ФОРМОВОЧНАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СИЛИКАТНЫХ ИЗДЕЛИЙ НЕАВТОКЛАВНОГО ТВЕРДЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК C04B28/18 C04B111/20 

Изобретение относится к составам формовочных смесей неавтоклавного твердения и может быть использовано в промышленности строительных материалов при изготовлении штучных силикатных изделий.

Известны сырьевые смеси для изготовления силикатных изделий, содержащие в качестве вяжущего 50 - 75 мас.% гидратированного нефелинового шлама, который в основном состоит из гидросиликатов кальция нестабильной структуры, а в качестве заполнителя 25 - 50 мас.% регидратированного на 50 - 90% нефелинового шлама [1].

Недостатком этих составов является необходимость проведения предварительной активизации заполнителя путем регидратации при температуре 600 - 800^oC, что вызывает дополнительные энергетические затраты и существенно усложняет технологию получения силикатных изделий.

Из известных составов наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является состав, включающий вяжущее контактного твердения в количестве 60 мас.%, представляющее собой гидросиликаты кальция нестабильной структуры, полученное гидратацией извести и опоки, взятых в соотношении по массе 1 : 1, и заполнитель - кварцевый песок в количестве 40 мас.% [2].

Недостатком этого состава является невысокая прочность получаемого камня сразу после прессования и невысокий прирост прочности камня при его "дозревании" в различных условиях.

Цель изобретения - получение искусственного силикатного камня, обладающего высокой прочностью сразу после прессования и значительным приростом прочности при "дозревании" камня в различных условиях.

Поставленная цель достигается тем, что в формовочной смеси для изготовления силикатных изделий неавтоклавного твердения, включающей гидратированную известково-опочную композицию в качестве вяжущего и заполнитель, в качестве заполнителя используются карбонатные материалы природного и техногенного происхождения фракции до 1,25 мм - доломитизированный известняк и карбонатный шламовый отход, обладающие положительным электрокинетическим потенциалом, что вызывает во время прессования электростатическое притяжение между частицами заполнителя и частицами вяжущего, имеющими отрицательный электрокинетический потенциал, при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанное известково-опочное вяжущее 43,0 - 47,0; указанный доломитизированный известняк 43,5 - 48,0; указанный карбонатный шламовый отход 5,0 - 13,5.

Негашеная известь и опока, взятые в соотношении по массе 5 : 7, подвергаются совместному помолу до удельной поверхности 1500 - 2000 см²/г, гидратации при В/Т = 1,0 - 1,0, пропариванию при непрерывном интенсивном перемешивании до связывания 65 - 80% извести в низкоосновные гидросиликаты кальция аморфной структуры, имеющие отрицательный электрокинетический потенциал поверхности, равный - 7,6 мВ. Полученное вяжущее смешивается с заполнителем - карбонатными материалами, обладающими положительным электрокинетическим потенциалом поверхности: доломитизированным известняком и карбонатным шламовым отходом. Доломитизированный известняк имеет электрокинетический потенциал, равный + 9,33 мВ. В предлагаемых формовочных смесях используется материал фракции до 1,25 мм (0 - 1,25 мм), обладающий удельной поверхностью 700 см²/г, который образуется при дроблении горной породы на щебень. Карбонатные шламовые отходы образуются при реагентной очистке сточных вод на предприятиях металлургии и энергетики и представляют собой весьма тонкодисперсные вещества, обладающие удельной поверхностью 8000 см²/г и имеющие электрокинетический потенциал, равный +3,61 мВ. Количество заполнителя в формовочных смесях составляет 53,0 - 57,0%. Полученная смесь подсушивается до формовочной влажности 15 - 20%. Из полученной формовочной смеси формуют изделия при давлении прессования 30 - 60 МПа, которые сразу после прессования обладают водостойкостью и достаточно высокой прочностью. Высокая прочность сразу после прессования обеспечивается электростатическим притяжением между частицами вяжущего и заполнителя вследствие наличия у них противоположных знаков электрокинетического потенциала. Кроме этого, у карбонатных материалов поверхностный слой мицелл насыщен катионами кальция, что способствует образованию гидросиликатов кальция на поверхности карбонатных частиц, создает наиболее благоприятные условия для завершения процесса кристаллизации после прессования изделий и, как следствие, обеспечивает значительный прирост прочности в процессе "дозревания" изделий в различных условиях. Карбонатный шламовый отход, являясь весьма тонкодисперсным веществом, во время прессования выполняет, с одной стороны, роль пластификатора в формовочной смеси, снижает трение между частицами, способствует их наиболее плотной укладке, а, с другой стороны, являясь положительно заряженным веществом, активно взаимодействует с отрицательно заряженным вяжущим.

Для экспериментальной проверки эффективности заявленного состава были приготовлены пять составов формовочных смесей, три из которых показали оптимальные значения прочности при сжатии, полученного из них силикатного камня (табл. 1).

В табл. 2 приведены значения прочности при сжатии силикатного камня, полученного из предлагаемых составов формовочных смесей и из состава по прототипу при давлении прессования 60 МПа. Из приведенных данных видно, что цель изобретения достигнута - силикатный камень, полученный из предложенных составов, имеет, по сравнению с прототипом, значительно более высокую прочность при сжатии сразу после прессования и способен значительно увеличивать свою прочность в результате "дозревания" в различных условиях.

Использование изобретения позволит получать искусственные силикатные материалы из местного недефицитного сырья природного и техногенного происхождения без использования таких энергоемких процессов, как обжиг и автоклавная обработка.

Изобретение предназначено для получения силикатных изделий, обладающих высокой прочностью сразу после прессования и значительным приростом прочности при "дозревании" изделий в различных условиях. Формовочная смесь для изготовления силикатных изделий неавтоклавного твердения включает в качестве вяжущего гидратированную известково-опочную композицию и заполнитель и отличается от известных составов тем, что в качестве заполнителя используются карбонатные материалы природного и техногенного происхождения фракции до 1,25 мм - доломитизированный известняк и карбонатный шламовый отход, обладающие положительным электрокинетическим потенциалом, что вызывает при прессовании электростатическое притяжение между частицами заполнителя и частицами вяжущего, имеющими отрицательный электрокинетический потенциал. Формовочная смесь имеет следующее соотношение компонентов, мас.%: указанное известково-опочное вяжущее 43,0 - 47,0; указанный доломитизированный известняк 43,5 - 48,0; указанный карбонатный шламовый отход 5,0 - 13,5. 2 табл.

Формовочная смесь для изготовления силикатных изделий неавтоклавного твердения, включающая гидратированную известково-опочную композицию в качестве вяжущего и заполнитель, отличающаяся тем, что в качестве заполнителя используются карбонатные материалы природного и техногенного происхождения фракции до 1,25 мм - доломитизированный известняк и карбонатный шламовый отход, обладающие положительным электрокинетическим потенциалом, что вызывает во время прессования электростатическое притяжение между частицами заполнителя и частицами вяжущего, имеющими отрицательный электрокинетический потенциал, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанное известково-опочное вяжущее - 43,0 - 47,0
Указанный доломитизированный известняк - 43,5 - 48,0
Указанный карбонатный шламовый отход - 5,0 - 13,5я