способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала

Классы МПК:C04B38/02 полученные добавлением химических газообразующих средств
Автор(ы):, , , , ,
Патентообладатель(и):Общество с ограниченной ответственностью "Пенокерамобетон" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2011-06-23
публикация патента:

Изобретение относится к производству теплоизоляционных ячеистых строительных материалов. Технический результат изобретения заключается в снижении теплопроводности и сорбционного увлажнения, повышении прочности и расширении сырьевой базы для производства пеностеклокерамических изделий. Перемешивают тонкомолотую горную породу, минеральное вяжущее, корректирующие добавки, вспенивающий агент и воду. В качестве горной породы используют опоку, в качестве минерального вяжущего - шлакопортландцемент, в качестве стабилизирующей добавки - смесь полиакриламидного геля и карбамидоформальдегидной жидкости, взятых в соотношении 1:1, а в качестве в качестве флюсующей добавки - легкоплавкую фритту. В качестве вспенивающего агента - пенообразователь марки «ПО-6ТС» или «ПБ-2000». Перед смешиванием опоку и фритту измельчают до удельной поверхности 3500-4000 см2/г. Стабилизирующую добавку используют для предварительного приготовления пены. Отформованные изделия обжигают при температуре 950°С. Соотношение компонентов в исходной смеси составляет, мас.%: горная порода - 45,5-47,0; минеральное вяжущее - 6,5-7,0; стабилизирующая добавка - 0,8-0,9; флюсующая добавка - 15,0-17,0; пенообразователь - 0,65-0,7; вода - остальное. 3 табл.

Формула изобретения

Способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, включающий совместное перемешивание тонкомолотой горной породы, минерального вяжущего, корректирующих добавок, вспенивающего агента и воды, отличающийся тем, что в качестве горной породы используют опоку, в качестве минерального вяжущего - шлакопортландцемент, в качестве стабилизирующей добавки - смесь полиакриламидного геля и карбамидоформальдегидной жидкости, взятых в соотношении 1:1, в качестве флюсующей добавки -легкоплавкую фритту, специально подобранного состава, в качестве вспенивающего агента - пенообразователь марки «ПО-6ТС» или «ПБ-2000», при этом опоку и фритту перед смешиванием измельчают до удельной поверхности 3500способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 4000 см2/г, в качестве вспенивающего агента используют предварительно приготовленную пену, стабилизированную добавкой из смеси полиакриламидного геля и карбамидоформальдегидной жидкости, обжиг отформованных изделий ведут при температуре 950°С, при этом соотношение компонентов смеси составляет, мас.%:

Указанная горная порода 45,5способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 47,0,
Указанное минеральное вяжущее 6,5способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 7,0
Указанная стабилизирующая добавка 0,8способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 0,9
Указанная флюсующая добавка 15,0способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 17,0
Указанный пенообразователь 0,65способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 0,7
ВодаОстальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству теплоизоляционных ячеистых строительных материалов, а именно к получению пеностеклокерамического материала, и может быть использовано для изготовления эффективного теплоизоляционного слоя ограждающих конструкций жилых и производственных зданий.

Известна смесь для приготовления пеностекла, включающая перлит, осадочную кремнеземистую породу (диатомит, трепел, опоку), газообразователь, которую измельчают до получения порошка с удельной поверхностью 3000способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 5000 см2/г при следующем соотношении компонентов, мас.% (А.с. № 1073199, С03С 11/00, БИ № 6, 1984)(1):

Осадочная горная порода 15способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 70
Гидрооксид натрия 6способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 15
Газообразователь 0,02способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 1,5
Перлитостальное

К недостаткам известного способа относится высокое содержание гидрооксида натрия, что сопровождается снижением водостойкости и повышением водопоглощения материала, ухудшающего его теплоизолирующие свойства в процессе эксплуатации.

Наиболее близким изобретением, взятым в качестве прототипа, является способ получения пенокерамических изделий, включающий перемешивание предварительно приготовленной пены с твердыми компонентами сырьевой смеси, формование, сушку отформованных изделий при температуре 40способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 60°С и обжиг изделий при температуре 980способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 1050°С. При этом соотношение компонентов упомянутой смеси, % (Пат. № 2349563, С04В 38/02, БИ № 8, 2009) (2):

Глина- 36,3способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 41,9
Молотый бой керамического кирпича - 7,72способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 9,10
Древесные опилки - 1,9способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 4,4
Портландцемент- 4,25способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 4,80
Отход травления алюминия - 3,20способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 5,30
Молотое стекло- 6,30способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 9,70
Жидкое стекло- 1,25способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 1,29
Пластификатор- 0,10способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 0,20
Пена- 0,30способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 0,40
Вода- 30,1способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 32,6

Недостатком указанного способа является большое количество компонентов, усложняющее процесс получения материала, а также высокие значения плотности и теплопроводности материала.

Изобретение направлено на снижение теплопроводности и сорбционного увлажнения, повышение прочности и расширение сырьевой базы для производства пеностеклокерамических изделий.

Указанный технический эффект достигается тем, что композиция для изготовления пеностеклокерамического материала содержит в качестве основного компонента осадочную кремнеземистую горную породу - опоку, минеральное вяжущее, стабилизирующую и флюсующую добавки, воду и пенообразующее поверхностно-активное вещество и отличается тем, что в качестве минерального вяжущего содержит шлакопортландцемент марки ЦЕМ III/А 32,5Н (ГОСТ 31108-2003), в качестве стабилизирующей добавки - смесь полиакриламидного геля (ТУ6-01-1049-92) и карбамидоформальдегидной жидкости марки КФЖ-М (ГОСТ 14231-88), взятых в соотношении 1:1, в качестве флюсующей добавки - легкоплавкую фритту специально подобранного состава, в качестве пенообразующего поверхностно-активного вещества - пенообразователь марки «ПО-6ТС» (ТУ 0258-147-05744685-98) или «ПБ-2000» (ТУ 2481-185-05744685-01) в следующем соотношении компонентов, мас.%:

Указанная горная порода - 45,5способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 47,0,
Указанное минеральное вяжущее - 6,5способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 7,0
Указанная стабилизирующая добавка - 0,8способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 0,9
Указанная флюсующая добавка -15,0способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 17,0
Указанный пенообразователь - 0,65способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 0,7
Вода - остальное

Использование в качестве основного компонента сырьевой смеси широко распространенного непластичного керамического сырья в виде опоки в сочетании с доступным шлакопортландцементом и указанной смеси добавок позволяет значительно расширить сырьевую базу и обеспечить улучшение показателей средней плотности и коэффициента теплопроводности теплоизоляционного строительного материала.

Введение полимерной добавки позволяет значительно повысить устойчивость пеномассы, а добавление фритты - решить задачу моделирования заданного минералофазового состава пеностеклокерамического материала по требуемым показателям средней плотности, прочности и теплопроводности.

Для получения пеностеклокерамических изделий использовали следующие компоненты:

- опока Степановского месторождения Пензенской области;

- фритта, полученная измельчением до удельной поверхности 3500способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 4000 см2/г отходов производства оптического стекла (фритта № 1 в табл.2);

- фритты, полученные измельчением до удельной поверхности 3500способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 4000 см2/г предварительно обожженных при температуре 850способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 900ГС многокомпонентных шихт (фритты № 2,способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 , № 4 в табл.2).

Составы указанной горной породы и отходов производства оптического стекла (ОПОС) приведены в табл.1.

Таблица 1
Компонент Содержание, % по мас.
способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 SiO2 Al2O 3Fe2 O3СаО Na2O PbO ппп
Указанная горная порода84,70 2,52 1,881,5 -способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 9,4
ОПОС 27,40способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 1,7 70,90-

Многокомпонентные шихты для приготовления легкоплавких и малотеплопроводных фритт готовили из смесей, содержащих % по массе: опоку указанного месторождения - 60, воздушную известь (СаО) - 11 и натрийсодержащую соль: Na 2B4О7 по ГОСТ 8429-77 (фритта № 2 в табл.2); NaF по ГОСТ 4463-77 (фритта № 3 в табл.2) или Na2SiF6 по ТУ 113-08-587-86 (фритта № 4 в табл.2) - остальное.

Вода, применяемая для изготовления пеностеклокерамического материала, соответствует ГОСТ 23732-79.

Теплоизоляционный пеностеклокерамический материал изготавливают следующим образом. Первоначально приготавливают раствор, состоящий из отмеренных количеств воды, стабилизирующей добавки и пенообразователя. Затем раствор вспенивают путем увеличения скорости вращения ротора смесителя до 800способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 1000 об/мин. Далее в указанном режиме перемешивания в смеситель, содержащий пеномассу, добавляют предварительно гомогенизированную смесь, состоящую из отдозированных количеств указанной горной породы, минерального вяжущего и флюсующей добавки. Из полученной смеси изготавливают образцы стандартного размера, которые выдерживают в течение трех суток при естественных условиях твердения до набора прочности и частичного испарения избытка воды. Далее образцы подвергают тепловой обработке по режиму:

- подъем температуры до 900способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 950°С в течение 1,5способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 2 часов;

- изотермическая выдержка при температуре 950°С в течение 2способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 3 часов;

- снижение температуры до 20°С в течение 5способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 6 часов.

Составы предлагаемой композиции для изготовления теплоизоляционного пеностеклокерамического материала и свойства готовых изделий приведены в табл.2 и 3.

Таблица 2
№ состава Состав смеси, мас.%
способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 Опока Флюсующая добавка Минеральное вяжущее Пенообразователь Стабилизирующая добавка Водаспособ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046
145,5 Фритта № 1 15,0 6,50,65 0,9 остальноеспособ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046
247,0 Фритта № 2 16,0 7,00,7 0,8 способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046
346,0 Фритта № 3 15,0 7,00,7 0,8 способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046
447,0 Фритта № 4 17,0 7,00,7 0,8 способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046
Состав по прототипу
способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 Глина 32,0способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 45,5 Молотое стекло 3,3способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 9,7Портландцемент 3,1способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 4,80,3способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 0,4Отход травления алюминия 3.3способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 6,3 31,0способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 32,8 Кирпичный бой 7,3способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 9,2Древесные опилки 1,9способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 4,4Жидкое стекло 1,25способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 1,31Пластификатор С-3 0,1способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 0,2

Видно, что количество ингредиентов в предлагаемом составе существенно меньше, что позволяет упросить технологию изготовления. Наличие в составе мягкой горной породы с развитой внутренней микропористостью позволяет расширить сырьевую базу, снизить затраты на помол и обжиг. Кремнеземистые горные породы отличаются низкими температурными деформациями, что позволяет отказаться от введения в состав сырьевой смеси специальных отощающих добавок и сократить время на сушку и обжиг материала за счет интенсификации процессов.

Таблица 3
Свойства Показатели по свойствам
способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 1 23 4Прототип
Предел прочности на сжатие, МПа1,8 1,5 0,80,95 2,1способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 5,4
Средняя плотность, кг/м3 350300 250280 420способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 870
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·°С) 0,0850,084 0,065 0,0720,087способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 0,114
Сорбционное увлажнение, % (при относительной влажности воздуха 97%)3,0способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 3,53,0способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 4,14,0способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 5,04,0способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 5,0-

Из таблицы 3 видно, что предлагаемый материал имеет более низкие среднюю плотность (в 1,7способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 2,5 раза) и коэффициент теплопроводности (в 1,33способ получения теплоизоляционного пеностеклокерамического материала, патент № 2483046 1,36 раза), что обеспечивает более высокие теплозащитные свойства наружных ограждающих конструкций в гражданских и промышленных зданиях.

Литература

1. А.с. 1073199 СССР. Смесь для изготовления пеностекла. Э.Р.Саакян, Н.В.Месронян, А.С.Даниелян. - Опубл. 15.02.84. - Бюл. № 6.

2. Пат. 2349563. Российская Федерация. Способ получения пенокерамических изделий. М.Г.Габидуллин, А.Г.Хузагарипов. - Опубл. 20.03.2009. - Бюл. № 8.

Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2483046

patent-2483046.pdf

Класс C04B38/02 полученные добавлением химических газообразующих средств

состав керамзитобетонной смеси -  патент 2527974 (10.09.2014)
сырьевая смесь для получения газобетона -  патент 2524361 (27.07.2014)
сырьевая смесь для ячеистых изделий автоклавного твердения -  патент 2509737 (20.03.2014)
состав сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного твердения и способ получения сырьевой смеси для изготовления неавтоклавного ячеистого бетона естественного твердения -  патент 2500654 (10.12.2013)
сырьевая смесь для получения пористого заполнителя -  патент 2497780 (10.11.2013)
сырьевая смесь для приготовления морозостойких стеновых строительных камней и монолитных стен -  патент 2484067 (10.06.2013)
сырьевая смесь для изготовления керамических теплоизоляционных строительных материалов -  патент 2484063 (10.06.2013)
сырьевая смесь для изготовления газобетона -  патент 2484062 (10.06.2013)
способ приготовления газообразователя для поризации гипсовых смесей -  патент 2478595 (10.04.2013)
способ изготовления сырьевой смеси для ячеистого бетона -  патент 2472753 (20.01.2013)
Наверх