение относится к сырьевой смеси для изготовления бетона и может найти применение в промышленности строительных материалов, в частности при производств изделий из бетонов.

Сырьевая смесь для изготовления бетона // 2534313

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонов. Технический результат заключается в снижении расхода цемента при обеспечении прочности бетона.

Смесь для получения безожигового зольного гравия // 2526925

Изобретение относится к технологиям производства безобжигового зольного гравия на основе кислой золы. Смесь для получения безобжигового зольного гравия на основе кислой золы ТЭС включает, мас.%: негашеную известь 5-15, ангидрит 5-15, ускоритель твердения - сталерафинировочный шлак, размолотый до размера частиц менее 100 мкм 5-50, кислую золу ТЭС - остальное.

Способ переработки золошлаковых отходов тепловых электростанций для производства строительных изделий // 2515786

Изобретение относится к области переработки золошлаковых отходов угольных тепловых электростанций с целью их утилизации в качестве наполнителей и заполнителей бетонов и других материалов при производстве строительных изделий, а также для обеспечения при необходимости возможности беспылевого хранения в отвалах.

Сырьевая смесь для изготовления мелкозернистого бетона // 2506239

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству мелкозернистых бетонов. Технический результат заключается в снижении расхода цемента в составе сырьевой смеси для изготовления мелкозернистого бетона.

Масса для изготовления пористого заполнителя // 2496730

Изобретение касается производства пористого заполнителя для легких бетонов. Масса для изготовления пористого заполнителя включает, мас.%: глинистые породы 69,0-72,0; зола ТЭС 16,0-22,0; измельченная льняная костра 6,0-10,0; сульфитно-дрожжевая бражка 2,0-3,0.

Способ переработки низкокальциевых золошлаковых отходов тэц с высоким содержанием недогоревших угольных частиц с последующим применением золошлаковых отходов тэц при производстве строительных материалов и в строительстве // 2607555

Изобретение относится к способам переработки продуктов сгорания и может быть использовано на тепловых электростанциях, работающих на каменноугольных топливах, а также в строительной индустрии, например в производстве различных строительных материалов. В способе переработки низкокальциевых золошлаковых отходов ТЭЦ с высоким содержанием недогоревших угольных частиц с последующим применением золошлаковых отходов ТЭЦ при производстве строительных материалов и в строительстве золошлаковые отходы ТЭЦ гранулируют со связующим, в качестве которого используют известь в количестве 5-10 мас.%, или глину в количестве 10-15 мас.%, или жидкое стекло в количестве 3-7 мас.% по силикату натрия, или высококальциевую золу ТЭЦ в количестве 10-40 мас.%, осуществляют сушку гранул, дополнительно перед грануляцией при содержании в золошлаковых отходах ТЭЦ менее 15 мас.% недогоревших угольных частиц в золошлаковую смесь вводят молотый уголь в количестве, обеспечивающем получение теплотворной способности золошлаковой смеси в пределах 6,3 - 7,5 кДж/кг, и перед грануляцией золошлаковой смеси при жидкой консистенции золошлаковых отходов ТЭЦ из системы гидрозолоудаления или из золоотвала названные отходы обезвоживают до остаточной влажности не более 30% с возвратом осветленной воды на ТЭЦ, а удаление недогоревших угольных частиц осуществляют путем обжига гранул золошлаковой смеси при температуре 850 - 900оС в котле кипящего слоя с выжиганием угольных частиц золошлаковой смеси до остаточного количества не более 1 мас.% и утилизацией тепла на ТЭЦ или у других потребителей. Технический результат – повышение качества переработки золошлаковых отходов ТЭЦ и получаемого сырья для строительных материалов, утилизация золошлаковых отходов. 1 пр., 1 ил.

Шихта и способ получения проппанта // 2608100

Изобретение относится к производству проппантов - расклинивающих гранул, применяемых при добыче нефти и газа методом гидравлического разрыва пласта. Технический результат - уменьшение плотности проппанта и использование техногенных отходов при производстве проппантов. Шихта для получения проппанта, включающая алюмосиликатное сырье и спекающую добавку, содержит в качестве алюмосиликатного сырья смесь состава, мас.%: минеральная часть угля Канско-Ачинского или Кузнецкого, или Экибастузского или Подмосковного угольных бассейнов - отходы обогащения угля или их смесь с золошлаком и/или золой уноса 10,0-90,0 и по крайней мере один компонент из: боксит, каолин, кианит, силлиманит, андалузит, аморфный глинозем - остальное, а в качестве спекающей добавки - по крайней мере один компонент из: белитовый шлам, мел технический, доломит, борная кислота, фторид аммония или кальция, при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанный алюмосиликатный компонент 70,0-99,5, указанная спекающая добавка 0,5-30,0. Способ получения проппанта с пикнометрической плотностью 1,5-2,9 г/см3 и размерами 0,2-4 мм из указанной выше шихты, включающий предварительную термообработку отходов углеобогащения, боксита, каолина, кианита, силлиманита, андалузита при 850-1450°С, а аморфного глинозема, золошлаковых отходов, золы-уноса, спекающей добавки - при 110-550°С, помол компонентов шихты, гранулирование в смесителе-грануляторе молотой шихты со связующим - 3%-ным водным раствором карбоксиметилцеллюлозы или метилцеллюлозы, или лигносульфонатов технических при количестве связующего 10,0-40,0% от массы шихты, сушку гранул, рассев полученных гранул, их обжиг во вращающейся печи, охлаждение до температуры окружающей среды и рассев их на товарные фракции. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы. 2 н. и 2 з. п. ф-лы, 24 пр., 1 табл.

Состав для получения легкого безобжигового зольного гравия // 2612056

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству заполнителей для легкого бетона. Технический результат заключается в уменьшении плотности безобжигового зольного гравия без проведения тепловой обработки. Смесь для получения безобжигового зольного гравия содержит, мас. %: жидкое стекло 1,5-2; зола гидроудаления 55-58; портландцемент 18-20; пергидроль технический 30% 3,5-4; вода 16-22. 3 табл.

Сырьевая смесь для изготовления мелкозернистого бетона // 2613065

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству мелкозернистых бетонов, которые могут быть использованы для возведения теплиц и других сооружений, преимущественно, сельскохозяйственного назначения. Технический результат заключается в повышении прочности бетона. Сырьевая смесь для изготовления мелкозернистого бетона содержит, мас.%: портландцемент 28,0-30,0; зола от сжигания угля 55,3-58,5; суперпластификатор С-3 0,5-0,7; молотое и просеянное через сито №063 силикатное стекло 9,0-12,0; просеянный через сито №5 электрокорунд 2,0-4,0, при водоцементном отношении 0,4-0,5. 1 табл.

Бетон с крупным заполнителем из шлаковых отходов теплоэлектростанции // 2616945

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для изготовления бетона для монолитного строительства, а также при ремонте и реконструкции сооружений. Технический результат заключается в повышении прочности. Бетон включает в себя гидравлическое вяжущее - портландцемент, мелкий заполнитель - песок, минеральную расширяющую добавку «ИР-1», крупный заполнитель из отвального шлака Новочеркасской ГРЭС, являющийся продуктом сгорания угля (шлака) Кузнецкого угольного бассейна, добытого из разреза «Калтанский», с насыпной плотностью 650-700 кг/м3 при следующем соотношении крупности: фр. 5 мм – 47,5 %, фр. 7,5 мм – 35,5%, фр. 10 мм – 17,0%, соотношение микропор и мезопор 3,5:1 и суммарный объем пор по воде не менее 0,6 см3/г, при водоцементом соотношении 0,5-0,6. 2 табл.

Размерностабильные геополимерные композиции и способ // 2622263

Изобретение относится к способу изготовления геополимерных цементирующих вяжущих композиций для бетона, элементов сборных конструкций и панелей, строительных растворов, материалов для ремонтных работ. Геополимерные цементирующие композиции согласно вариантам реализации изобретения получают путем смешивания термоактивируемого алюмосиликатного минерала, кальцийалюминатного цемента, сульфата кальция и химического активатора с водой. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения. Технический результат - повышение физико-механических свойств композиций. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 24 ил.,73 табл., 31 пр.

Геополимерная композиция с устойчивыми размерами и способ // 2622283

Изобретение относится к геополимерным композициям на основе алюмосиликатов. Алюмосиликатная геополимерная композиция, содержащая продукт взаимодействия воды, химического активатора из группы, состоящей из соли щелочного металла, основания щелочного металла и их смесей, и вяжущего реакционно-способного материала, содержащего термоактивированный алюмосиликатный минерал - ТААСМ, цемент на основе сульфоалюмината кальция - САК и сульфат кальция из группы, состоящей из дигидрата сульфата кальция, гемигидрата сульфата кальция, безводного сульфата кальция и их смесей, где массовое отношение химического активатора к указанному вяжущему материалу составляет от примерно 1 до примерно 6:100, указанный вяжущий материал содержит: от примерно 33 до примерно 97 масс.% ТААСМ, от примерно 1 до примерно 40 масс.% цемента на основе САК, от примерно 1 до примерно 40 масс.% сульфата кальция. Способ получения указанной выше композиции, включающий взаимодействие смеси: воды, химического активатора, указанного вяжущего материала. Смесь для получения указанной выше композиции, содержащая цемент на основе САК, ТААСМ и указанные сульфат кальция и активатор, при массовом отношении цемента на основе САК к ТААСМ от примерно 1 до примерно 100:100; и массовом отношении сульфата кальция к цементу на основе САК от примерно 2 до примерно 100:100. Вяжущий реакционно-способный материал для получения указанной выше композиции, содержащий: от примерно 60 до примерно 85 масс.% ТААСМ, где указанный ТААСМ содержит зольную пыль класса С, от примерно 8 до примерно 30 масс.% цемента на основе САК и от примерно 4,0% до примерно 15% по массе сульфата кальция и указанный химический активатор. Изобретение развито в зависимых пунктах. Технический результат - улучшение размерной устойчивости и срока службы. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 59 ил., 117 табл., 31 пр.,

Бетонная смесь // 2623743

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонных стеновых блоков. Бетонная смесь, включающая портландцемент, мелкий заполнитель, воду, дополнительно содержит измельченный и просеянный через сито №5 волокнит в виде пресс-материала, изготовляемого на основе целлюлозного волокна, пропитанного резольной фенолформальдегидной смолой, при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 22,0-26,0; мелкий заполнитель 50,5-54,5; указанный волокнит 3,0-10,0; вода 16,5-17,5. Технический результат - повышение прочности. 1 табл.

Способ переработки золы-уноса тепловых электростанций // 2630021

Изобретение относится к области переработки зольных отходов угольных тепловых электростанций с целью их утилизации в качестве, в частности, материалов для производства строительных изделий. В способе переработки золы-уноса угольных теплоэлектростанций, включающем высокотемпературную обработку в атмосфере азота, процесс ведут в присутствии мочевины при соотношении зола-унос:мочевина, равном 1:1, а высокотемпературную обработку осуществляют в потоке азотной плазмы при температуре плазмы 4000-6000°С при мощности плазмотрона 25 кВт и скорости потока плазмы 60-100 м/с с последующим охлаждением в атмосфере азота, подаваемого со скоростью 60-80 м/с, и разделением разнодисперсных фракций в условиях вихревого циклонирования и фильтрации на рукавном фильтре. Технический результат – утилизация отходов, расширение ассортимента полезных продуктов, получаемых в результате утилизации золы. 2 ил., 1 пр.

Способ получения конструкционно-теплоизоляционного материала // 2636718

Изобретение относится к области теплотехники и направлено на повышение эффективности теплоизоляционных характеристик и срока эксплуатации конструкционно-теплоизоляционного материала, используемого для обеспечения тепловой защиты передового энергетического оборудования. Cпособ получения конструкционно-теплоизоляционного материала включает подготовку формовочной смеси, формование, полимеризацию и термообработку, выдержку и остывание. При этом подготовку формовочной смеси проводят в три этапа. На первом этапе готовят смесь на основе алюмосиликатных микросфер, алюмохромфосфатного связующего и катализатора отверждения. На втором этапе готовят смесь на основе алюмосиликатных микросфер и карбамидфурановой смолы. На третьем этапе проводят гомогенизацию двух полученных смесей путем порционного добавления первой смеси ко второй, затем осуществляют формование путем кратковременной виброусадки и постепенного прессования смеси при давлении пуансона 1,5 МПа. Далее проводят полимеризацию при комнатной температуре в течение 12 ч, термообработку осуществляют в кислородной среде ступенчатым нагревом до 700°С в течение 16 ч при следующих температурных режимах: первые 4 ч - при температуре 100-150°С, следующие 4 ч - при температуре 250°С, последующие 4-5 ч - при температуре 400-500°С, оставшееся время - при температуре 700°С. Выдержку проводят при температуре 700°С в течение 4 ч и остывание в печи - в течение 4-5 ч. Причем оптимальное соотношение алюмохромфосфатного связующего и карбамидфурановой смолы по объему составляет 70:30, а соотношение объемов связующих и алюмосиликатных микросфер составляет 1:6. Технический результат – повышение эффективности теплоизоляционных характеристик и срока эксплуатации материала, а именно теплопроводность составляет 0,089 Вт/(м⋅К), прочность на сжатие – 0,75 МПа, плотность – 0,25 г/см3. 1 ил., 1 табл.