CS266097B1

CS266097B1 - Calcium-siliceous asbestless structural insulation element

Info

Publication number: CS266097B1
Application number: CS881824A
Authority: CS
Inventors: Eduard Ing Csc Rovnanik; Lubomir Ing Lejsek; Vladimir Ing Franc; Frantisek Ing Csc Jusko; Jan Ing Hronsky
Original assignee: Rovnanik Eduard; Lejsek Lubomir; Franc Vladimir; Frantisek Ing Csc Jusko; Jan Ing Hronsky
Priority date: 1988-03-21
Filing date: 1988-03-21
Publication date: 1989-11-14
Also published as: CS182488A1

Abstract

Pro konstrukční a izolační účely je určen prvek obsahující 25 až 40 dílů hmot. vápna a/nebo vápenného hydrátu, 20 až 40 dílů hmot. křemenného písku o měrném povrchu nejméně 350 m2.kg“l a zbytku na sítě 0 063 nejvíce 15 %, dále 5 až 30 dílů hmot. expandovaného perlitu o sypné hmotnosti nejvýše 100 kg.m”3 a zrnitosti nejméně 50 % pod 0,25 mm, 2 až 10 dílů hmot. úletového oxidu křemičitého a 2 až 12 dílů hmot. buničiny. Prvek může dále obsahovat do 8 dílů hmot. anorganických alkalivzdorných vláken.It is designed for structural and insulation purposes an element comprising 25 to 40 parts by weight lime and / or lime hydrate, from 20 to 40 parts by weight; quartz sand of a specific surface at least 350 m2.kg “l and the rest on the network 0 063 the most 15%, further 5 to 30 parts by weight. expanded perlite with a bulk density of at most 100 kg.m ”3 and a grain size of at least 50% below 0.25 mm, 2 to 10 parts by weight. fume oxide silica and 2 to 12 parts by weight of silica; pulp. The member may further comprise up to 8 parts by weight of the composition. inorganic alkaline fibers.

Description

Vynález se týká vápenokřemičitého bezazbestového konstrukčně izolačního prvku na bázi produktu hydrotermální reakce křemičité a vápenaté složky, vyztuženého disperzní vláknitou výztuží. .The invention relates to a siliceous asbestos-free structural insulating element based on the product of the hydrothermal reaction of a siliceous and calcium component, reinforced with disperse fibrous reinforcement. .

Tepelně izolační a konstrukční materiály na bázi kalciumhydrogensilikátového pojivá, ^{d 1} ”1’' •ě ''V.'Hi’.'n·' nn,H , । .u i > 1 < · k ý >< čl ι η < μι η I.-k ým I vlákny n,. použfvnjí v i ozunhli pt nrovn f rh teplot přibližně do 600 až 1 000 °C při konstrukcích tepelných agregátů, pro izolace průmyslových zařízení, ve slévárenství neželezných kovů, dále při stavbě lodí, ve stavebnictví a řadě dalších oborů. Pro dosažení nízkých objemových hmotností a vysoké izolační účinnosti byly zejména při výrobě materiálů určených pro izolace za zvýšených pracovních teplot používány aktivní formy křemičité složky, schopné reagovat s vápnem již při teplotách do 100 °C na objemné gelovité produkty, poskytující po odformování, hydrotermálním ošetření za zvýšených tlaků a vysušení lehké a pevné výrobky požadovaných fyzikálně-mechanických a tepelně technických parametrů. Jako vláknitá výztuž byl používán především azbest, jenž současně přispíval k dosahování nízkých objemových hmotností výrobků, zvyšování jejich tepelné odolnosti, soudržnosti a objemové stálosti. Vzhledem ke zjištěné hygienické závadnosti azbestu se od jeho používání upouští a ve funkci rozptýlené výztuže jsou aplikovány jiné druhy vláken organických - zejména pro výrobky určené pro normální pracovní teploty, příkladně ve stavebních konstrukcích anebo anorganických. Z organických vláken se uplatňuje zejména ekonomicky výhodná buničina, druhou skupinu reprezentují především skleněná vlákna, odolná v alkalickém prostředí. Jako aktivní křemičitá složka se při výrobě izolačních typů vápenokřemičitých hmot technologií předreagování používá zejména diatomit vzhledem k vysoké reaktivitě s vápnem, vysokému specifickému povrchu, stabilitě vodných suspenzí apod. Nedostatkem použití diatomitu je zhoršený vývin stabilních krystalických hydrosilikátových fází při hydrotermálním ošetření,zvýšené smrštění za vyšších teplot a nižší pevnost výrobků. Používáním azbestu jako vláknité výztuže byly tyto nedostatky do značné míry eliminovány a pevnosti výrobků zůstávaly po vyžíhání vzhledem k vysoké armovací schopnosti a teplotní odolnosti azbestu na potřebné úrovni. S přechodem k bezazbestovým výrobkům se projevily nedostatky vápenokřemičité matrice, připravené z aktivních forem oxidu křemičitého, jmenovitě diatomitu, jako křemičité složky, a to sklon k porušování a tvorbě trhlin již během autoklávování a zejména po vyžíhání výrobků.Thermal insulation and construction materials based on calcium hydrogen silicate binder, ^{d 1} ”1 '' • ě ''V.'Hi'.' N · 'nn, H,। .ui> 1 <· k ý><čl ι η <μι η I.-k ým I fibers n ,. They have been used for temperature levels of up to approximately 600 to 1,000 ° C in the construction of heat generators, for the insulation of industrial equipment, in the non-ferrous metal foundry, in shipbuilding, in construction and in many other fields. In order to achieve low bulk densities and high insulation efficiency, active forms of the silica component, capable of reacting with lime even at temperatures up to 100 ° C to bulky gel products, providing hydrothermal treatment after demolding, were used especially in the production of materials intended for insulation at elevated operating temperatures. increased pressures and drying light and solid products required physical-mechanical and thermal technical parameters. Asbestos was mainly used as fibrous reinforcement, which at the same time contributed to achieving low bulk densities of products, increasing their heat resistance, cohesiveness and volume stability. Due to the identified hygienic defects of asbestos, its use is abandoned and other types of organic fibers are applied in the function of dispersed reinforcement - especially for products intended for normal working temperatures, for example in building structures or inorganic. Of the organic fibers, economically advantageous pulp is used in particular, the second group being represented mainly by glass fibers which are resistant to alkaline media. Diatomite is mainly used as an active silica component in the production of insulating types of lime silicates by pre-reaction technologies due to high reactivity with lime, high specific surface area, stability of aqueous suspensions, etc. The disadvantage of diatomite is temperatures and lower strength of products. By using asbestos as a fibrous reinforcement, these shortcomings were largely eliminated and the strengths of the products remained at the required level after annealing due to the high reinforcement capacity and temperature resistance of asbestos. With the transition to asbestos-free products, the shortcomings of the lime-silica matrix prepared from active forms of silica, namely diatomaceous earth, became apparent, namely the tendency to break and crack even during autoclaving and especially after annealing the products.

Uvedené nedostatky jsou odstraněny u vápenokřemičitého prvku podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že tento prvek obsahuje 25 až 40 dílů hmot, vápna a/nebo vápenného 2 -1 hydrátu, 20 až 40 dílů hmot, křemenného písku o měrném povrchu nejméně 350 m .kg a zbytku na sítě 0 063 nejvíce 15 i, dále 5 až 40 dílů hmot, expandovaného perlitu o sypné hmotnosti nejvýše 100 kg.m a zrnitosti nejméně 50 % pod 0,25 mm, 2 až 10 dílů hmot, úletového oxidu křemičitého a 2 až 12 dílů hmot, buničiny. Předmětný prvek může dále obsahovat do 8 dílů hmot, anorganických vláken odolných v alkalickém prostředí.These disadvantages are eliminated in the case of a lime-silica element according to the invention, the essence of which consists in that this element contains 25 to 40 parts by weight of lime and / or lime hydrate, 20 to 40 parts by weight of quartz sand with a specific surface area of at least 350 m. .kg and the remainder on nets 0 063 not more than 15 i, further 5 to 40 parts by weight, expanded perlite with a bulk density not more than 100 kg.m and a grain size of at least 50% below 0.25 mm, 2 to 10 parts by weight, fumed silica and 2 up to 12 parts of pulp. The subject element may further comprise up to 8 parts by weight of alkaline-resistant inorganic fibers.

Použitím křemenného písku o určité minimální jemnosti a zrnitosti spolu s expandovaných perlitem s obsahem prachových podílů nad 50 hmot. % namísto obvyklé křemeliny ve skladbě křemičitých složek, se u vápenokřemičitých prvků bez obsahu azbestu, připravovaných technologií filtračního lisování s předreagováním, odstraní sklon k tvorbě trhlin. Kombinací expandovaného perlitu s přísadou úletového oxidu křemičitého, jímž se rozumí produkt odpadající při výrobě krystalického křemíku anebo jeho slitin, je možno dle potřeby regulovat objemovou hmotnost a tepelně-technické vlastnosti výsledného výrobku. Vápenokřemičitá matrice na bázi jemně mletého křemenného písku spolu s dalšími výše uvedenými složkami poskytuje výrobky o vysoké pevnosti a objemové stálosti, u nichž je potlačen sklon k tvorbě trhlin, a to i v případě použití buničiny nebo jiné organické vláknité výztuže. Pro zlepšení pevnosti za vyšších teplot, případně protipožárních vlastností je možno použít přísadu umělých anorganických alkalivzdorných vláken.By using quartz sand with a certain minimum fineness and grain size together with expanded perlite with a content of dust fractions over 50 wt. % instead of the usual diatomaceous earth in the composition of the siliceous components, the tendency to form cracks is removed in the case of asbestos-free lime-silica elements prepared by pre-reaction filtration pressing technology. By combining expanded perlite with the addition of fumed silica, which means a product that falls off during the production of crystalline silicon or its alloys, it is possible to control the bulk density and thermal-technical properties of the final product as required. The lime-silica matrix based on finely ground quartz sand, together with the other components mentioned above, provides products of high strength and volume stability, in which the tendency to form cracks is suppressed, even when using pulp or other organic fibrous reinforcement. To improve the strength at higher temperatures or fire-retardant properties, it is possible to use the addition of artificial inorganic alkali-resistant fibers.

Při výrobě vápenokřemičitých bazezbestových prvků podle vynálezu je účelné použít technologii filtračního lisování. Nejprve se pálené vápno vyhasí za intenzivního míchání , ve tří až čtyřnásobném množství teplé vody. Po asi 30minutách se vápno smísí s vodnou suspenzí křemičitých složek a dalších případných přísad. Množství vápna a křemičité složky se dávkuje tak, aby byl dodržen molární poměr oxidu vápenatého a oxidu křemičitého v rozmezí 0,7 až 1,1. Výchozí suspenze složek se vyhřívá po dobu 1 až 3 h za občasného míchání na teplotu přibližně 95 °C, pak ar přidají buničina a případně alkalivzdorná skleněná vlákna a předreagovaný produkt se odvodní v sítovém formovacím zařízení a lisuje na konečný tvar. |)(Ho t nu · v. 111Λ pivky m· pak p<»dtol»í .ί 111 <»k t Λ v <»v Λ n ť |h| ll.ikti nmiyrim/' vodní p/iry 1,0 nž I ,Ml’n a izolermní výdrží 6 až JO h. Po autoklávován! se výrobky vysouší a případně povrchově upravují.In the production of the lime-silica basesbestos elements according to the invention, it is expedient to use filter pressing technology. First, the quicklime is quenched with vigorous stirring, in three to four times the amount of warm water. After about 30 minutes, the lime is mixed with an aqueous suspension of the silica components and other optional additives. The amounts of lime and silica component are metered in such a way that the molar ratio of calcium oxide to silica is maintained in the range from 0.7 to 1.1. The starting suspension of ingredients is heated for 1 to 3 hours with occasional stirring to a temperature of about 95 ° C, then pulp and optionally alkali-resistant glass fibers are added and the pre-reacted product is drained in a sieve molding machine and pressed to the final shape. |) (Ho t nu · v. 111Λ pivky m · pak p <»dtol» í .ί 111 <»kt Λ v <» v Λ n ť | h | ll.ikti nmiyrim / 'vodní p / iry 1,0 After autoclaving, the products are dried and, if appropriate, surface-treated.

Vynález bude dále podrobněji objasněn a jeho účinky doloženy na příkladech jeho praktického uplatnění.The invention will be further elucidated in more detail and its effects illustrated by examples of its practical application.

Příklad 1 hmot, dílů vápna bylo za intenzivního míchání vyhašeno v asi pětinásobném množství vody o teplotě 70 °C. Po odležení na cca 60 minut bylo vyhašené vápno vneseno do suspenze sestávající z 35 hmot, dílů křemenného písku, 5 hmot, dílů úletu z výroby krystalického křemíku a 20 hmot, dílů expandovaného perlitu. Takto připravená suspenze byla pak vyhřívána po dobu 90 minut při teplotě 90 °C a poté smíchána s 6 hmot, díly rozvlákněné buničiny a 2 hmot, díly alkalivzdorných skleněných vláken. Po odvodnění na sítovém odsávacím zařízení byl vzniklý koláč vylisován tlakem 0,1 MPa a poté autoklávován při tlaku 1,2 MPa za izotermní výdrže po dobu 6 hodin. Po vysušení je objemová hmotnost hotového výrobku 328 kg.m a pevnost v tahu za ohybu 1,3 MPa. Po dvouhodinovém vyhřívání při teplotě 650 °C činila pevnost v tahu za ohybu 0,4 MPa. Hodnota smrštění po tepelném zpracování činila 1,2 %.Example 1 parts by weight of lime were quenched with vigorous stirring in about five times the amount of water at a temperature of 70 ° C. After aging for about 60 minutes, the slaked lime was introduced into a suspension consisting of 35 parts, parts of quartz sand, 5 parts, parts of fly ash from the production of crystalline silicon and 20 parts, parts of expanded perlite. The suspension thus prepared was then heated for 90 minutes at 90 DEG C. and then mixed with 6 parts by weight of fibrous pulp and 2 parts by weight of alkali-resistant glass fibers. After dewatering on a screen suction device, the resulting cake was pressed at a pressure of 0.1 MPa and then autoclaved at a pressure of 1.2 MPa with an isothermal duration of 6 hours. After drying, the bulk density of the finished product is 328 kg.m and the flexural tensile strength is 1.3 MPa. After heating at 650 ° C for 2 hours, the flexural tensile strength was 0.4 MPa. The shrinkage value after heat treatment was 1.2%.

Příklad 2Example 2

Stejným postupem jako v příkladu 1 byla připravena suspenze obsahující 30 hmot, dílů vápna, 28 hmot, dílů křemenného písku, 4 hmot, díly úletu z výroby krystalického křemíku a 18 hmot, dílů expandovaného perlitu. Do této suspenze bylo vneseno 8 hmot, dílů rozvlákněné buničiny. Po odvodnění na sítovém odsávácím zařízení byl vzniklý koláč vylisován tlakem 0,1 MPa a poté autoklávován při tlaku 1,2 MPa po dobu izotermní výdrže 6 hodin. Po vysušení -3 objemová hmotnost hotového výrobku je 365 kg.m , pevnost v tahu za ohybu 1,7 MPa.In the same manner as in Example 1, a suspension was prepared containing 30 parts by weight of lime, 28 parts by weight, parts of quartz sand, 4 parts by weight, parts of fly ash from crystalline silicon and 18 parts by weight of expanded perlite. 8 parts by weight of pulped pulp were introduced into this suspension. After dewatering on a screen suction device, the resulting cake was pressed at a pressure of 0.1 MPa and then autoclaved at a pressure of 1.2 MPa for an isothermal period of 6 hours. After drying -3, the bulk density of the finished product is 365 kg.m, the flexural tensile strength is 1.7 MPa.

Příklad 3Example 3

Z vodné suspenze, připravené stejným postupem jako v příkladu 1, z 28 hmot, dílů vápna, 30 hmot, dílů křemenného písku, 18 hmot, dílů expandovaného perlitu, 3 hmot, dílu úletu z výroby krystalického křemíku, 8 hmot, dílů rozvlákněné sulfátové buničiny a 2 hmot, dílů alkalivzdorných skleněných vláken, byly na sítovém odsávacím zařízení vyrobeny desky, které byly přilisovány tlakem 0,1 MPa a podrobeny autoklávovacímu vy tvrzení při tlaku 1,0 MPa s dobou izotermní výdrže 7 hodin. Po vysušení vykázaly desky objemovou hmotnost 380 kg.m \ pevnost v tahu za ohybu 2,0 MPa a po žíhání při teplotě 650 °C po dobu 2 hodin 0,6 MPa. Hodnota lineárního smrštění při teplotě 650 °C činila 1,0 %. ,From an aqueous suspension prepared by the same procedure as in Example 1, from 28 parts, parts of lime, 30 parts, parts of quartz sand, 18 parts, parts of expanded perlite, 3 parts, part of crystalline silicon fume, 8 parts, parts of fibrous sulphate pulp and 2 parts by weight of alkali-resistant glass fibers, plates were produced on a screen suction device, which were pressed at a pressure of 0.1 MPa and subjected to autoclaving at a pressure of 1.0 MPa with an isothermal residence time of 7 hours. After drying, the plates had a bulk density of 380 kg.m., a flexural tensile strength of 2.0 MPa and, after annealing at 650 DEG C. for 2 hours, 0.6 MPa. The linear shrinkage value at 650 ° C was 1.0%. ,

Claims

A lime-silica asbestos-free structural insulation element based on the hydrothermal product of the reaction of a silica-calcium component, reinforced with a disperse fibrous reinforcement, characterized in that it contains 25 to 40 parts by weight of lime and / or lime hydrate, 20 to 40 parts by weight.

? Even with a sand of not less than at least 150 ni. k <ja residue on η í I ě 0 Obl not more than 15%, further 5 to 30 parts by weight, expanded perlite with a bulk density not more than 100 kg.m and a grain size of at least 50% below 0.25 mm, 2 to 10 parts by weight, fly ash silica and 2 to 12 parts by weight of pulp.

2. The lime-silica element according to claim 1, characterized in that it further comprises up to 8 parts by weight of alkaline-resistant inorganic fibers.