ГЛИНОФОСФАТНЫЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2005 года по МПК C04B28/34 C04B111/27 

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано при производстве строительных блоков.

Известны материалы на основе глин, суглинков, фосфорной кислоты и добавок - оксидов d-металлов. (Латутова М.Н., Сватовская Л.Б., Чибисов Н.П. и др. Физико-химические особенности твердения ГЛИНФов и АЛЮМФов - Л.: Стройиздат, "Цемент" №10, 1990). В качестве активирующих добавок использованы оксиды Fe(II) или Cu(I), обладающие восстановительными свойствами и способные улучшать технические характеристики глинофосфатных материалов.

Указанные известные глинофосфатные материалы твердеют на воздухе и являются водостойкими.

Недостатком этих материалов является быстрое твердение на воздухе.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является выбранный за прототип глинофосфатный материал на основе суглинка 71... 74 мас.%, железосодержащего отхода металлургического производства с остатком на сите №008 5... 7%, содержащего оксид Fe (II) 7... 11 мас.% и ортофосфорной кислоты плотностью 1,24... 1,25 г/см³ - остальное (Патент RU №2148563, С 04 В 28/34, 10.05.2000).

Недостатком указанного глинофосфатного материала является быстрое твердение на воздухе.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в замедлении сроков схватывания твердеющих материалов за счет сорбционных процессов нефтепродуктов, влияющих на образование конечных фосфатных соединений, при сохранении водостойкости.

Поставленная задача достигается тем, что глинофосфатный материал, включающий песок для строительных работ ГОСТ 8736-93 с содержанием SiO₂ - не менее 78% и глинистых частиц не более 2%, модуль крупности 1,9... 2,4 мм; глину кембрийскую состава, мас.%: SiO₂-62,83; TiO₂+Аl₂О₃-17,29; Fе₂О₃-6,4; CaO-1,24; MgO-2,73; К₂О-4,5; SO₃-0,54; прочие - 4,47; железосодержащий отход металлургического производства с остатком на сите №008 5... 7%, содержащий оксид железа (II), и концентрированную ортофосфорную кислоту, дополнительно содержит отработанный моющий раствор, содержащий нефтепродукты 3... 5%, а указанная смесь концентрированной ортофосфорной кислоты и отработанного моющего раствора имеет плотность 1,25... 1,35 г/см³; при следующем соотношении компонентов, мас.%:

указанный песок 40... 42

указанная глина 27... 28

указанный железосодержащий отход 12... 15

указанная смесь концентрированной ортофосфорной кислоты

и отработанного моющего раствора Остальное

Новым по сравнению с прототипом является использование в качестве жидкости затворения раствора, приготовляемого путем разведения концентрированной ортофосфорной кислоты отработанным моющим раствором (содержащим 3... 5% нефтепродуктов) до достижения плотности 1,25... 1,35 г/см³.

Применение нового раствора замедляет сроки схватывания глинофосфатного материала.

ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ

Смесь, состоящую из песка, глины и железосодержащего отхода металлургического производства с остатком на сите №008 5... 7%, содержащего оксида Fe(II), перемешивают и затворяют раствором плотностью 1,25... 1,35 г/см³, состоящим из концентрированной ортофосфорной кислоты, разбавленной отработанным моющим раствором. Используют следующие материалы: железосодержащий отход следующего основного состава, мас.%: FeO-96, CuO-0,1; Аl₂О₃-0,4; Мо₃O₄-0,1; NiO-0,2; SiO₂-2,0; Сr₂О₃-0,3; С-0,3; песок для строительных работ ГОСТ 8736-93 с содержанием SiO₂ - не менее 78% и глинистых частиц не более 2%. Модуль крупности 1,9... 2... 4 мм; глина кембрийская состава, мас.%: SiO₂-62,83; TiO₂+Аl₂О₃-17,29; Fе₂О₃-6,4; CaO-1,24; MgO-2,73; К₂О-4,5; SO₃-0,54; прочие - 4,47; ортофосфорная кислота (ГОСТ 65-52-80), разбавленная отработанным моющим раствором, содержащим 3... 5% нефтепродуктов, имеет плотность 1,25... 1,35 г/см³. Моющий раствор представляет собой 5% раствор смеси Na₂CO₃·_{1,5H2O2 и Na2SiF6.}

После затвердевания на воздухе получается водостойкий глинофосфатный материал, который можно использовать в строительстве.

Содержание в кислоте нефтепродуктов 3... 5% позволяет замедлить сроки схватывания. Сроки схватывания глинофосфатных материалов определялись по ГОСТ 310.3.78.

Примеры составов и результаты испытаний представлены в таблице.

Номер п.п.Состав, мас.%Сроки схватывания, час-мин.Прочность при сжатии, MПa, в возрасте 28 сут. после 2 сут. водонасыщенияПесокГлинаЖелезосодержащий отходКонцентр. ортофос-форная кислота и моющий раствор, плотность, 1,25... 1,35 г/см³Ортофосфорная кислота, (водный раствор), плотность, 1,24... 1,25 г/см³началоконец12 345678139281518-0-300-4511,0240271518-0-452-3511,9341281318-0-552-4010,8442281218-0-502-489,8543271218-1-051-558,7639311218-1-101-458,9739271618-0-250-4511,4843231618 0-220-4011,39402715-180-150-3011,010412813-180-200-4010,511422812-180-250-459,7

Анализ таблицы показывает, что использование в качестве жидкости затворения ортофосфорной кислоты, разбавленной отработанным моющим раствором, содержащим 3... 5% нефтепродуктов, дает возможность регулировать сроки схватывания глинофосфатного материала аналогично срокам схватывания портландцемента (начало схватывания - 45 мин, конец - 2 ч 30 мин).

Изобретение относится к области строительных материалов. Технический результат - замедление сроков схватывания твердеющих материалов при сохранении водостойкости. Глинофосфатный материал, включающий песок, глину кембрийскую, железосодержащий отход металлургического производства с остатком на сите № 008 5...7%, содержащий оксид Fe(II), и раствор ортофосфорной кислоты в отработанном моющем растворе, содержащем 3-5% нефтепродуктов, имеющий плотность 1,25-1,35 г/см³ при следующем соотношении компонентов, мас.%: песок - 40-42, глина кембрийская - 27-28, указанный железосодержащий отход - 12-15, указанный раствор - остальное. 1 табл.

Глинофосфатный материал, включающий песок, глину кембрийскую, железосодержащий отход металлургического производства с остатком на сите № 008 5...7%, содержащий оксид Fe(II), и раствор ортофосфорной кислоты, отличающийся тем, что он содержит раствор ортофосфорной кислоты в отработанном моющем растворе, содержащем 3-5% нефтепродуктов, имеющий плотность 1,25-1,35 г/см³, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Песок 40-42

Глина кембрийская 27-28

Указанный железосодержащий отход 12-15

Указанный раствор остальное