композиция для производства пористого заполнителя

Формула изобретения

Композиция для производства пористого заполнителя, включающая жидкое стекло плотностью 1,45-1,53 г/см³ и хлорид натрия, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит монтмориллонитовую глину и солевые отходы от вторичной переработки алюминийсодержащих шлаков и лома с содержанием Nа₂СО₃ - 19-20% при следующем соотношении компонентов, мас.%:

жидкое стекло плотностью 1,45-1,53 г/см3	45-65
хлорид натрия	1-5
монтмориллонитовая глина	15-20
солевые отходы от вторичной переработки
алюминийсодержащих шлаков и лома с
содержанием Nа2CO3 - 19-20%	19-30

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к пористым заполнителям для бетонов.

Известна композиция для производства пористого заполнителя следующего состава, мас.%: товарное жидкое стекло, модифицированное хлоридом натрия - 25, глиноземсодержащий отработанный катализатор, отход нефтехимического производства - 0 75 /Комиссаренко Б.С. Модифицированные жидкостекольные системы как основа для жаростойкого заполнителя/Б.С.Комисаренко, С.А.Мизюряев, С.А.Жигулина.//Строительные материалы. - 2001. - № 10. - С 27-28/ [1].

Недостатком указанного состава является относительно низкая прочность (0,95 МПа).

Наиболее близкой к изобретению является композиция для производства пористого заполнителя, включающая следующие компоненты, мас.%: жидкое стекло плотностью 1,45-1,53 г/см ³ - 100, хлорид натрия 4,5-50 сверх 100% /Пат. 2211196 Российская федерация, МПК С04В 14/24, 38/00. Композиция для производства пористого заполнителя. / Жигулина А.Ю., Мизюряев С.А.; заявитель и патентообладатель Самар. гос. архитектурно-строит. акад. - № 2000127623; заявл. 02.11.2000; опубл. 27.08.03, Бюл. № 24. / [2]. Принят за прототип.

Недостатком указанного состава керамической массы является относительно низкая прочность 0,07-0,65 МПа.

Сущность изобретения - повышение качества строительных материалов.

Техническим результатом изобретения является повышение прочности пористого материала.

Указанный технический результат достигается тем, что в известную композицию для производства пористого заполнителя, включающую жидкое стекло плотностью 1,45-1,53 г/см³ и хлорид натрия дополнительно вводят монтмориллонитовую глину и солевые отходы от вторичной переработки алюминийсодержащих шлаков и лома с содержанием Na₂CO₃ - 19-20% при следующем соотношении компонентов, мас.%:

жидкое стекло плотностью 1,45-1,53 г/см3	45-65
хлорид натрия	1-5
монтмориллонитовая глина	15-20
солевые отходы от вторичной переработки алюминийсодержащих
шлаков и лома с содержанием Na2CO3 - 19-20%	19-30

В качестве основного глинистого сырья для производства пористого заполнителя использовалась глина Смышляевского месторождения Самарской области. Глина Смышляевского месторождения характеризуется как тонкодисперсная, преимущественно с низким содержанием мелких и средних включений, представленных кварцем, железистыми минералами, гипсом и карбонатными включениями, химический состав представлен следующими оксидами, мас.%: SiO ₂ 55-58; Al₂O₃+TiO₂ 15-20; CaO 4-6; MgO 2-3; Fe₂O₃ 6-8; R₂ O 3-4; SO₃ 0,5-1; п.п.п.7-9.

В качестве наполнителя для производства пористого заполнителя использовались солевые отходы от вторичной переработки алюминийсодержищих шлаков и лома с содержанием Na₂CO₃ - 19-20%. Химический состав солевых отходов представлен следующими оксидами элементами и солями, маc.%: Al - 3,32; Al₂O₃ - 7,21; NaCl - 3,51; KСl - 1,57; Na₂CO₃ - 19,87; K₂CO₃ - 7,21; (NH₄)₂ CO₃ - 12,87; H₂O - 0,93; SiO₂ - 44,49;

СaСO₃ - 2,12; MgCO₃ - 0,9.

Известно, что основным условием, обеспечивающим вспучивание композиции при ее нагревании, является совмещение во времени пиропластического состояния композиции с интенсивным газовыделением внутри обжигаемого материала. Пиропластическое состояние композиции обеспечат жидкое стекло и монтмориллонитовая глина, а газовыделение солевыми отходами от вторичной переработки алюминийсодержищих шлаков и лома с содержанием Na₂ O₃ - 19-20%.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Композиции (табл.1) для производства пористого заполнителя готовили путем тщательного перемешивания всех компонентов, что приводит к растворению хлористого натрия. Ионы натрия понижают силикатный модуль смеси, а ионы хлора, действуя в качестве сильного окислителя, способствуют коагуляции смеси. Понижение силикатного модуля, приводящее к снижению числа силоксановых связей, существенно облегчает переход ионов щелочного металла в раствор и движение молекул воды в монтмориллонитовую глину, что приводит к коагуляции смеси. Коагуляция смеси приводит к повышению вязкости, что дает возможность формовать гранулы любого размера.

Таблица 1
Составы композиций для производства пористого заполнителя
Компоненты	Содержание компонентов, мас.%
1	2	3
жидкое стекло плотностью 1,45-1,53 г/см3	65	55	45
хлорид натрия	1	3	5
монтмориллонитовая глина	15	17	20
солевые отходы от вторичной переработки алюминийсодержищих шлаков и лома с содержанием Na 2CO3 - 19-20%	19	25	30

Из полученной композиции готовили гранулы на тарельчатом грануляторе. Гранулы подвергались термообработке в интервале температур 400-800°С.

При термообработке гранул в интервале температур 100-400°С выделяется содержащаяся в силикате вода, которая начинает вспучивать коагулированную массу. В интервале температур 400-800°С выгорают органические примеси и дегидратация монтмориллонита, что приводит к вспучиванию. В табл.2 приведены физико-механические показатели пористого заполнителя.

Таблица 2
Физико-механические показатели кирпича
Показатель	Состав	Прототип
1	2	3
Прочность при раскалывании	1,45	1,58	1,71	0,07-0,65

Как видно из табл.2, пористые заполнители из предложенных составов имеют более высокую прочность при раскалывании, чем прототип.

Полученное техническое решение при использовании солевых отходов от вторичной переработки алюминийсодержищих шлаков и лома с содержанием Na ₂CO₃ - 19-20% позволяет значительно увеличить прочность при раскалывании пористого заполнителя.

Использование солевых отходов от вторичной переработки алюминийсодержищих шлаков и лома с содержанием Na₂CO₃ - 19-20% при получении пористого заполнителя способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды и расширению сырьевой базы для строительных материалов.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Комиссаренко Б.С. Модифицированные жидкостекольные системы как основа для жаростойкого заполнителя./Б.С.Комисаренко, С.А.Мизюряев, С.А.Жигулина.//Строительные материалы. - 2001. - № 10. - С 27-28.

2. Пат. 2211196 РФ, МПК С04В 14/24, 38/00. Композиция для производства пористого заполнителя./Жигулина А.Ю., Мизюряев С.А.; заявитель и патентообладатель Самар. Гос. Архитектурно-строит. Акад. - № 2000127623; заявл. 02.11.2000; опубл. 27.08.03, Бюл. № 24.