СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕГКОГО ПОРИСТОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ Российский патент 2010 года по МПК C04B14/12 C04B18/14 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано в технологии получения искусственных пористых заполнителей.

Известно, что основным сырьем для получения пористых заполнителей по керамзитовой технологии являются легкоплавкие глинистые породы, способные к вспучиванию при скоростном обжиге / Онацкий С.П. Производство керамзита. - 3-е изд., перераб. и доп.- М.: Стройиздат, 1987. - 333 с./[1].

Недостатком является дефицит месторождений природных глин, способных к вспучиванию и образованию наиболее востребованного заполнителя плотностью 200…500 кг/м³, а приготовление искусственных сырьевых смесей технически и экономически не всегда целесообразно.

Эталоном высоковспучивающегося глинистого сырья является смышляевская глина, на основе которой получают керамзит плотностью от 200 до 400 кг/м³.

Для повышения степени вспучивания в составы глин вводят жидкие и твердые органические добавки, которые при сгорании обеспечивают поризацию глинистого сырья и формирование пористого ядра гранулы.

Наиболее сложно поддается корректировке минеральная часть сырья, которая должна не только иметь определенный химико-минералогический, но и гранулометрический состав, а также пластичность.

Известна сырьевая смесь для производства керамзита, включающая слабовспучивающееся глинистое сырье и органическую добавку, содержащую мазут 1,0-1,5% и сульфанол 0,1-0,2% / Авторское свидетельство СССР №558888, Кл. С04В 31/20, 1977./ [2]. Полученный заполнитель имеет плотность в куске 0,45-0,5 г/см³.

Наиболее близкой к заявленному изобретению является сырьевая смесь для производства керамзита, содержащая слабовспучивающуюся глину и комплексную органическую добавку - отход металлообрабатывающих заводов / Авторское свидетельство СССР №787393, Кл. С04В 31/20, 1980. / [3]. Принят за прототип.

Недостатком этой сырьевой смеси является узкий интервал вспучивания вследствие недостаточного количества Аl₂О₃.

Сущностью изобретения является повышение качества легкого пористого заполнителя.

Техническим результатом изобретения является снижение плотности легкого пористого заполнителя, повышение однородности и расширение интервала образования вязкой пиропластической массы.

Технический результат достигается тем, что известная сырьевая смесь для получения легкого пористого заполнителя, включающая слабовспучивающееся глинистое сырье и комплексную органическую добавку, содержит в качестве последней природный нанопродукт - сапропель и высокопластичный промышленный отход - алюмощелочной шлам при следующем соотношении компонентов, мас.%.: кирпичная глина - 70; алюмощелочной шлам - 20; сапропель - 10.

Сапропель представляет собой сложные органо-минеральные вещества, формирующиеся в результате биохимических, микробиологических и механических процессов из остатков отмирающих растительных и животных организмов с тонкой структурой веществ / Кирейчева Л.В. Сапропели: состав, свойства, применение / Л.В. Кирейчева, О.Б. Хохлова. - М.: Издательство «РОМА», 1998. - 120 с./ [4]. В отличие от глин основными компонентами данной пробы сапропеля являются высокодисперсные SiO₂ и СаСО₃. Кремнезем представлен в аморфном виде, а карбонат кальция - в аморфном и коллоидном состоянии. Такой сапропель относится к смешанному типу [4].

Алюмощелочной шлам - продукт очистки сточных вод металлообработки, образующийся при травлении алюминиевых сплавов едкой щелочью на металлообрабатывающих заводах после осаждения и уплотнения /Коренькова С.Ф. Основы и концепция утилизации химических осадков промстоков в стройиндустрии: монография / С.Ф. Коренькова, Т.В. Шеина; Самарск. гос.арх.-строит. ун-т.- Самара, 2004. - 203 с./ [5]. Имеет микродисперсную структуру и повышенное содержание тетрогидроалюмината натрия. Введение шлама в состав глины увеличивает количество Аl₂О₃ и способствует расширению интервала вспучивания шихты.

Химический состав исследуемой пробы сапропеля и алюмощелочного шлама приведен в таблице 1. В той же таблице приведены составы смышляевской глины (Самарская область) как эталон сырья для получения легкого пористого заполнителя. Основными компонентами этой глины являются SiO₂, Аl₂O₃, Fе₂О₃ и органические соединения (таблица 1).

Таблица 1 Химические составы компонентов для приготовления пористого заполнителя Наименование материала Содержание веществ, % (по массе) SiO₂ Аl₂O₃ Fе₂O₃ CaO+MgO SО₃ П.П.П. Эталон Смышляевская глина (Плотность керамзита в куске 0,3-0,4 г/см³) Состав 1 49,84 13,96 6,44 5,66 0,37 17,56 Смышляевская глина (Плотность керамзита в куске 0,3-0,4 г/см³) Состав 2 51,12 17,74 7,98 4,52 0,72 13,8 Компоненты, предлагаемые в заявке Сапропель 20,46 3,2 6,4 44,77 0,51 25,56 Алюмощелочной шлам 0,66 53,07 1,6 3,93 2,04 30,76 Кирпичная глина Молодогвардейская 61,74 6,9 11,2 4,79 0,34 10,86

В основе формирования стекловидной и кристаллической структуры керамзита лежат процессы плавления основных компонентов, а также взаимодействия их между собой с образованием новых кристаллических соединений (CaO·SiO₂, СаО·Аl₂О₃). Формирование пористой структуры связано с горением природных органических соединений с образованием СО и СО₂, что обеспечивает создание восстановительной среды на всем протяжении обжига легкого пористого заполнителя.

В таблице 2 приведены рекомендуемые составы сырьевых смесей для получения пористого заполнителя.

Таблица 2 Составы сырьевых смесей на основе природного и техногенного наносырья Состав Наименование сырьевых компонентов Плотность заполнителя, кг/м³ Кирпичная глина Алюмощелочной шлам Сапропель 1 70% 15 15 400 2 70% 20 10 350 3 70% 25 5 400

Предложенная трехкомпонентная смесь позволит практически из слабовспучивающейся глины любого состава (в том числе и кирпичной) получить пористый заполнитель с насыпной плотностью в пределах 300-400 кг/м³ (таблица 2) и расширить сырьевую базу за счет вовлечения в сырьевой оборот невостребованного природного и техногенного наносырья. Использование промышленного отхода - алюмощелочного шлама - способствует сохранению окружающей среды.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано в технологии получения искусственных пористых заполнителей. Сырьевая смесь для получения легкого пористого заполнителя включает, мас.%: кирпичная глина, 70, алюмощелочной шлам 20, сапропель 10. Технический результат: получение пористого заполнителя с насыпной плотностью не более 400 кг/м³ из слабовспучивающейся глины, сохранение окружающей среды. 2 табл.

Сырьевая смесь для получения легкого пористого заполнителя, включающая слабовспучивающееся глинистое сырье и комплексную органическую добавку, отличающаяся тем, что она в качестве органической добавки содержит сапропель и алюмощелочной шлам при следующем соотношении компонентов, мас.%:
кирпичная глина 70 алюмощелочной шлам 20 сапропель 10