Способ получения искусственных каменных материалов

Способ получения искусственных каменных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления искусственных каменных материалов из кремнеземсодержащих наполнителей, преимущественно из отходов производств, и связующих компонентов. Для повышения прочности и улучшения теплозащитных свойств искусственного камня наполнитель делят на две или более порций, при этом наполнитель основного характера с модулем активности 2-4 смешивают со связующим кислого характера с PH 2-6,5, а наполнитель кислого характера с модулем активности 5-10 смешивают со связующим основного характера с PH 7,5-12, причем в каждую порцию наполнителя вводят различные виды связующего одного характера, а процесс смешивания выделенных порций наполнителя со связующим на завершающей стадии перемешивания общей смеси проводят до получения в жидкой фазе отношения SIO<SB POS="POST">2</SB> к AL<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">3</SB> менее 2. Способ обеспечивает получение искусственного камня плотностью 0,68-0,94 т/м<SP POS="POST">3</SP>, прочность 32,5-38,2 МПа и теплопроводностью 0,06-0,08 ккал/м<SP POS="POST">.</SP>ч<SP POS="POST">.</SP>°С. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1 22 А1 (19) (11) (51)5 С 04 В 18/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BT0PCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ."М®й (ЦУс. - ..

1 6» }, (, g rg

C. г (С»., 1; r:», „ - с 1г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4429583/23-33 (22) 26,05.88 (46) 15.06,90, Бюл. ¹- 22 (71) Научно-производственное объединение Камень и силикаты" (72) С.А.Меликян, Г.Г.Бабаян и А,A.Ìåëèêÿí (53) 666.972.16 (088.8) (56) Бурлаков Г.С. Технология изделий из легкого бетона, М,: Высшая школа, 1986, с.)72-237.

Авторское свидетельство СССР № 759480, кл. С 04 В 28/22. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИСКУССТВЕННЫХ

КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления искусственных каменных материаJ лов из кремнеземсодержащих наполнителей, преимущественно из отходов производств, и связующих компонентов.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть йспользовано при изготовлении облицовочных, конструкционных и легких бетонов.

Цель изобретения — повьш ение прочности и улучшение теплозащитных свойств искусственного камня, Способ получения искусственных каменных материалов из кремнеземсодержащих наполнит елей, преимущественно из отходов производств, и связующих компонентов, включает приготовление смеси наполнителя и связую2

Для повышения прочности и улучшения теплозащитных свойств искусственного камня наполнитель делят на две или более порций, при этом наполнитель ос» . I» новного характера с модулем активности 2-4 смешивают со связующим кислого характера с рН 2"6,5, а наполнитель кислого характера с модулем активности 5-10 смешивают со связующим основного хар акт ера с р Н 7, 5-12, причем в каждую порцию наполнит еяя вводят р азличные виды связующего одного хар актер а а процесс смешивания выделенных порций наполнителя со связующим на завершающей стадии перемешивания общей смеси проводят до получе- ® ния в жидкой фазе отношения Hi0 g к

А1 0> менее 2. Способ обеспечивает получение искусственного камня плот- С ностью 0,68-0,94 т/мЗ, прочностью

32,5-38,2 МПа и теплопроводностью Д

0,06-0,08 ккал/м -ч- С: 2 табл. щего с последующим нагревом, формоваЬ1 нием и твердением, при этом наполнитель делят на две или более порций, наполнитель основного характера с

M = 2-4 смешивают со связующим кисло.

ro характера с рН 2-6 5, а наполнитель кислого характера с М = 5-10 смешивают со связующим основного 3 характера с рН 7,5-12, причем в каждую порцию наполнителя вводят различные виды связующего одного характера, а процесс смешивания выделенных порций наполнителя со связующим на за1571022 вершающей стадии перемешивания общей. смеси проводят до получения в жидкой фазе отношения BiO<, A1 0> менее ?.

Для получения искусственных камен5 ных материалов используют различные виды кремнеземсодержащих отходов производств, химический состав которых п редст авл ен в табл . 1, Характеристика связующих компонен- l ð тов.

Связующее кислого характера: от" ходы кислот — 5-25,-ные растворы сер- ной, плотность 1,2 - 1,8; 5-20 -ные растворы азотной, плотность 1, 1-1,3;

5-20 -ные растворы соляной, плотность 1,1; 5-20 -ные растворы фосфорной, плотность 1,25; гипс порошок

СаЯО4 ?Н О

Связующее основного характера: от- 20 ходы производств, г/л: щелочно-кремнеземистый раствор — $iО 80; Na O

80; раг-вор щелочи - Na<0 100; ?????????????? ?????????????????? ????” ??1 0?? 150; na@0 120; ???????????????????? ???????????????? ?????????????? ??????;????????- 2g ???????????? ?????????????? ?????? mgo; ?????????????? ????????????, ??>

Na+O4 100 г/л.

Модуль активности Мо,принимают по с соотношению кремнезема и глинозема в наполнителе, Примеры реализации способа при использовании конкретных наполнителей и связующих основного и кислого харак35 тера представлены в табл,2., Подробно излагаются из этой таблицы примеры 1 и 6, Пример l.

Этап I. Подготовка исходных материалов.

Измельчают металлургический шпак в вибрационной мельнице и берут

2000 r с М „ = 2; приготавливают . 8500 мл 5 -ного раствора азотной кислоты с рН 2,0; берут 400 г гипса

4S с рН; отмеривают 4000 мл воды для приготовления 10 -ной водной суспензии гипса.

Этап II. Порционное смешивание напопнителя и связующего.

В 20-литровый аппарат с мешалкой из нержавеющей .стали подают 8500 мл

5 %-ного раствора азотной кислоты, куда одновременно подают 1000 г тон- 55 кодисперсного металлургического шлао ка и проводят обработку при 100 Г. с перемешиванием в течение 0,5 ч.

Во второй аппарат (аналогичный первому) подают отмеренное количество

4000 мл воды и 400 r гипса, куда подают 1000 r отвешанной навески металлургического шлака. Полученную смесь обрабатывают при перемешивании и нагревании при )00 Г в течение 0,5ч.

Этап III. Соединение полученных смесей наполнителя и связующего, Полученные смеси наполнителя и связующего при интенсивном перемешивании одновременно сливают в третий аппарат из нержавеющей стали и процесс смешения ведут при 80 Г,, при котором бурно протекает взаимодействие между составляющими компонентами двух смесей, благодаря чему в жидкой фазе устанавливается равновесие с отношением кремнезема к глинозему 1,5.Отношение определяется количеством этих соединений в жидкой фазе химическим анализом.

Этап IU. Формование, сушка и обжиг.

Полученную на завершающей стадии суспензию переносят в экструдер,прессуют в формах, высушивают в туннельной печи при 25-200 С и обжигают да-, лее при 600, С.

Пример 6, Этап 1. Подготовка исходных материалов.

Дпя получения высокой степени дисперсности напапнителя шлака электротермофосфатного с М = 10 измельчают в вибрационной мельнице и отвешивают по 1000 r две порции; приготавливают

2000 мл раствора гидрата окиси натрия с концентрацией 100. г/л На О; берут"

500 r магнезитового порошка; отмеривают 3000 мл воды.

Этап II. Порционное смешивание наполнителя и связующих.

В аппарат с мешалкой из нержавеющей стали подают 2000 мл раствора гидрата окиси натрия с концентрацией 100 г/л NagO, куда одновременно подают 1000 г тонкомолотого кислого термофосфорного шлака. Смесь обрабатывают при 90 С в течение 0,5 ч.

Во второй аппарат подают 3000 мл воды и 500 г основного обожженного магнезита с рН 12 и полученную водную суспензию перемешивают с 1000 r шлака при 25 С в течение 0,5 ч .

Этап III. Соединение полученных смесей наполнителя и связующих. Полученные две порции смесей электротермофосфорного шлака и связующих одновременно сливают в третий аппарат.

5 15710

Полученную массу при нагревании до о

100 C и интенсивном перемешивании обрабатывают до соотношения в жидкой фазе отношения кремнезема и глино3 ема 1,9, 5

Этап ТЧ, Формование, сушка и обжиг.

Полученную суспензию отфильтро. вывают, затем твердую массу формуют прессованием, сырые каменные материалы сушат в туннельной печй при температуре 25-200 С и обжигают при . 450 С.

Способ обеспечивает получение искусственного камня плотностью 0,68—

0,94 т/м, прочностью при сжатии

32,5-38,2 МПа и теплопроводностью

0,06-0,08 ккал/м-ч. С.

-Соблюдение поэтапного и последова- 20 тбльного осуществления приемов способа позволяет полноценно использовать реакционноспособность как наполнителя, так и связующего, так как взаимодействие каждого из исходных пар ком- 25 понентов протекает в отдельности, в. результате которого возникают активные гидратированные промежуточные новообразования, Эти новообразования при сливании на завершающей стадии 30 смешения входят во взаимодействие с образованием новых силикатных комплексных продуктов с гелеобразной структурой, С момента их образования и до завершения процесса дегидратации обжигом с образованием каркасных алюмосиликатов скачкообразно повышается механическая прочность искусственного каменного материала.

Завершение комплексообразования свя- 40 зано с падением силикатного модуля в жидкой фазе менее двух, Так,например, если еще в жидкой фазе содержатся ионы растворенного кремнезема

1 в виде — Hi — и Н и их больше,чем 45 (22 ионов алюминия, то это означает,что реакция силикатообразования в системе не завершилась, для чего необходимо продолжить перемешивание массы, Условия сочетания признаков кислого и основного характера наполнителя и связующего необходимы для полноценного активирования йсходных материалов на первой стадии смешения, Количество порций определяется наличием количества связующих.

Так, например, если берут один вид наполнителя кислого или основного характера и имеют в наличии четыре вида связующих, то наполнитель делят на четыре порции и в зависимости от вида связующего меняют количество порций в зависимости от активности того и другого исходного материала. ормулаизобретения

Способ получения искусственных каменных материалов из смеси кремнеземсодержащих наполнителей и связующего путем нагрева ее, формования и отверждения, отличающийся тем, что, с целью повьппения прочности и улучшения теплозащитных свойств искусственного камня, .наполнитель делят на две или более порции, при этом наполнитель основного характера с модулем активности М = 2-4 смешивают со связующим кислого характера с рН 2-6,5 а наполнитель кислого характера с

M = 5-10 смешивают со связующим основного характера с рН 7,5-12,причем в каждую порцию напалнителя вводят различные виды связующего одного характера, после чего сМешивают полученные порции наполнителя со связую- . щим до получения в жидкой фазе отношения SiO< . Al О э менее 2.

1571022

М

И

Р

С ) О л ь

СЧ л

С 1 и О л ь о я

t ь л

1О с

<б и

I !

I O

1 bp

1

1 1

I М 1

1 О

I И 1

1 с4 1

1 g л 4 х I C

ld I 4

1 Р.

fJ I о

1 х(o и L Г .3

1 U с

1 Г-".

CT) 1 с 1 !

СЧ ь

СЧ и

СЧ л б ь л ь л

С") I О 4 (3 СС л в

- а н л О л

С 1 3 л с и л

1 б щ л л

ОО С

СЧ л

C) л

С ) 4 с. l

1 с л л сч ь л

1Г

МР ь л и О (3

51 ф Я!

1 х! Г и!

О OI х х!

Ф

col х о х о

1 — о

Э

А х

Й 5 х

o,é ххо

1 а

0)

E» !» о а а Е! и

ы о, Э 8 Ш

Z os zx! и х х х а х

Х щ

Д.л

d)

4 аах

Р 1 о

И

Aj х

1 и о

Ф х

I ах "х

eVgI

1-о и аcd_#_g а м и ! х о о с 1- х ц

1 х о а g х" о

ld lQ

hag о и

М k(0)

1-о 1С ldO

) 571022

Т а блиц а 2

Вид компонентов смеси и характеристика камня

Пример ы р еализ адни способа

Известный

4

6 5

Характеристика камня

Плотность

Прочность, МПа

Теплопроводность, ккал/м ч С

+

0,92 0>94 0,68 0,85 0,97

35,7 38>2 37,6 37,4 37,3

0,89

32,5

0>68 1»13 (° 5

14 ° 8 21,4 15,6

0,16 0>39 0,38

0>08 О ° 08 0>@7 0>06 0>07 0 08

Редактор Н.Киштулинец, Заказ 1485 Тираж 562 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Наполнители

Шлак металлургический основной с модулем Мя

3

Шпак термо>1>остатный кислый с модулем М

7,5 !

О

Связующее

Растворы из гидроокиси натрия и магнезита основные с рН

7,5

1О

12

Растворы из азотной кислоты и гипса кислые с р

Составит ель В. Обр аз цов

Техред М,Дидык Корректор Л.Патай