СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2005 года по МПК C04B28/26 C04B111/20 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для устройства тепловой и звуковой изоляции промышленных коммуникаций, тепловых агрегатов и ограждающих конструкций, а также изготовления теплоизоляционных изделий.

Известна смесь, включающая жидкое стекло, ферросилиций, гидрат окиси натрия и шамот (патент РФ №2060239, кл. С 04 В 28/26, 1996 г.).

Недостатком этой смеси является высокая плотность и недостаточные теплоизоляционные свойства.

Известна смесь, включающая жидкое стекло, кремнефтористый натрий, кремнеземистый наполнитель и пенообразователь (патент РФ №2096378, кл. С 04 В 28/26, 1997 г.).

Недостатком указанной смеси является сложность технологии, связанной с длительным помолом компонентов, продолжительным процессом вспучивания и твердения.

Известна сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного материала, включающая жидкое натриевое стекло, кремнефтористый натрий, гидрат окиси натрия и кремнеземистый компонент (РФ №2177463 С1, 27.12.2001, 5 с.).

Эта смесь по назначению и по совокупности существенных признаков является наиболее близкой к предлагаемому изобретению.

Недостатком указанной смеси является высокая средняя плотность получаемого материала, а также то, что для отверждения и вспучивания смеси требуются значительные энергетические затраты и время, что усложняет технологию и не позволяет применять смесь для получения теплоизоляции в построечных условиях.

Целью настоящего изобретения является снижение средней плотности теплоизоляционного материала и упрощение технологии получения.

Указанная цель достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного материала, включающая жидкое натриевое стекло, кремнефтористый натрий, гидрат окиси натрия и кремнеземистый компонент, дополнительно содержит алюминиевую пудру, портландцемент, воду, а в качестве кремнеземистого компонента - немолотый кварцевый песок и молотый кварцевый песок или немолотый кварцевый песок и молотый шамот или немолотый кварцевый песок и микрокремнезем, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

жидкое натриевое стекло 27-33кремнефтористый натрий 2,5-4,8указанный кремнеземистый компонент 38-44алюминиевая пудра 1,1-1,2гидрат окиси натрия 2,7-3,3портландцемент 11,5-13,8вода 8-13

Соотношение между немолотым кварцевым песком и молотым кварцевым песком находится в пределах от 1:2 до 1:3 по массе. Модуль крупности немолотого кварцевого песка должен быть в пределах 0,5...1,2, тонкость помола молотого кварцевого песка должна соответствовать удельной поверхности, равной 250...350 м²/кг.

Соотношение между немолотым кварцевым песком и молотым шамотом находится в пределах от 1:2 до 1:3,59 по массе.

Соотношение между немолотым кварцевым песком и микрокремнеземом находится в пределах от 1:1 до 1:2 по массе.

Смесь готовится следующим образом. Твердые компоненты - кремнеземистый компонент (например, молотый кварцевый песок и немолотый кварцевый песок), кремнефтористый натрий, портландцемент, алюминиевую пудру смешивают в шаровой или стержневой мельнице. Жидкое стекло, воду и гидрат окиси натрия смешивают в скоростной мешалке, затем вводят необходимое количество предварительно смешанных сухих компонентов и перемешивают до однородного состояния. Готовую текучую смесь заливают в форму или опалубку. Через 2...15 минут начинается вспучивание смеси с интенсивным выделением тепла. Процесс вспучивания заканчивается через 5-10 мин после его начала. Отверждение происходит при температуре окружающего воздуха 18-25°С в течение 20-40 мин. Полученный материал не требует дополнительной сушки. Вспучивание материала происходит благодаря выделению водорода в результате взаимодействия алюминиевой пудры с жидким стеклом и гидратом окиси натрия. Гидрат окиси натрия является ускорителем газообразования и отверждения материала, а экзотермия реакции способствует дополнительному вспучиванию за счет образования паров воды и снижению влажности материала, тем самым исключая сушку из процесса производства.

В качестве кремнеземистого компонента также возможно использовать немолотый кварцевый песок и керамзитовую пыль или немолотый кварцевый песок и золу-унос ТЭС.

Роль кремнеземистого компонента заключается в участии структурообразования материала за счет взаимодействия диоксида кремния (SiO₂), содержащегося в кремнеземистом компоненте, с щелочной средой жидкого стекла и портландцементом, а также увеличения термостойкости теплоизоляционного материала. Портландцемент вводится с целью повышения водостойкости материала.

В таблице 1 приведены примеры составов предлагаемых смесей и составов с запредельными соотношениями компонентов.

В таблице 2 приведены величины полученных свойств. Примеры 1-6 приготовлены в соответствии с изобретением, примеры 7 и 8 приготовлены с запредельными соотношениями компонентов.

Полученный теплоизоляционный материал показал следующие характеристики:

средняя плотность 170...360 кг/м³; прочность при сжатии 0,33...2,0 МПа; прочность при изгибе 0,06...0,35 МПа; коэффициент теплопроводности при температуре +25°С 0,05...0,1 Вт/м°С; температуростойкость 450...700°С. Составы с запредельными соотношениями компонентов показали недостаточное вспучивание (средняя плотность выше 350 кг/м³) и недостаточную прочность.

Таблица 1КомпонентыНомер варианта примера12345678Жидкое натриевое
стекло33,028,527,031,528,730,535,626Кремнефтористый натрий4,83,93,643,72,72,52,5Немолотый
кварцевый песок12,713,014,011,09,419,210,618,0Молотый
кварцевый песок25,328,030,027,0--25,227,0Молотый шамот----33,8---Микрокремнезем-----19,2--Алюминиевая
пудра1,21,11,31,21,31,30,61,5Гидрат окиси
натрия2,72,83,13,13,13,12,54Портландцемент12,113,012,012,2121110,014Вода8,29,791081313,07

Таблица 2ПоказательНомера вариантов примеров12345678Средняя плотность,
кг/м³180220270350240330443560Прочность на сжатие, МПа0,330,781,22,00,951,11,121,32Прочность на изгиб, МПа0,060,10,20,40,150,350,260,3Коэффициент теплопроводности при температуре +25 °С, Вт/м°С0,050,070,080,10,080,0950,140,15Температуростойкость, °С550500600650700450250400

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для устройства тепловой и звуковой изоляции промышленных коммуникаций, тепловых агрегатов и ограждающих конструкций, а также для изготовления теплоизоляционных изделий. Техническим результатом является снижение средней плотности теплоизоляционного материала и упрощение технологии его получения. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного материала, включающая жидкое натриевое стекло, кремнефтористый натрий, гидрат окиси натрия и кремнеземистый компонент, дополнительно содержит алюминиевую пудру, портландцемент, воду, а в качестве кремнеземистого компонента - немолотый кварцевый песок и молотый кварцевый песок или немолотый кварцевый песок и молотый шамот или немолотый кварцевый песок и микрокремнезем при следующем соотношении компонентов, мас.%: жидкое натриевое стекло 27-33, кремнефтористый натрий 2,5-4,8, указанный кремнеземистый компонент 38-44, алюминиевая пудра 1,1-1,2, гидрат окиси натрия 2,7-3,3, портландцемент 11,5-13,8, вода 8-13. Причем используют немолотый кварцевый песок и молотый кварцевый песок при соотношении от 1:2 до 1:3 по массе, модуль крупности немолотого кварцевого песка равен 0,5-1,2, а тонкость помола молотого кварцевого песка должна характеризоваться удельной поверхностью 250-350 м²/кг. Также используют немолотый кварцевый песок и молотый шамот при соотношении от 1:2 до 1:3,59 по массе и используют немолотый кварцевый песок и микрокремнезем при соотношении от 1:1 до 1:2 по массе. 4 з. п. ф-лы, 2 табл.

1. Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционного материала, включающая жидкое натриевое стекло, кремнефтористый натрий, гидрат окиси натрия и кремнеземистый компонент, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит алюминиевую пудру, портландцемент, воду, а в качестве кремнеземистого компонента - немолотый кварцевый песок и молотый кварцевый песок или немолотый кварцевый песок, и молотый шамот, или немолотый кварцевый песок и микрокремнезем, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Жидкое натриевое стекло27 - 33Кремнефтористый натрий 2,5 - 4,8Указанный кремнеземистый компонент38 - 44Алюминиевая пудра1,1 - 1,2Гидрат окиси натрия2,7 - 3,3Портландцемент11,5 - 13,8Вода8 - 13