Способ изготовления крупнопористых изделий Советский патент 1983 года по МПК C04B19/04 

(5) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРУПНОПОРИСТЫХ

1

Изобретение относится к способу строительных материалов.

Известен способ изготовления крупнопористых изделий, например дренажных ТРУб, из керамзита, жидкого стекла и тонкомолотого керамзита путем приготовления сырьевой смеси, формования, сушки и обжига изделийр.

Недостаток известного способа заключается в сравнительно низкой прочности изделий и необходимости длительного и энергоемкого процесса сушки.

По технической сущности и достигаемому результату наиболее близок к изобретению способ изготовления крупнопористых керамических изделий заключающийся в ариготовлении сырьевой смеси из пористого заполнителя, жидкого стекла и добавки карбонатных пород, Формовании изделий,сушке их и обжиге 2 J.

Недостатком известного способа являются сравнительно низкие прочИЗДЕЛИЙ

ность, водостойкость и коррозионная стойкость.

Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости и прочности крупнопористых изделий.

.Поставленная цель достигается тем, что по способу изготовления крупнопористых изделий, включающему перемешивание в смесителе пористо- го заполнителя, жидкого стекла, и

10 карбонатных пород, формование изделий и обжиг, предварительно в смеситель загружают пористый заполнитель и «0-60% всей массы жидкого стекла с последующим введением карбонатных

15 пород и оставшейся части жидкого стекла, а после формования изделия подвергают продувке углекислым газом при давлении 1-4 атм в течение 1560 сек.

20

Влажность в смесителе поддерживают 70-905;, а концентрацию углекислого газа 0,5-1 В качестве пористого заполнителя используют керамзит, эргилит и другие известные заполнители. В качестве карбонатных пород в сырьевую в смесь вводят доломиты, из вестняки в виде порошка с удельной поверхностью 2,5-3,5 тыс.. Тонкодисперсная часть карбонатных пород (размер частиц менее 50 мк7, переход в бикарбонат, дает водорастворимое соединение с образованием ионов каль ция. Последние, взаимодействуя с жид ким стеклом, дают прочные водостойки соединения силикатов кальция, обеспе чивающих получение некоторого коли.чества водостойких цементирующих новообразований. Грубодисперсная часть карбонатных пород (размер частиц более 50 мк выполня.ет роль микронапол нителя жидкого стекла, структурируя систему и обеспечивая необходимые ре ологические свойства. Известно, что повысить прочность и стойкость изделий на жидком стекле можно путем обработки углекислым газом. Однако жидкое стекло плохо удерживается на поверхности частиц карбонатных пород и поэтому при традиционных методах обработки углекислым газом уже отформованных изделий на обнаженные участки родонерастворимых частиц карбоната действует углекислый газ с образованием водорастворимого бикарбоната. 6 результате адгезия на границе,трубодисперсная фракция карбонатных пород - жид кое стекло, резко уменьшается, и структурирующая роль снижается. При этом вяжущие свойства композиции и прочностные показатели изделий ухудшаются. Предложенная двухступенчатая система обработки углекислым газом позволяет значительно повысить как проч ность, так и стойкость изделий. Двухстадийная обработка COj компонентовсмеси, увеличивая объем тве дои фазы карбонатных новообразований вокруг заполнителя, приводит к допол нительному уплотнению связки, повыша тем самым коррозионную стойкость бетона. В результате двухстадийной обработки формуются устойчивые новообразования, не разлагающиеся в хлоридно сульфитных водах с рН 8. При односта дийной обработке в новообразованиях содержится много, кремнегеля, который характеризуется в щелочной среде пониженной стойкость. При двухстадийной обработке вместо кремнегеля фор167 мируются новообразования в виде вторичного кальцита и кальциевых силикатов. Эти карбонатные и силикатные соединения кальция дают достаточно стабильную и долговечную фазу, котоГ ая служит основой высокой прочности и коррозионной стойкости крупнопористого бетона в хлоридно-сульфатных слабощелочных средах в течение длительного периода эксплуатации. При смещении пористого заполнителя с 0-60 жидкого стекла в среде с влажностью 70-90% и концентрацией углекислого газа 0,5-1,0 происходит обволакивание заполнителя жидким стеклом и частичная коагуляция последнего. Предлагаемые влажность и концентрация СО/2; смесителе обеспечивают связывание щелочи в гидрокарбонаты, частичное отверждение жидкого стекла с достаточно прочным закреплением последнего на поверхности заполнителя в виде равномерной пленки. Двухстадийное перемешивание обеспечивают более глубокий гидролиз жидкого стекла, так как в процессе перемешивания непрерывно обнажаются новые поверхности, на которых идет процесс взаимодействия углекислого газа с продуктами гидролиза. Затем в смеситель вводят молотую добавку карбонатных пород и оставшиеся Q6Q% жидкого стекла. Такое селективное введение микронаполнителя, и оставшейся части жидкого стекла позволяет равномерно распределить микронаполнитель на подготовленной поверхности заполнителя и обеспечить последующее равномерное распределение вводимого жидкого стекла при минимальном его расходе. Последовательность введения компонентов связки позволяет достичь удовлетворительной формуемости смеси в вертикальных станках ЦНИИ МПС и других агрегатах для формования крупнопористых фильтрующих изделий при равномерном распределении связующего на поверхности заполнителя. Продувку отформованных изделий углекислым газом осуществляют при давлении l-t атм в течение 15-60 сек. Повышение давления свыше А атм нецелесообразно из технико-экономических соображений, а давление меньше 1 атм, не позволяет провести продувку. При давлении l- t-aTM полная карбонизация дос тигается за 15-60 сек. Известным и предлагаемым способами готовят образцы крупнопориоп-ых изделий и испытывают согласно стандарт510022ным методикам. Все образцы готовят из смеси, содержащей компоненты при еледующем соотношении, вес.: Пористый заполнитель (аргиллит фракции 0-5 мм)70 Добавка карбонатной породы доломит19 Жидкое стекло натриевое с модулем 2,8 11 . . , П ри м е р 1. Согласйо известному способу образцы готовят путем перемешивания.компоне±)тов, формования, ки при 150 - 200 С и в течение 2 ч и Лбжига при ч50 С с подъемом температу676ры в течение 2 ч и изотермической выдержкой в течение 1 ч ( пример 1). П р и м е р 2. Согласно предлагаемому способу образцы готовят путем введения в смеситель заполнителя (аргиллита; , «0-601 всей дозировки жидкого стекла с обеспечением в смесителе влажности 70-90% и концентрации углекислого газа 0,5-1,01 последующим введением карбонатной добавки и оставшейся дозы жидкого стекла. Затем ({.ормуют образцы, подвергают продувке углекислым газом при давлении 1-4 атм в тёчение 15-60 сек и обжигу в том же режиме, что и образцы по примеру 1 . Режимы и результаты испытаний приведены в таблице.

Приготовление смеси

Влажность среды,% - 70 80 90 Концентрация СО Д - 1,0 0,7 0,5

Количество жидкого стекла, наносимого на заполнитель, весД:- 40 5

Количество жидкого стекла вводимого после карбонатной добавки, вес,% . 60 50 . 40.

Сушка отформованных образцов

Температура, с . 180 Продолжительность, ч 2

Продувка COj

Давление, атм- 1 2 4

Продолжительность, сек - 60 20 15

Показатели свойств материала

3

Объемная масса, кг/м 990 1000 990 995