29.04.2020
220.018.1a71

Способ получения строительных изделий на основе кремнеземсодержащего связующего

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к производству различных конструкционных строительных изделий с применением техногенных отходов: динасового и шамотного лома, а также дешевого минерального сырья - песка. Способ включает приготовление кремнеземсодержащего связующего с модулем 1-3,3 и плотностью 1,25-1,35 г/см из отходов динасового огнеупора, предварительно измельченных до зернистости не более 0,14 мм, путем их обработки 17%-ным раствором гидроксида натрия из расчета Т:Ж=1:1,5-6 мас. ч., с последующей термообработкой полученной смеси в течение не более 8 часов при температуре 100°С при периодическом перемешивании. Непрореагировавший остаток отделяют центрифугированием или декантацией. В качестве наполнителя при получении формовочной массы используют песок или отход огнеупоров - шамот зернистостью не более 0,14 мм. Формование изделий осуществляют шликерным литьем. Затем подвергают сушке при температуре 50°С в течение 2-24 часов и термообработке при температуре 150-700°С в течение не более 6 часов. Техническим результатом является снижение технологической сложности способа и его энергозатрат, получение изделий с высокими прочностными свойствами, стойкостью к истиранию. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к производству различных прочных конструкционных строительных изделий различного назначения, включая кирпичи, камни, блоки, используемых для возведения конструкций с применением кладки и эксплуатируемых в условиях нормальной и низкой влажности, на основе кремнеземсодержащего связующего из техногенного огнеупорного сырья - динасового лома и алюмосиликатного наполнителя - шамотного лома или дешевого минерального сырья -песка.

Данная технология позволяет понизить расход материальных и энергетических ресурсов строительного комплекса за счет разработки новых видов строительных изделий с применением многотоннажных техногенных отходов, каким является огнеупорный лом (динасовый и шамотный). Только в Кемеровской области образование отходов огнеупоров в процессе ремонта и демонтажа футеровки высокотемпературных металлургических и теплоэнергетических агрегатов составляет более 105 тыс.т. в год. Поэтому направление, связанное с эффективным использованием техногенных отходов в составе строительных материалов и изделий, решает не только экономические, но и экологические задачи, такие как ликвидация отвалов, рациональное использование природных ресурсов, сохранение земельного фонда.

При производстве большой группы строительных изделий (кирпича, камня, блоков) данная технология может быть альтернативной производству традиционных материалов на основе минеральных вяжущих или керамики. Она позволяет получать различные изделия с более высоким эксплуатационными характеристиками (прочностными, стойкостью к истиранию) по сравнению с выпускаемыми по традиционным технологиям.

Известен способ изготовления строительных изделий (1. RU 2206536, опубл. 20.06.2003., Бюл. №17), включающий приготовление формовочной массы из силикатного связующего, кремнеземистого наполнителя, ускорителя твердения и воды, формование из полученной смеси изделий и их сушку, в котором используют силикатное связующее, выбранное из группы жидкое стекло, силикат-глыба, гидросиликат натрия, кремнегель, кремнеземистый наполнитель с влажностью не более 20% и дисперсностью 4-50 мкм и 0,1-2,5 мм. Приготовление формовочной массы с влажностью 6-10% осуществляют при интенсивном перемешивании до гомогенного состояния сначала путем совместного помола указанного силикатного связующего с 2-5 мас. % указанного наполнителя до его дисперсности 4-50 мкм, затем введения воды и добавления в полученную активированную смесь 20,0-46,5 мас. % указанного наполнителя с дисперсностью 4-50 мкм и 24, 5-63,9 мас. % указанного наполнителя с дисперсностью 0,1-2,5 мм, дополнительно пигмента и ускорителя твердения, формование осуществляют прессованием при давлении от 1,0 до 150 кг/см2, а сушку -при 25-400°С при следующем соотношении компонентов, мас. %: указанное силикатное связующее - 0, 5-15,5; указанный кремнеземистый наполнитель - 75,9-85,9; ускоритель твердения - 0,5-5, 0; вода - 8,1-13,3; пигмент - 0-5,0. Причем, используют жидкое стекло предпочтительно в количестве 0,5-15,5 мас. %, силикат-глыбу с дисперсностью 4-20 мкм, предпочтительно, в количестве 0,5-3,0 мас. %, гидросиликат натрия с дисперсностью 4-20 мкм, предпочтительно, в количестве 3,0-4,0 мас. %, кремнегель с дисперсностью 4-20 мкм, предпочтительно, в количестве 2,0-4,0 мас. %, а после сушки дополнительно осуществляют обжиг при 600-1000°С в течение 15-90 мин.

Недостатком известного способа, прежде всего, является его сложность и необходимость введения специальных отверждающих добавок.

Известен способ изготовления строительного материала (2. RU 2606741, опубл. 10.01.2017 г., Бюл. №1), включающий перемешивание кремнезема и 5%-ного щелочного раствора при соотношении сухого и жидкого компонентов 1:1 при одновременном воздействии на смесь электромагнитным полем до полного растворения кремнезема, добавление полученного раствора в количестве от 4% до 8% от общего объема смеси к кремнеземсодержащему сырью, включающему 5-10% или 15% кристобалита от общего объема смеси, затем перемешивание смеси до полного смачивания кремнеземсодержащего сырья, формование из полученной смеси изделий и обработку сушкой при температуре от 40°С до 80°С или путем пропаривания изделия при температуре 90°С-120°С, или путем воздействия на изделие СВЧ излучением.

Недостатком данного технического решения является использование электромагнитного поля для перемешивания исходных компонентов, что требует разработку и изготовления специального устройства и отрицательно сказывается на себестоимости продукции. Кроме того, для получения особых свойств отформованные изделия обрабатывают электромагнитными полями сверхвысокой частоты (СВЧ) либо существует необходимость в дополнительной стадии пропарки изделий.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу по изобретению является известный способ получения строительных изделий на основе кремнеземсодержащего связующего (3. RU 2443660, опубл. 27.02.2012 г., Бюл. №6). Способ включает приготовление кремнеземсодержащего связующего с плотностью 1,3-2,4 г/см3 модулем 15-30 из смеси, содержащей неорганическую связку, кремнеземсодержащий компонент, соль плавиковой кислоты в количестве 0,5-10,0 мас. % от смеси и воду, при их интенсивном перемешивании в высокоскоростном смесителе при скорости перемешивания их 2600-6000 об/мин, частоте колебаний частиц 3600-45000 об/мин, нагревании при 80-90°С или при воздействии электрического тока с напряженностью 15-40 Вт и силой тока до 60 А, с последующим охлаждением его при перемешивании со скоростью от 40 до 100 об/мин при 15-25°С в течение 10-12 часов или воздушной аэрации при 10-20°С в течение 6-11 часов, приготовление формовочной массы осуществляют смешением 9,0-13,5 мас. % этого полученного связующего и 86,5-91,0 мас. % кремнеземсодержащего заполнителя с влажностью не более 6% и дисперсностью 4-50 мкм или 60-150 мкм, или 0,2-25 мм, гомогенизацию масс, формование путем вибролитья или поверхностным виброуплотнением, или путем вибропрессования, или полусухого прессования с усилием от 1,0 до 400 кг/см2 на прессе или на транспортере с усилием прессования от 150 до 600 кг/см2, термообработку осуществляют при температуре 400-950°С, а при использовании горючих заполнителей из указанных выше термообработку осуществляют при 85-95°С.

Способ технологически достаточно сложен, требует значительных энергетических затрат в виду необходимости наличия высокоскоростных перемешивающих устройств, введения специальных отверждающих добавок.

Технической задачей заявленного изобретения является снижение его технологической сложности и энергозатрат при изготовлении строительного материала, расширение сырьевой базы и снижение себестоимости изделий за счет использования техногенных отходов (динасового и шамотного лома), получение экологически чистых строительных материалов с высокими прочностными свойствами, стойкостью к истиранию.

Технический результат достигается тем, что в заявляемом способе получения строительных изделий на основе кремнеземсодержащего связующего, включающего приготовление кремнеземсодержащего связующего, формовочной массы из кремнеземсодержащего связующего и алюмосиликатного наполнителя, формование из полученной формовочной массы изделий с последующей сушкой и термообработкой, сначала готовят кремнеземсодержащее связующее с модулем 1-3,3 и плотностью 1,25-1,35 г/см3 готовят из отходов динасового огнеупора, предварительно измельченных до зернистости не более 0,14 мм, путем их обработки 17%-м раствором гидроксида натрия из расчета Т:Ж=1:1,5-6 мас. ч., с последующей термообработкой полученной смеси в течение не более 8 часов при температуре 100°С при периодическом перемешивании, непрореагировавший остаток отделяют центрифугированием или декантацией, в качестве наполнителя при получении формовочной массы используют песок или отход огнеупоров - шамот зернистостью не более 0,14 мм, формование изделий осуществляют шликерным литьем, затем подвергают сушке при температуре 50°С в течение 2-24 часов и термообработке при температуре 150-700°С в течение не более 6 часов. При использовании песка в качестве наполнителя, предпочтительно, термообработку проводят при температуре 300-700°С. При использовании в качестве наполнителя шамота, предпочтительно, термообработку проводят при температуре 150-700°С.

Существенными отличительными признаками заявляемого технического решения являются:

- для получения кремнеземсодеращего связующего с модулем 1-3,3 и плотностью 1,25-1,35 г/см3 используют отходы динасового огнеупора с зернистостью не более 14 мм;

- отходы динасового огнеупора обрабатывают 17%-м раствором гидроксида натрия из расчета Т:Ж=1:1,5-6 мас. ч.

- полученную смесь при перемешивании подвергают термической обработке при 100°С в течение 8 часов;

- непрореагировавший остаток отделяют центрифугированием или декантацтей;

- используют наполнитель, песок и шамот, с зернистостью не более 0.14 мм;

- формование осуществляют шликерным литьем;

- изделия подвергают сушке при температуре 50°С в течение 2-24 часов; -изделия подвергают термообработке при температуре 150-700°С в течение не более 6 часов.

Поставленная задача решается благодаря совокупности отличительных существенных признаков.

Проведенный патентный поиск не выявил технических решений, порочащих новизну заявляемому.

Для получения связующего осуществляют смешивание техногенного огнеупорного сырья - динасовый лом, например, следующего состава (мас. %): SiO2 - 88,4; Al2O3 - 2,1; СаО - 2,7; Fe2O3 - 2,8; п.п. (примеси) - 4,0, предварительно измельченного до зернистости не более 0,14 мм, с раствором гидроксида натрия, при этом концентрация щелочного раствора 17 мас. %. Полученную смесь подвергают термической обработке при 100°С и атмосферном давлении в течение не менее 8 ч с периодическим перемешиванием при скорости перемешивания по меньшей мере 20 об/мин., после чего удаляют нерастворившийся остаток. Полученное связующее представляет собой гомогенный продукт желтого оттенка с текучестью подобной воде, силикатным модулем 1-3,3 и плотностью 1,25-1,35 г/см3.

В таблице 1 представлены примеры получения связующего, используемого в заявленном способе получения строительных изделий, и основные его характеристики.

Связующее используют для получения различных строительных изделий последующим формованием смеси его с наполнителями методом простого шликерного литья.

Приготовление формовочной массы осуществляют смешением до гомогенного состояния в смесителе миксерного типа 23 мас. % этого полученного связующего и 77 мас. % алюмосиликатного наполнителя зернистостью не более 0,14 мм. При использовании связующего менее 23% от общей массы смеси, отформованные образцы изделий местами имеют рыхлую структуру, что приводит к снижению прочности. При увеличении связующего более 23% увеличивается время сушки изделий без последующего изменения их прочности. Далее смесь укладывают в формы и подвергают сушке при 50°С в течение 2-24 ч (в зависимости от массы изделия). После сушки отформованные изделия при необходимости увеличения их водостойкости подвергают термообработке при температуре 150-700°С в течение не менее 6 ч.

В зависимости от условий термообработки способом по изобретению получают прочные (прочность при сжатии образцов на основе шамота (МПа) - 56,0-95,9; песка - 49,5-89,6; прочность при изгибе (МПа) - 5,2-12,2; 5,9-9,7 соответственно) износостойкие изделия, эксплуатация которых возможна в условиях нормальной и низкой влажности.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-7 из 7.
10.05.2015
№216.013.4806

Способ получения керамического композитного материала на основе оксидов алюминия и циркония

Изобретение относится к области производства керамических конструкционных и функциональных материалов. Для получения керамического композитного материала на основе оксидов алюминия и циркония проводят стабилизацию в тетрагональной фазе диоксида циркония механическим способом: смешивают в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002549945
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.05.2018
№218.016.501d

Способ внепечного модифицирования чугунов и сталей

Изобретение относится к металлургии черных металлов, а именно к внепечным способам модифицирования чугунов и сталей тугоплавкими керамическими частицами. Способ включает введение в ковш или форму при разливке жидкого металла модификатора, содержащего тугоплавкие керамические наноразмерные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652932
Дата охранного документа: 03.05.2018
24.01.2019
№219.016.b3ac

Способ получения магнитного композита на основе магнитного оксида железа и слоистого двойного гидроксида

Изобретение относится к области получения магнитных композитов на основе оксидов железа и слоистых двойных гидроксидов, которые могут быть использованы в качестве магнитных сорбентов в различных областях техники, включая биотехнологию, медицину и фармакологию, а также для адресной доставки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002678024
Дата охранного документа: 22.01.2019
14.03.2019
№219.016.df70

Композиция на основе празиквантеля для лечения описторхоза

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к композиции для лечения описторхоза. Композиция на основе празиквантеля для лечения описторхоза, включающая комплекс празиквантеля и натриевой соли растительного сапонина - глицирризиновой кислоты при массовых соотношениях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002681649
Дата охранного документа: 12.03.2019
26.06.2019
№219.017.92a3

Способ получения висмут лактата

Изобретение может быть использовано в неорганической химии. Для получения лактата висмута проводят обработку оксида висмута водным раствором молочной кислоты при температуре 50-70°C, молярном отношении молочной кислоты к висмуту 2,1-3,5 и весовом отношении жидкого к твердому 2,1-4,0. Полученную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002692370
Дата охранного документа: 24.06.2019
17.02.2020
№220.018.031a

Способ получения альфа-алюмината лития

Изобретение относится к способу получения алюмината лития, пригодного для использования в производстве топливных элементов на основе расплавленных карбонатов, а также в ядерной технологии. Способ получения альфа-алюмината лития включает механическую активацию смеси карбоната лития с гидроксидом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002714425
Дата охранного документа: 14.02.2020
29.04.2020
№220.018.1a65

Способ получения порошкообразного гелеобразующего продукта из растительного сырья

Изобретение относится к способам получения композиций на основе карбоксиметилпроизводных целлюлозы растительного сырья и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности и растениеводстве. Способ включает обработку исходного растительного сырья натриевой солью монохлоруксусной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002720192
Дата охранного документа: 27.04.2020
Показаны записи 1-5 из 5.
10.03.2013
№216.012.2e91

Способ анализа вяжущего материала на основе альфа-оксида алюминия (экспресс-метод)

Использование: для экспресс-анализа качества вяжущего материала (связки) на основе α-оксида алюминия, применяемого для изготовления огнеупоров. Способ анализа качества вяжущего материала на основе α-оксида алюминия заключается в том, что гранулометрическим методом определяют распределение по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477452
Дата охранного документа: 10.03.2013
27.02.2014
№216.012.a626

Способ получения нанодисперсных порошков карбидов вольфрама и титана методом свс

Изобретение может быть использовано в качестве модификаторов сплавов, в порошковой металлургии, при получении защитных покрытий, в производстве инструментов и катализе. Способ получения нанодисперсных порошков карбида вольфрама и титана методом СВС включает приготовление смеси компонентов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508249
Дата охранного документа: 27.02.2014
26.08.2017
№217.015.e6d1

Способ получения модифицированной лигатуры неодим-железо для постоянных магнитов неодим-железо-бор

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения модифицированной лигатуры неодим-железо для постоянных магнитов неодим-железо-бор. В расплавляемую в печи шихту вводят модификатор в виде нанодисперсного механически активированного порошка оксида неодима,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626841
Дата охранного документа: 02.08.2017
10.05.2018
№218.016.501d

Способ внепечного модифицирования чугунов и сталей

Изобретение относится к металлургии черных металлов, а именно к внепечным способам модифицирования чугунов и сталей тугоплавкими керамическими частицами. Способ включает введение в ковш или форму при разливке жидкого металла модификатора, содержащего тугоплавкие керамические наноразмерные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652932
Дата охранного документа: 03.05.2018
23.02.2019
№219.016.c739

Состав для плит из рисовой шелухи

Изобретение относится к композициям, применяемым для изготовления древесно-стружечных плит. Описан состав для плит, включающий в качестве наполнителя рисовую шелуху или смесь рисовой шелухи и древесных опилок, жидкое натриевое стекло с модулем 2,4-3,6, диоксид кремния, в качестве которого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002291051
Дата охранного документа: 10.01.2007

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД