Способ изготовления пустотелых гранул Советский патент 1980 года по МПК C04B31/02 C04B31/36 

:54-)

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПУСТОТЕЛЫХ ГРАНУЛ

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано ддя изготовления легких пустотелых гранулированных заполнителей на основе минеральных композиций. Известен способ изготовления пустотелых гранул на основе керамических композиций, включающий операции нанесения глиняного порошка на ядро и обжига при температуре спекания глины. В качестве ядер используют предварительно изготовленные подложк из смеси опилок или торфа с растворо связующего. На полученные ядра наносят глиняный порошок путем его нaкaт вания, что обеспечивает гранулам сфе рическую, т.е. оптимальную для запол нения форму. Сырцовые гранулы подсушивают и обжигают. В процессе высо котемпературной обработки происходит выгорание ядра и спекание глиняной оболочки. Изготавливаемые известным способом гранулы имеют объемную массу 400 кг/м и более, водопоглощение для марки 400 - 14,8%, прочность при сжатии (в цилиндре) 12,5 кгс/ctfНедостаток этого способа заключается в высокой объемной массе получаемых гранул. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ изготовления пустотелых гранул, включающий формование rpaHyjj путем последовательного нанесения на ядро из оплавляющегося или выгорающего материала жидкой и порошкообразной композиции и последующую термообработку. В качестве пористого ядра-подложки используют стеклопор (вспученный), который в процессе обжига оплавляется на Внутренней поверхности оболочки с образованием пустотелой гранулы. На ядро из CTeicnonopa наносят сначала слой глиняной -суспензии, а затем накатывают глиняный порошок. Пустотелые гранулы, получаемые известным способом, имеют при размере 1020 мм объемную массу 120-200 кг/м прочность при.сжатии (в цилиндре) 5-11 кгс/см . Толщина глиняной оболочки составляет 1,0-1,5 мм L2J Недостаток известного способа заключается в сравнительно высокой объемной массе гранул, а также в сложности технологического контроля за термообработкой глиняных гранул, обусловленную высокой чувствительность глины к изменению температуры обжига

(недожог и пережог). Последние значительно ухуда1ают физико-механические характеристики получаемого материала Кроме того, на поверхности пустотелых гранул, получаемых на основе глиняных композиций, образуются трещины, повышающие водопоглощение.

Цель изобретения - упрощение технологии, снижение объемной массы гранул и образования трещин на их поверхности.

Поставленная цель достигается тем ч:то на ядро наносят раствор едкой щелочи 5-10%-ной концентрации и перлит, а термообработку осуществляют путе.м загрузки гранул в печь с 4060 С с последующими подъемом до 800900 0 и выдержкой при ней в течение 5-15 мин.

В качестве ядра-подпожки можно использовать материал, способный к плавлению (например, стеклопор) или выгорающий материал (например, гранулированные опилки или древесное волокно). Введение раствора щелочи необходимо для интенсификации процесса твердения перлита. Нанесение раствора щелочи можно осуществлять любыми известными способами, например, пульверизацией.- Использование раствора щелочи.пониженной (менее 5%) концентрации приводит к удлинению процесса термообработки. Повышение концентрации раствора щелочи .(свыше 10%нецелесообразно, так как она не способствует улучшению свойств гранул и не оказывает положительного влияни на технологический процесс.

На увлажненные раствором щелочи гранулы наносят порошок перлита/ измельченный до удельной поверхности ЗООр-7500 . Нанесение перлита осуществляют накатыванием или опудриванием в тарельчатом граНуляторе. Толщина оболочки зависит от степени увлажнения ядра и тонины помола перлита. Оптимальная толщина оболочки 1,0-1,6 мм. Нанесение слоя меньшей толщины приводит к снижению прочности, а большей - к повышению объемной массы. Отформованные таким образом гранулы подвергают термообработке. В процессе последней происходит выгорание или оплавление ядер и твердение, перлитовой оболочки. Начальная температура в печи должна составлять 400-600 с. Загрузка сырца в печь с , чем 400-с приводит к выгоранию или оплавлению подложки до затвердев ания оболочки, что приводит к разрушению гранул. Повышение начальной температуры свыше для гранул на выгорающих подложках вызывает нарушение целостности оболочки за счет интенсивного выделения продуктов сгорания. Предлагаемый режим благоприятно влияет на процесс твердений перлита.

При 800-9000С в перлите в присут ствии щелочи происходят твердофазовые реакции, в результате которых перлит твердеет.

Пример. На вспученный стеклопор размером 10-20 мм с объемной массой 30-40 кг/м наносят пульверизацией 5%-вый раствор едкой щелочи, а затем, в тарельчатом грануляторе, перлит с удельной поверхностью 4000 . Сырец загружают в печь с температурой 550-бОО С, поднимают температуру в печи до 900с и выдерживают сырец при этой температуре в течение 5 мин. Полученные гранулы имеют объемную массу 80-120 кг/м, прочность при сжатии (в цилиндре) 5-9 кгс/см -, водопоглощение 3-4% (за 48 часов). Размер гранул 10|20 мм, толщинаоболочки 1,0-1,3 мм. Трещин на поверхности оболочек не обнаружено. .

Пример2. На гранулы из опилок, полученные путем приготовления смеси Опилок с раствором СДБ, окатывания и сушки во вращающейся печи, наносят 10%-ный раствор щелочи, а ..затем порошок перлита с удельной поверхностью 6000 . Сырец загружают в печь с 400-45оС, поднимают температуру в печи до 800°С и выдерживают сырец в течение 15 мин при этой температуре.Полученные гранулы имеют при объемной массе 120-150 кг/ прочность при сжатии (в цилиндре) 7-11 ктс/см , водопоглощение 3% (за 48 часов). Размер гранул 10-20 мм, толщина оболочки 1,3-1,6 мм. Трещин не обнаружено. Прочность гранул зависит от их размера; чем. больше .гранула, тем меньше прочность (при одинаковой толщине оболочки).

Как видно из примеров, пустотелые гранулы имеют объемную на 30% ниже, чем объемная масса гранул по известному способу. ;

Упрощение технологии гранул выражается в снижении температуры термообработки, исключении энергоемкой операции приготовления глиняной суспензии, осуществляемой при постоянном перемешивании, а также замена глины перлитом увеличивает Температурный интервал спекания,, что делает процесс обжига бол-ее технологичным.

Формула изобретения

Способ изготовления пустотелых гранул, включающий формование гранул путем последовательного нанесения на ядро из оплавляющегося или выгорающего материала жидкой и порошкообразно композиции и последующую термообраЪо ку, отличающийся тем, что с целью упрощения технологии,.снижения объемной массы гранул и образования трещин, на их поверхности, на яд- pd наносят раствор едкой щелочи 510%-ной концентрации и перлит, а тер. 5 7894566

мообработку осуществляют путем за-1. -Безверхий А. А,, и др. Разрагрузки гранул в печь с температуройботка технологии пустотелого заполни400-600с с последующими подъемом.теля длялегких бетонов.- Строительтемпературы ,до 800-900с .и вьщержкойные материалы, 1976, № 1й, с. 32-34. при ней в течение 5-15 мин.2. Авторское свидетельство СССР

Источники информации,- по заявке № 2538645/29-33,

принятые во внимание при экспертизекл, С 04 В 31/02, 27.10.1977.