способ получения ячеистого строительного материала

Классы МПК:C04B38/00 Пористые строительные растворы, бетон, искусственные камни или керамические изделия; получение их
C04B28/24 содержащие силикаты алкилзамещенных аммония или щелочных металлов; содержащие золи оксида кремния
C04B40/02 выбор условий для твердения
C04B111/40 пористые или легковесные материалы
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Учреждение Российской академии наук Институт криосферы Земли Сибирского отделения РАН (ИКЗ СО РАН) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2010-10-19
публикация патента:

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для получения строительного материала. В способе получения ячеистого строительного материала, включающем смешивание кремнеземсодержащего и щелочного компонентов и воды при отношении содержания щелочного компонента к содержанию кремнеземсодержащего компонента от 0,08 до 0,40 и отношении суммарного содержания кремнеземсодержащего и щелочного компонентов к содержанию воды до 5,3 с получением гомогенной силикатной массы, ее сушку и измельчение, заполнение массой формы и нагрев до температуры вспучивания в интервале от 650 до 900°С с последующим остыванием до температуры окружающей среды, силикатную массу после сушки измельчают до размера частиц 3,5-20 мм, а нагрев массы до температуры вспучивания ведут при постоянном повышении температуры. Технический результат - снижение энергозатрат на получение ячеистого строительного материала при сохранении его свойств. 1 пр.

Формула изобретения

Способ получения ячеистого строительного материала, включающий смешивание кремнеземсодержащего и щелочного компонентов и воды при отношении содержания щелочного компонента к содержанию кремнеземсодержащего компонента от 0,08 до 0,40 и отношении суммарного содержания кремнеземсодержащего и щелочного компонентов к содержанию воды до 5,3 с получением гомогенной силикатной массы, ее сушку и измельчение, заполнение массой формы и нагрев до температуры вспучивания в интервале от 650 до 900°С с последующим остыванием до температуры окружающей среды, отличающийся тем, что силикатную массу после сушки измельчают до размера частиц 3,5-20 мм, а нагрев массы до температуры вспучивания ведут при постоянном повышении температуры.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для получения строительного материала.

Известен способ получения строительного материала, предусматривающий смешивание кремнеземсодержащего компонента, щелочного компонента и воды с получением смеси, в которой отношение содержания щелочного компонента к кремнеземсодержащему компоненту находится в диапазоне от 0,08 до 0,40 и отношение суммарного содержания кремнеземсодержащего и щелочного компонентов к воде находится в диапазоне от 1,6 до 5,3 [В.Н.Иваненко. Строительные материалы и изделия из кремнистых пород. - Киев, Будiвельнiк, 1978, с.36-37, 98-105]. Перед смешиванием кремнеземсодержащий компонент частично сушат, а затем измельчают до основной фракции менее 0,14 мм. Смесь компонентов перемешивают до получения гомогенной массы, которую выдерживают не менее двух часов для получения силикатной массы. Массой заполняют формы и нагревают ее до температуры вспучивания 650-900°С с последующим остыванием до температуры окружающей среды.

Недостатком способа является низкое качество получаемого материала: неоднородная пористость, недостаточные плотность, прочность при сжатии и коэффициент теплопроводности. Фактором, влияющим на низкое качество материала, является то, что вспучивают силикатную массу высокой влажности, что ведет к склеиванию частиц массы, образованию пустот, крупных и сообщающихся пор.

Наиболее близким по совокупности признаков и результату является способ получения строительного материала [патент РФ № 2300506, МПК7 С04В 28/24, 111/20, 111/40, 2006]. Способ включает смешивание кремнеземсодержащего и щелочного компонентов и воды при отношении содержания щелочного компонента к содержанию кремнеземсодержащего компонента от 0,08 до 0,40 и отношении суммарного содержания кремнеземсодержащего и щелочного компонентов к содержанию воды до 5,3 с получением гомогенной силикатной массы. Сушат массу до остаточной влажности менее 5% и измельчают до размера частиц не более 100 мкм. Массой заполняют форму и нагревают до 600°С с частичной дегазацией, а затем нагревают до температуры вспучивания в интервале от 650 до 900°С с последующим остыванием с постепенным снижением температуры до температуры окружающей среды.

Основные недостатки способа связаны со значительными затратами на измельчение высушенной массы до частиц не более 100 мкм и много часовым обжигом при температуре 600°С.

Технической задачей, стоящей перед изобретением, является снижение энергозатрат на получение ячеистого строительного материала при сохранении его свойств.

Поставленная задача решается тем, что при получении ячеистого строительного материала, включающим смешивание кремнеземсодержащего и щелочного компонентов и воды при отношении содержания щелочного компонента к содержанию кремнеземсодержащего компонента от 0,08 до 0,40 и отношении суммарного содержания кремнеземсодержащего и щелочного компонентов к содержанию воды до 5,3 с получением гомогенной силикатной массы, ее сушку и измельчение, заполнение массой формы и нагрев до температуры вспучивания в интервале от 650 до 900°С с последующим остыванием до температуры окружающей среды, силикатную массу после сушки измельчают до размера частиц 3,5-20 мм, а нагрев массы до температуры вспучивания ведут при постоянном повышении температуры без остановки на частичную дегазацию.

Компоненты смеси и их соотношения берутся, как и в прототипе.

Исходную смесь смешивают до получения гомогенной массы. В сушильной камере из массы удаляют физическую воду и получают практически безводную силикатную массу.

Сухую силикатную массу измельчают до размера частиц 3,5-20 мм и заполняют ею различные формы для получения строительного материала различной конфигурации. Нагрев силикатной массы до температуры вспучивания (в интервале от 650 до 900°С) ведут при постоянном повышении температуры.

Исключение чрезмерного дробления высушенной силикатной массы и поэтапного нагрева с временной выдержкой силикатной массы в различных температурных интервалах позволяет значительно снизить энергетические и финансовые затраты на получение строительного материала.

Пример реализации способа

В качестве кремнеземсодержащего компонента взят диатомит природного месторождения следующего химического состава, мас.%: SiO2 (аморфный кремнезем) - 42,4; Аl2О3 - 7,7; Fe2O 3 - 4,8; потери при прокаливании - 7,9.

Отношение едкого натра к диатомиту составило 0,17. Отношение суммарного содержания диатомита и едкого натра к содержанию воды составило 4,4.

В сушильной камере получили силикатную массу с остаточной влажностью 5 мас.%. Сухую силикатную массу измельчили до основной фракции 10-20 мм, 3,5-10 мм - остальное.

Смесь насыпали в металлическую форму с крышкой без уплотнения на 2/3 ее высоты. Нагревание до 550°С велось со скоростью 15°С/мин, нагрев до температуры вспучивания 775°С велся со скоростью 4°С/мин, с выдержкой при этой температуре 20 мин. Затем нагревательный элемент печи отключили и дали материалу охладиться в закрытой печи до температуры 30°С (24 часа), после чего он был извлечен из формы.

Охлажденный блок полученного строительного материала был извлечен из формы и разрезан на несколько частей. Структура материала однородная, пористость материала равномерная, пустоты отсутствуют, максимальный размер пор достигает 2 мм. Пористость материала составила 80%, плотность 410 кг/м3, коэффициент теплопроводности от 0,11 Вт/м°С, прочность при сжатии 80 кгс/см2 .

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2464251

patent-2464251.pdf

Класс C04B38/00 Пористые строительные растворы, бетон, искусственные камни или керамические изделия; получение их

способ получения стеклокерамзита и порокерамики из трепелов и опок -  патент 2528814 (20.09.2014)
заполнитель для бетона -  патент 2528809 (20.09.2014)
способ приготовления керамзитобетона -  патент 2528794 (20.09.2014)
шихта для производства пористого заполнителя -  патент 2528312 (10.09.2014)
состав керамзитобетонной смеси -  патент 2527974 (10.09.2014)
комплексная добавка к строительным растворам -  патент 2527438 (27.08.2014)
способ получения пористого теплоизоляционного материала -  патент 2527417 (27.08.2014)
сырьевая смесь для изготовления пенобетона -  патент 2526065 (20.08.2014)
шихта для производства пористого заполнителя -  патент 2526064 (20.08.2014)
способ полусухого прессования гипса -  патент 2525412 (10.08.2014)

Класс C04B28/24 содержащие силикаты алкилзамещенных аммония или щелочных металлов; содержащие золи оксида кремния

Класс C04B40/02 выбор условий для твердения

способ приготовления керамзитобетона -  патент 2528794 (20.09.2014)
способ тепловой обработки бетонных и железобетонных изделий -  патент 2519080 (10.06.2014)
камера для ускоренного твердения бетонных изделий с использованием энергии электромагнитных волн в видимой части спектра искусственного и естественного происхождения -  патент 2499665 (27.11.2013)
изготовление изделия, связанного преимущественно карбонатом, путем карбонизации щелочных материалов -  патент 2495004 (10.10.2013)
способ электромагнитной обработки бетонной смеси и устройство для его осуществления -  патент 2470775 (27.12.2012)
способ изготовления жаростойкой бетонной смеси на шлакощелочном вяжущем и способ изготовления изделий из жаростойкой бетонной смеси -  патент 2437854 (27.12.2011)
способ изготовления изделий в форме плит или блоков при использовании акрилового связующего -  патент 2421422 (20.06.2011)
способ возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций -  патент 2412138 (20.02.2011)
способ возведения монолитных бетонных и железобетонных конструкций -  патент 2400455 (27.09.2010)
плитка безыскровая двухслойная и способ ее изготовления -  патент 2371415 (27.10.2009)

Класс C04B111/40 пористые или легковесные материалы

состав для теплоизоляции строительных конструкций -  патент 2525536 (20.08.2014)
способ изготовления конструкционно-теплоизоляционного материала -  патент 2524364 (27.07.2014)
сырьевая смесь для изготовления кирпича -  патент 2513463 (20.04.2014)
сырьевая смесь для изготовления пористого теплоизоляционного материала -  патент 2497774 (10.11.2013)
способ приготовления газообразователя для поризации гипсовых смесей -  патент 2478595 (10.04.2013)
легкие цементирующие композиции и строительные изделия и способы их изготовления -  патент 2470884 (27.12.2012)
способ получения конструкционно-теплоизоляционного строительного материала на основе алюмосиликатных микросфер -  патент 2455253 (10.07.2012)
способ получения теплоизоляционно-конструкционного строительного материала -  патент 2448071 (20.04.2012)
способ изготовления арболита -  патент 2439036 (10.01.2012)
состав смеси для получения теплоизоляционного материала -  патент 2439024 (10.01.2012)
Наверх