КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПОРИСТОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ Российский патент 2009 года по МПК C04B14/24 

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к пористым заполнителям для бетонов.

Известна композиция для производства пористого заполнителя следующего состава, мас.%: товарное жидкое стекло, модифицированное хлоридом натрия - 25, глиноземсодержащий отработанный катализатор, отход нефтехимического производства - 75 /Комиссаренко Б.С. Модифицированные жидкостекольные системы как основа для жаростойкого заполнителя / Б.С.Комиссаренко, С.А.Мизюряев, С.А.Жигулина. // Строительные материалы. - 2001. - №10. - С.27-28 / [1].

Недостатком указанного состава является относительно низкая прочность (0,95 МПа).

Наиболее близкой к изобретению является композиция для производства пористого заполнителя, включающая следующие компоненты, мас.%: жидкое стекло плотностью 1,45-1,53 г/см³ - 100, хлорид натрия 4,5-50 сверх 100% / пат. 2211196 Российская Федерация, МПК С04В 14/24, 38/00. Композиция для производства пористого заполнителя. / Жигулина А.Ю., Мизюряев С.А.; заявитель и патентообладатель Самар. гос. архитектурно-строит. акад. - №2000127623; заявл. 02.11.2000; опубл. 27.08.03, Бюл. №24 / [2]. Принят за прототип.

Недостатком указанного состава керамической массы является относительно низкая прочность 0,07-0,65 МПа.

Сущность изобретения - повышение качества строительных материалов.

Техническим результатом изобретения является повышение прочности пористого материала.

Указанный технический результат достигается тем, что в известную композицию для производства пористого заполнителя, включающую жидкое стекло плотностью 1,45-1,53 г/см³ и хлорид натрия, дополнительно вводят монтмориллонитовую глину и отход горно-обогатительной фабрики при обогащении угля с содержанием п.п.п.15-18% при следующем соотношении компонентов, мас.%:

жидкое стекло плотностью 1,45-1,53 г/см³ 45-65 хлорид натрия 5-15 монтмориллонитовая глина 15-20 отход горно-обогатительной фабрики при   обогащении угля с содержанием п.п.п.15-18% 15-20

В качестве основного глинистого сырья для производства пористого заполнителя использовалась глина Смышляевского месторождения Самарской области. Глина Смышляевского месторождения характеризуется как тонкодисперсная, преимущественно с низким содержанием мелких и средних включений, представленных кварцем, железистыми минералами, гипсом и карбонатными включениями, химический состав представлен в табл.1. Основным породообразующим минералом глины является монтмориллонит, среднее содержание которого составляет до 70%.

Таблица 1 Химические составы компонентов Компоненты Содержание оксидов, мас.% SiO₂ Al₂O₃ CaO MgO Fe₂O₃ R₂O SO₃ п.п.п. Монтмориллонитовая глина Смышляевского месторождения 55-58 13-16 4-6 2-3 6-8 3-4 0,5-0,5 7-9 Отход горнообогатительной фабрики при обогащении угля 45-50 25-30 2-3 0,5-0,8 2-4 0,05-0,1 0,04-0,08 15-18

В качестве наполнителя и выгорающей добавки для производства пористого заполнителя использовался отход горно-обогатительной фабрики при обогащении угля с содержанием п.п.п.15-18% (п.п.п. - потери при прокаливании). Химический состав отхода горно-обогатительной фабрики при обогащении угля (отход ГОФа) представлен в табл.1.

Известно, что основным условием, обеспечивающим вспучивание композиции при ее нагревании, является совмещение во времени пиропластического состояния композиции с интенсивным газовыделением внутри обжигаемого материала. Пиропластическое состояние композиции обеспечат жидкое стекло и монтмориллонитовая глина, а газовыделение - отход горно-обогатительной фабрики при обогащении угля.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Композиции (табл.2) для производства пористого заполнителя готовили путем тщательного перемешивания всех компонентов, что приводит к растворению хлористого натрия. Ионы натрия понижают силикатный модуль смеси, а ионы хлора, действуя в качестве сильного окислителя, способствуют коагуляции смеси. Понижение силикатного модуля, приводящее к снижению числа силоксановых связей, существенно облегчает переход ионов щелочного металла в раствор и движение молекул воды в монтмориллонитовую глину, что приводит к коагуляции смеси. Коагуляция смеси приводит к повышению вязкости, что дает возможность формовать гранулы любого размера.

Таблица 2 Составы композиций для производства пористого заполнителя Компоненты Содержание компонентов, мас.% 1 2 3 жидкое стекло плотностью 1,45-1,53 г/см³ 65 55 45 хлорид натрия 5 10 15 монтмориллонитовая глина 15 17 20 отход ГОФа 15 18 20

Из полученной композиции готовили гранулы на тарельчатом грануляторе. Гранулы подвергались термообработке в интервале температур 400-800°С.

При термообработке гранул в интервале температур 100-400°С выделяется содержащаяся в силикате вода, которая начинает вспучивать коагулированную массу. В интервале температур 400-800°С выгорают органические примеси и происходит дегидратация монтмориллонита, что приводит к вспучиванию. В табл.3 представлены физико-механические показатели пористого заполнителя.

Таблица 3 Физико-механические показатели заполнителя Показатели Составы Прототип 1 2 3 Прочности при раскалывании 1,3 1,5 1,45 0,07-0,65

Как видно из табл.3, пористые заполнители из предложенных составов имеют более высокую прочность при раскалывании, чем прототип.

Полученное техническое решение при использовании отхода ГОФа позволяет значительно увеличить прочность при раскалывании пористого заполнителя.

Использование отхода ГОФа при получении пористого заполнителя способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды и расширению сырьевой базы для строительных материалов.

Источники информации

1. Комиссаренко Б.С. Модифицированные жидкостекольные системы как основа для жаростойкого заполнителя / Б.С.Комиссаренко, С.А.Мизюряев, С.А.Жигулина. // Строительные материалы. - 2001. - №10. - С 27-28.

2. Пат. 2211196 Российская Федерация, МПК С04В 14/24, 38/00. Композиция для производства пористого заполнителя. / Жигулина А.Ю., Мизюряев С.А.; заявитель и патентообладатель Самар. гос. архитектурно-строит. акад. - №2000127623; заявл. 02.11.2000; опубл. 27.08.03, Бюл. №24.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к пористым заполнителям для бетонов. Композиция для производства пористого заполнителя, включая жидкое стекло плотностью 1,45-1,53 г/см³ и хлорид натрия, дополнительно содержит монтмориллонитовую глину и отход горно-обогатительной фабрики при обогащении угля с содержанием п.п.п. 15-18% при следующем соотношении компонентов, мас.%:

жидкое стекло плотностью 1,45-1,53 г/см³ 45-65 хлорид натрия 5-15 монтмориллонитовая глина 15-20 отход горно-обогатительной фабрики   при обогащении угля с содержанием   п.п.п. (потери при прокаливании) 15-18% 15-20

Технический результат - повышение прочности пористого материала. 3 табл.

Композиция для производства пористого заполнителя, включающая жидкое стекло плотностью 1,45-1,53 г/см³ и хлорид натрия, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит монтмориллонитовую глину и отход горно-обогатительной фабрики при обогащении угля с содержанием п.п.п.15-18% при следующем соотношении компонентов, мас.%:
жидкое стекло плотностью 1,45-1,53 г/см³ 45-65 хлорид натрия 5-15 монтмориллонитовая глина 15-20 отход горно-обогатительной фабрики   при обогащении угля с содержанием   п.п.п. (потери при прокаливании) 15-18% 15-20