Заполнитель искусственный пористый для легких бетонов

Авторы патента:

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

C04B18/067 - Использование агломерированных или отработанных материалов или отходов в качестве наполнителей для строительных растворов, бетона или искусственных камней (использование отработанных материалов для производства цемента C04B 7/24); обработка агломерированных или отработанных материалов или отходов, специально предназначенная для усиления их наполняющих свойств в строительных растворах, бетоне или искусственных камнях

C04B18/04 - отработанные материалы; отходы

C04B14/24 - пористого, например вспененного стекла

C03C11/00 - Пеностекло

C03B19/08 - вспениванием

Владельцы патента RU 2704085:

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 искусственного пористого, применяемого в качестве заполнителя при приготовлении легких и силикатных бетонов, а также в качестве засыпок для теплоизоляции кровель, стен, перекрытий, полов нижних этажей зданий и сооружений различного назначения. Заполнитель искусственный пористый для легких бетонов содержит, мас.%: шлак ТЭС 35 - 40, стеклобой 37 - 42, стекло натриевое жидкое 10, глицерин 4, кристаллический декагидрат тетрабората натрия 5, воду 4. Технический результат – снижение температуры вспенивания до 800-830°С и времени вспенивания до 15-20 минут, утилизация отходов. 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к отрасли производства строительных материалов, в частности аналога гранулированного пеностекла - заполнителя искусственного пористого, применяемого в качестве заполнителя при приготовлении легких бетонов по ГОСТ 25820 и силикатных бетонов по ГОСТ 25214, а также в качестве засыпок для теплоизоляции кровель, стен, перекрытий, полов нижних этажей зданий и сооружений различного назначения.

Известна композиционная смесь для получения гранулированного пеностекла (патент РФ №2287495, опубл. 20.11.2006, бюл. №32, МПК С03С 11/00), которая включает бой стекла (у нас стеклобой), шлак ТЭЦ (у нас шлак 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 является высокая температура вспенивания 1003-1063°С.

Известен также заполнитель пористый для легких бетонов и теплоизоляционных засыпок (патент РФ №2604527, опубл. 10.12.2016, бюл. №34, МПК С04В 18/10), где в качестве сырьевых материалов шихты используют стеклобой, глицерин, шлак ТЭС, борную кислоту, в следующем соотношении, мас. %:

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

Недостатком является высокая температура вспенивания 850-870°С.

Наиболее близким по составу является стеклогравий искусственный пористый (патент РФ №2604731, опубл. 10.12.2016, бюл. №34, МПК С03С 11/00, С03В 19/08), содержащий в качестве сырьевых материалов: шлак ТЭС, стеклобой, растворимое стекло (у нас стекло натриевое жидкое), глицерин в следующем соотношении, мас. %:

Шлак ТЭС	25-35
Стеклобой	65-55
Глицерин	8
Растворимое стекло	2

Недостатком является высокая температура вспенивания 850-870°С и время вспенивания - 30 минут.

Задачей изобретения является снижение температуры и времени вспенивания и ресурсоемкости технологии производства заполнителя искусственного пористого для легких бетонов без ухудшения его теплофизических свойств (коэффициента теплопроводности, насыпной плотности и предела прочности на сжатие), снижение себестоимости его производства и утилизацию шлака ТЭС.

Технический результат изобретения заключается в снижении температуры вспенивания до 800-830°С и времени вспенивания до 15-20 минут.

Поставленная задача решается за счет введения в состав заполнителя искусственного пористого для легких бетонов шлака ТЭС, стеклобоя, стекла натриевого жидкого, кристаллического декагидрата тетрабората натрия, глицерина и воды в следующем соотношении, мас. %:

Шлак ТЭС	35-40
Стеклобой	37-42
Стекло натриевое жидкое	10
Кристаллический
декагидрат тетрабората	5
натрия
Глицерин	4
Вода	4

Для снижения температуры и времени вспенивания в состав заполнителя искусственного пористого для легких бетонов вводится кристаллический декагидрат тетрабората натрия, способствующий плавлению шихты при пониженных температурах, уменьшающий вязкость расплава и препятствующий расстеклованию.

Процесс производства заполнителя искусственного пористого для легких бетонов предусматривает следующие технологические стадии: приготовление шихты, формование полуфабриката гранул и термообработку гранул. Для приготовления шихты шлак ТЭС и стеклобой повергают помолу раздельно в шаровой мельнице до достижения размера частиц (фракции) не более 0,1 мм. Далее шлак ТЭС, стеклобой, кристаллический декагидрат тетрабората натрия и стекло натриевое жидкое смешивают в смесителе согласно разработанному рецепту в течение не менее 15 минут. Подготовленную шихту гранулируют на тарельчатом грануляторе с орошением ее водным раствором стекла натриевого жидкого для образования шарообразных полуфабрикатов гранул размером от 5 до 15 мм в диаметре. Далее полуфабрикаты гранул сушат при температуре от 250 до 400°С в течение не менее 10 минут в барабанной сушилке и обсыпают каолином (2-3% от массы гранул) во избежание слипания гранул при термообработке. Полуфабрикаты гранул загружают во вращающуюся печь с охладителем для термообработки, вспенивание проводится по ходу вращения гранул в первой половине печи при температуре 800-830°С в течение 15-20 минут, далее гранулы постепенно охлаждают во второй половине печи в интервале температур 600-300°С для фиксирования структуры материала.

В результате получаем заполнитель искусственный пористый для легких бетонов, отличающийся низкими показателями насыпной плотности и коэффициента теплопроводности при достаточно высоких показателях предела прочности на сжатие.

В таблице приведены теплофизические свойства заполнителя искусственного пористого для легких бетонов.

Пример №1.

Для получения шихты заполнителя искусственного пористого для легких бетонов в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: шлак ТЭС, стеклобой, стекло натриевое жидкое, кристаллический декагидрат тетрабората натрия, глицерин и воду. Состав заполнителя искусственного пористого для легких бетонов в данном случае следующий (состав №1), мас. %:

Шлак ТЭС	35
Стеклобой	42
Стекло натриевое жидкое	10
Кристаллический
декагидрат тетрабората	5
натрия
Глицерин	4
Вода	4

Процесс производства заполнителя искусственного пористого для легких бетонов предусматривает следующие технологические стадии: приготовление шихты, формование полуфабриката гранул и термообработку гранул. Для приготовления шихты шлак ТЭС и стеклобой повергают помолу раздельно в шаровой мельнице до достижения размера частиц (фракции) не более 0,1 мм. Далее шлак ТЭС, стеклобой, кристаллический декагидрат тетрабората натрия и стекло натриевое жидкое смешивают в смесителе согласно разработанному рецепту в течение не менее 15 минут. Подготовленную шихту гранулируют на тарельчатом грануляторе с орошением ее водным раствором стекла натриевого жидкого для образования шарообразных полуфабрикатов гранул размером от 5 до 15 мм в диаметре. Далее полуфабрикаты гранул сушат при температуре от 250 до 400°С в течение не менее 10 минут в барабанной сушилке и обсыпают каолином (2-3% от массы гранул) во избежание слипания гранул при термообработке. Полуфабрикаты гранул загружают во вращающуюся печь с охладителем для термообработки, вспенивание проводится по ходу вращения гранул в первой половине печи при температуре 800°С в течение 15 минут, далее гранулы постепенно охлаждают во второй половине печи в интервале температур 600-300°С для фиксирования структуры материала.

Пример №2.

Шлак ТЭС	40
Стеклобой	37
Стекло натриевое жидкое	10
Кристаллический
декагидрат тетрабората	5
натрия
Глицерин	4
Вода	4

Процесс производства заполнителя искусственного пористого для легких бетонов предусматривает следующие технологические стадии: приготовление шихты, формование полуфабриката гранул и термообработку гранул. Для приготовления шихты шлак ТЭС и стеклобой повергают помолу раздельно в шаровой мельнице до достижения размера частиц (фракции) не более 0,1 мм. Далее шлак ТЭС, стеклобой, кристаллический декагидрат тетрабората натрия и стекло натриевое жидкое смешивают в смесителе согласно разработанному рецепту в течение не менее 15 минут. Подготовленную шихту гранулируют на тарельчатом грануляторе с орошением ее водным раствором стекла натриевого жидкого для образования шарообразных полуфабрикатов гранул размером от 5 до 15 мм в диаметре. Далее полуфабрикаты гранул сушат при температуре от 250 до 400°С в течение не менее 10 минут в барабанной сушилке и обсыпают каолином (2-3% от массы гранул) во избежание слипания гранул при термообработке. Полуфабрикаты гранул загружают во вращающуюся печь с охладителем для термообработки, вспенивание проводится по ходу вращения гранул в первой половине печи при температуре 830°С в течение 20 минут, далее гранулы постепенно охлаждают во второй половине печи в интервале температур 600-300°С для фиксирования структуры материала.

Свойства синтезированного заполнителя искусственного пористого для легких бетонов

Заполнитель искусственный пористый для легких бетонов, содержащий шлак ТЭС, стеклобой, растворимое стекло, глицерин, отличающийся тем, что дополнительно содержит кристаллический декагидрат тетрабората натрия и воду, а в качестве растворимого стекла используется стекло натриевое жидкое в следующем соотношении компонентов, мас.%:

Шлак ТЭС	35-40
Стеклобой	37-42
Стекло натриевое жидкое	10
Кристаллический
декагидрат тетрабората	5
натрия
Глицерин	4
Вода	4

Изобретение относится к области производства гидропонных и строительных теплоизолирующих материалов и используется для вспучивания гидрослюд с помощью микроволновой энергии.

Устройство и способ для расширения термически расширяемых термопластических микросфер до расширенных термопластических микросфер // 2696709

Группа изобретений относится к устройству и способу для расширения суспензии термически расширяемых термопластических микросфер. Устройство для расширения термически расширяемых термопластических микросфер содержит: нагревательную зону, способную выдерживать давление, составляющее, по меньшей мере, 4 бар, причем данная нагревательная зона имеет впускную трубу и выпускную трубу; насос для подачи суспензии термически расширяемых термопластических микросфер в нагревательную зону и способный создавать давление, составляющее, по меньшей мере, 4 бар в нагревательной зоне; средство для нагревания суспензии термически расширяемых термопластических микросфер в нагревательной зоне до температуры, составляющей, по меньшей мере, 60°C, без непосредственного контакта суспензии с какой-либо текучей теплопередающей средой; причем выпускная труба прикреплена к распределительной трубе между впуском и выпуском распределительной трубы.

Способ получения пористого заполнителя // 2680626

Изобретение относится к тепловой обработке материалов, используемых в качестве заполнителей при строительстве. В способе получения частиц пористого заполнителя, основанном на перемещении гранул концентрата по направлению от верхней секции к нижней секции шахтной печи частиц концентрата и их нагреве до температуры 400-1300°С продуктами горения потока струй газа в потоке струй воздуха с получением частиц пористого заполнителя, упомянутые продукты горения выводят совместно с частицами пористого заполнителя из нижней секции шахтной печи, при этом упомянутая печь включает первую верхнюю секцию, в которой получают продукты горения путем ввода аксиальных потоков газа через форсунки коллектора узла подачи и ввода первых радиальных потоков воздуха через перфорации кожуха, а затем уменьшают аксиальную скорость упомянутых частиц путем ввода дополнительных аксиальных струй потока газа через форсунки коллектора дополнительного узла подачи и ввода вторых радиальных потоков воздуха через перфорации кожуха второй нижней секции.

Способ получения пористого заполнителя // 2680626

Композиция для производства пористого заполнителя // 2674449

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.

Шихта для производства пористого заполнителя // 2671276

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 83,0-87,0, уголь 1,0-1,5, доломит 10,0-15,0, суперпластификатор С-3 1,0-1,5.

Способ и устройство для полученния вспененных микросфер // 2666940

Группа изобретений относится к способу получения вспененных термопластичных микросфер и устройству для их получения. Способ получения вспененных термопластичных микросфер из невспененных термически вспенивающихся термопластичных микросфер, включающих оболочку из термопластичного полимера, инкапсулирующую вспенивающий агент, включает подачу суспензии вспенивающихся термопластичных микросфер в жидкой среде в зону нагрева, нагрев суспензии в зоне нагрева, без непосредственного контакта со средой теплоносителя, до достижения вспенивающимися микросферами температуры от 50 до 250°С, и поддержание давления в зоне нагрева от 4 до 50 бар (0,4 до 5 МПа), чтобы микросферы в суспензии не вспенились бы полностью, отведение суспензии вспенивающихся микросфер из зоны нагрева в зону с давлением, достаточно низким для того, чтобы микросферы вспенились.

Шихта для производства пористого заполнителя // 2665732

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 89,0-93,5, молотый до прохождения через сито 063 уголь 2,0-3,0, молотый до прохождения через сито 063 доломит 3,0-8,0, соапсток 0,5-1,0.

Сырьевая смесь для изготовления керамзита // 2665724

Изобретение относится к составам сырьевых смесей для изготовления керамзита, который может быть использован в качестве легкого и прочного заполнителя для бетонов.

Сырьевая смесь для изготовления керамзита // 2665334

Изобретение относится к производству пористых заполнителей из глинистого сырья для легкого бетона. Сырьевая смесь для изготовления керамзита содержит, мас.%: кирпичную глину 80 - 85, железосодержащие отходы станций обезжелезивания подземных вод, представляющие из себя гелеобразный золь, содержащий, мас.%: Fe2O3 65-82; SiO2 2-4; CaO 2-5; MgO 2-5; Al2O3 1-3; п.п.п.

Смесь для получения силикатного кирпича // 2703061

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий на основе щелочных вяжущих. Смесь для получения силикатного кирпича включает золу, песок и известь негашеную.

Способ изготовления жаростойкой бетонной смеси и способ изготовления изделий из жаростойкой бетонной смеси // 2703036

Изобретение относится к способам производства бетонной смеси и жаростойких бетонных изделий, пригодных для изготовления футеровки промышленных тепловых и огнеупорных агрегатов, в частности для футеровки вагонеток обжига кирпича и других агрегатов.

Смесь для получения композиционных строительных материалов, содержащая компоненты коммунальных отходов // 2688718

Изобретение относится к составам строительных композиций и может быть использовано для получения композиционных материалов. Технический результат: повышение теплотехнических характеристик строительных изделий, снижение массы изделий, утилизация одновременно полимерных коммунальных отходов и древесных коммунальных отходов.

Способ устройства монолитных свайных опор инженерных сооружений на основе нефелинового шлама // 2685599

Изобретение относится к области строительства, в частности к строительным смесям и способам, пригодным для конструктивных элементов автомобильных дорог на участках прохождения болот и слабых переувлажненных грунтах.

Сверхвысокопрочный бетон с низким содержанием цемента // 2683295

Настоящее изобретение относится к гидравлическому вяжущему, содержащему, в массовых процентах: от 17 до 55% портландцемента, частицы которого имеют D50 от 2 до 11 мкм; по меньшей мере 5% микрокремнезема; от 36 до 70% минеральной добавки А1, частицы которой имеют D50 от 15 до 150 мкм; где сумма этих процентов составляет от 80 до 100%; сумма процентного содержания цемента и микрокремнезема составляет более 28%; минеральная добавка А1 выбрана из шлаков, пуццолановых добавок или кремнистых добавок, таких как кварц, минеральных добавок кремнистого известняка, добавок известняка, таких как карбонат кальция, или их смесей.

Сухая строительная смесь и твердофазный состав для её изготовления // 2681158

Сухая строительная смесь и твердофазный состав для ее изготовления относятся к безусадочным водонепроницаемым и морозостойким сухим строительным смесям, используемым для ремонта и защиты строящихся и существующих бетонных, кирпичных, каменных и иных минеральных конструкций.

Сырьевая смесь для жаростойкого теплоизоляционного торкрет-бетона // 2674484

Изобретение относится к производству строительных материалов, которые могут быть использованы для изготовления футеровок трубчатых печей, в условиях частых температурных перепадов и умеренных эрозионных воздействий, однослойных футеровок реакторов и регенераторов, установок каталитического крекинга методом торкретирования.

Композитный конструкционный материал // 2671984

Изобретение касается композитного конструкционного материала, имеющего заполняющую фазу, удерживаемую в матрице, такой как цементирующая фаза. Композитный конструкционный материал, образованный из заполнителя в твердой матрице, представляющей собой цементирующее связующее, энергетически модифицированный цемент или цементную смесь, заполнитель представляет собой зернистый материал, в котором каждая частица включает в себя по меньшей мере три радиальные ножки, проходящие радиально симметрично наружу от центрального ядра, образуя трехмерные частицы заполнителя, причем ножки имеют диаметр в местоположении, ближайшем к центральному ядру, который меньше диаметра/ширины центрального ядра, центральное ядро имеет по существу сферическую, цилиндрическую или кубическую форму, при этом центральное ядро имеет открытые участки поверхности между ножками и эти участки имеют поверхностный контур, при этом композитный конструкционный материал содержит от около 2 до 7,5 об.% указанного заполнителя.

Состав для стабилизации природных и техногенных грунтов // 2670468

Изобретение относится к дорожному и аэродромному строительству и может быть использовано для стабилизации и укрепления грунтов при реконструкциях, ремонтах, для устройства дополнительных слоев оснований, оснований и покрытий со слоем износа всех типов дорожных одежд для районов со среднемесячной температурой воздуха наиболее холодного месяца до -30°C.

Состав изоляционного строительного раствора // 2662741

Группа изобретений относится к облегченному изоляционному строительному раствору и его использованию в строительстве для покрытия и/или обработки поверхностей или стен зданий, фасадов.

Способ получения гранулированного асфальтовяжущего на основе фосфогипса // 2701007

Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к технологии приготовления асфальтобетонных смесей для проведения ямочного ремонта дорожного полотна, а также устройства оснований и покрытий автомобильных дорог.