способ получения строительных изделий на основе кремнезема

Формула изобретения

Способ получения строительных изделий на основе кремнезема, включающий приготовление высоконцентрированной кварцевой вяжущей суспензии, смешение ее с электролитом и с заполнителем, формование изделий из полученной смеси литьем в формы и сушку изделий, отличающийся тем, что смешивание высококонцентрированной кварцевой вяжущей суспензии с песком и электролитом в соотношении 1 8 1 соответственно осуществляют в смесителе-гомогенизаторе при их одновременной загрузке, при этом в качестве электролита используют 30%-ный раствор хлористого кальция и перемешивание ведут в течение 2 7 мин, а сушку производят в формах в течение 100 120 мин при 20^oС, после чего готовые изделия извлекают из форм и складируют.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству строительных изделий, изготовленных на основе минеральных вяжущих из кремнеземистых материалов.

Известны способы получения строительных материалов на основе природных кварцевых песков кварцевая керамика /1, 2/.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения строительных материалов и изделий из кремнеземистых пород, включающий получение высококонцентрированной вяжущей суспензии (ВКВС), смешение ее с заполнителем, формование, сушку и спекание /3/.

Недостатком известного способа является длительная тепловая обработка изделий.

Целью изобретения является исключение из технологического цикла тепловой обработки изделий и улучшение их физико-механических характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что способ получения материалов на основе кремнезема осуществляют путем смешения высококонцентрированной вяжущей суспензии песка и 30%-ного раствора хлористого кальция в соотношении 1: 8: 1 в течение 2.7 мин. Затем из полученной смеси формуют изделия, которые для твердения оставляют в формах при температуре 20^oC на 100.120 мин. После этого набравшие прочность 70.80% изделия извлекают из форм и складируют.

Высококонцентрированная вяжущая суспензия получается в результате гомогенизирования песка, который в дальнейшем используется в качестве заполнителя. ВКВС или, иначе говоря, гомогенная система представляет собой совокупность двух фаз кремнезема Si(OH)₄ (фазу раствора и коллоидную фазу).

Адсорбируемый на поверхности системы кремнезема ион OH, повышая координационное число атома кремния более четырех, способствует ослаблению связи кислород-кремний, изменяя тем самым аддитивность параметров системы, с последующим образованием силикат-иона, переходящего в раствор. Процесс ускоряется установкой гомогенизации. Таким образом, песок полностью и достаточно быстро переходит в гомогенную кремнеземистую систему (ВКВС).

При pH намного ниже 11 силикат-ионы гидролизуются с образованием молекулы растворимого кремнезема Si(OH)₄ и OH-ионов. Этот процесс идет непрерывно, обусловливая растворение SiO₂.

Далее ВКВС перемешивают с песком и 30%-ным раствором хлористого кальция.

Пример. При осуществлении способа в качестве кремнеземосодержащего материала использовался речной днепровский песок. В смесителе-гомогенизаторе первой ступени получали гомогенную систему (ВКВС), которая через дозаторы подавалась в смеситель-гомогенизатор второй ступени, куда одновременно с ВКВС подавался днепровский песок, который ранее использовался для приготовления ВКВС, и 30%-раствор хлористого кальция в количестве:

ВКВС 12 кг

Песок 75 кг

CaCl₂ 13 кг

Время перемешивания равнялось времени движения смеси по шнеку и конусам до выхода готовой смеси и составило 4,5 мин.

Полученная формовочная смесь поступала в бункер, а оттуда разливалась в формы. В формах готовые изделия находились при естественной температуре (20^oC) в течение 115 мин. Затем изделия извлекались из форм и испытывались.

В таблице представлены результаты испытаний готовых изделий после твердения в течение указанного времени и при указанной температуре.

Из данных, приведенных в таблице, видно, что получение строительных материалов предлагаемым способом обеспечивает высокие прочностные свойства изделий без специальной тепловой обработки.

Данный способ отличается простотой получения вяжущего, доступностью всех ингредиентов, а значит, и дешевизной с сохранением достаточно высоких эксплуатационных физико-механических характеристик.

В отличие от существующих способов данный способ не требует специальной обработки изделий.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает достижение цели предлагаемого изобретения.