RU2206549C1

RU2206549C1 - Raw mixture for preparing ceramic materials with cellular structure

Info

Publication number: RU2206549C1
Application number: RU2001131968/03A
Authority: RU
Inventors: Н.А. Лохова; А.В. Косых; С.М. Максимова
Original assignee: Братский государственный технический университет
Priority date: 2001-11-26
Filing date: 2001-11-26
Publication date: 2003-06-20

Abstract

FIELD: ceramics. SUBSTANCE: invention relates to compositions for preparing ceramic materials with cellular structure for preparing building constructions. Raw mixture for preparing ceramic materials with cellular structure comprising siliceous component, additives, foam-forming agent and water involves microsilica with specific surface above 25 000 cm²/g and content of amorphous SiO₂ 90-95% as a siliceous component, fly ash and Portland cement as additives and tall pitch emulsified with sodium carbonate Na₂CO₃ as a foam-forming agent in the following ratio of components, wt.-%: microsilica, 11.97-12.51; fly ash, 22.23-23.24; Portland cement, 14.65-15.32; foam- forming agent, 9.09-13.04; water, 38.11-39.85. EFFECT: enhanced strength, reduced cost of material, expanded raw basis. 2 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к составам для приготовления керамических материалов ячеистой структуры, используемым для изготовления строительных конструкций. The invention relates to compositions for the preparation of ceramic materials of a cellular structure used for the manufacture of building structures.

Наиболее близким аналогом является сырьевая смесь, включающая, мас.%: диатомит 60,18-61,98, опилки 1,81-1,84, казеино-канифольный пенообразователь 9,50-7,75, вода 28,51-28,41 [1]. The closest analogue is a raw material mixture, including, wt.%: Diatomite 60.18-61.98, sawdust 1.81-1.84, casein-rosin foaming agent 9.50-7.75, water 28.51-28, 41 [1].

Недостатком указанной смеси является необходимость высококачественного сырья, высокая себестоимость материала. The disadvantage of this mixture is the need for high quality raw materials, the high cost of the material.

Технический результат - повышение прочности, снижение себестоимости материала, расширение сырьевой базы. The technical result is an increase in strength, reducing the cost of the material, expanding the raw material base.

Технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для приготовления керамических материалов ячеистой структуры, включающая кремнеземистый компонент, добавки, пенообразователь и воду, в качестве кремнеземистого компонента содержит микрокремнезем с удельной поверхностью более 25 тыс. см²/г и содержанием аморфного SiO₂ 90...95%, в качестве добавок - золу-унос и портландцемент, в качестве пенообразователя - талловый пек, эмульгированный карбонатом натрия Na₂CO₃, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Микрокремнезем - 11,97-12,51
Зола-унос - 22,23-23,24
Портландцемент - 14,65-15,32
Пенообразователь - 9,09-13,04
Вода - 38,11-39,85
Эмульсию таллового пека готовят путем самоэмульгирования таллового пека в водном растворе Na₂CO₃ при температуре 75-85^oС при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Талловый пек - 10,0-12,0
Na₂CO₃ - 2,0-2,5
Вода - 88,0-85,5
Золы-унос от сжигания бурых углей Канско-Ачинского бассейна (Ирша-Бородинское, Назаровское, Березовское месторождения) являются высококальциевыми и содержат, мас.%: SiO₂ - 21...55; Al₂O₃ - 4...11; Fe₂O₃ - 6...16; СаО - 20. . .46; MgO - 3...6; К₂О - 0,2...1,5; Na₂O - 0,2...0,6; SO₃ - 0,9...9; СаО_св. - 3...13; горючих примесей - не более 2...2,5.The technical result is achieved in that the raw material mixture for the preparation of ceramic materials with a cellular structure, including a siliceous component, additives, a foaming agent and water, contains silica fume with a specific surface area of more than 25 thousand cm ² / g and an amorphous SiO ₂ content _of 90 .. .95%, as additives - fly ash and Portland cement, as a foaming agent - tall pitch emulsified with sodium carbonate Na ₂ CO ₃ , in the following ratio, wt.%:
Silica fume - 11.97-12.51
Fly ash - 22.23-23.24
Portland cement - 14.65-15.32
Frother - 9.09-13.04
Water - 38.11-39.85
An emulsion of tall pitch is prepared by self-emulsification of tall pitch in an aqueous solution of Na ₂ CO ₃ at a temperature of 75-85 ^o With the following ratio of components, wt.%:
Tall pitch - 10.0-12.0
Na ₂ CO ₃ - 2.0-2.5
Water - 88.0-85.5
Fly ash from burning brown coal of the Kansk-Achinsk basin (Irsha-Borodinskoye, Nazarovskoye, Berezovskoye deposits) are high-calcium and contain, wt.%: SiO ₂ - 21 ... 55; Al ₂ O ₃ - 4 ... 11; Fe ₂ O ₃ - 6 ... 16; CaO - 20.. .46; MgO - 3 ... 6; K ₂ O - 0.2 ... 1.5; Na ₂ O - 0.2 ... 0.6; SO ₃ - 0.9 ... 9; CaO _St. - 3 ... 13; combustible impurities - not more than 2 ... 2.5.

Микрокремнезем производства кристаллического кремния является дисперсным отходом, характеризующимся малым размером частиц (0,1...3 мк) и, как следствие, высокой удельной поверхностью (более 25 тыс. см²/г). Микрокремнезем осаждается в электрофильтрах системы газоочистки плавильных печей производства кристаллического кремния. Химический состав микрокремнезема, мас.%): SiO₂ 90. . .95, Al₂O₃ - до 0,8, Fe₂O₃ - до 0,8, СаО - до 1,6, MgO - до 1,2, SiC - до 5, С_общ - до 9, К⁺ - до 0,25, Na⁺ - до 0,06, п.п.п. - до 20.Silica fume produced by crystalline silicon is a dispersed waste characterized by a small particle size (0.1 ... 3 microns) and, as a result, a high specific surface (more than 25 thousand cm ² / g). Silica fume is deposited in electrostatic precipitators of the gas treatment system of crystalline silicon production furnaces. The chemical composition of silica fume, wt.%): SiO ₂ 90.. .95, Al ₂ O ₃ - up to 0.8, Fe ₂ O ₃ - up to 0.8, CaO - up to 1.6, MgO - up to 1.2, SiC - up to 5, C _total - up to 9, K ⁺ - up to 0.25, Na ⁺ - up to 0.06, pp - up to 20.

Портландцемент М400 производства Ачинского цементного завода. Portland cement M400 produced by Achinsk cement plant.

Талловый пек - побочный продукт сульфатно-целлюлозной обработки древесины, кубовый остаток от ректификации таллового масла. Химический состав таллового пека, мас.%: нейтральные вещества - 24...38; окисленные вещества - 12...29; смоляные кислоты - 6...26; жирные кислоты - 28...41. Tall pitch is a by-product of sulphate-cellulose processing of wood, distillation residue from distillation of tall oil. The chemical composition of tall pitch, wt.%: Neutral substances - 24 ... 38; oxidized substances - 12 ... 29; resin acids - 6 ... 26; fatty acids - 28 ... 41.

Пример
Процесс приготовления сырьевой смеси включает следующие операции. Сухие компоненты тщательно перемешиваются и затворяются водой. Отдельно, методом барботирования готовится пена на основе вышеописанного пенообразователя. Полученная пена постепенно вводится в сырьевую смесь. Формование осуществляется путем заливки массы в смазанные формы. Образцы выдерживаются в формах в течение суток при комнатной температуре, затем изделие подвергается пропариванию в камере ТВО по режиму 3+6+3 при Т=85-95^oС. Пропаренные образцы после распалубки высушивают и обжигают при температуре 750^oС. Состав компонентов и физико-механические показатели готовых изделий представлены в таблицах 1 и 2.Example
The process of preparing the raw mix includes the following operations. Dry components are thoroughly mixed and shut with water. Separately, a foam is prepared by sparging using the foam former described above. The resulting foam is gradually introduced into the raw mix. Forming is carried out by pouring the mass into lubricated molds. Samples are kept in molds for 24 hours at room temperature, then the product is steamed in a TBO chamber according to the 3 + 6 + 3 mode at T = 85-95 ^o C. The steamed samples after stripping are dried and fired at a temperature of 750 ^o C. The composition of the components and physical and mechanical properties of finished products are presented in tables 1 and 2.

Литература
1. Китайцев В. А. Технология теплоизоляционных материалов. - М.: Издательство литературы по строительству, 1970 г., стр.223, 227-230.Literature
1. Kitaytsev V. A. Technology of thermal insulation materials. - M .: Publishing house of literature on construction, 1970, p. 223, 227-230.

Claims

The raw material mixture for the preparation of ceramic materials with a cellular structure, including a siliceous component, additives, a foaming agent and water, characterized in that as a siliceous component contains silica fume with a specific surface area of more than 25 thousand cm ² / g and an amorphous SiO ₂ content _of 90-95%, as additives - fly ash and Portland cement, as a foaming agent - tall pitch emulsified with sodium carbonate Na ₂ CO ₃ , in the following ratio, wt.%:
Silica fume - 11.97-12.51
Fly ash - 22.23-23.24
Portland cement - 14.65-15.32
Frother - 9.09-13.04
Water - 38.11-39.85z