RU2312086C1 - Heat-insulating mix - Google Patents
Heat-insulating mix Download PDFInfo
- Publication number
- RU2312086C1 RU2312086C1 RU2006111947A RU2006111947A RU2312086C1 RU 2312086 C1 RU2312086 C1 RU 2312086C1 RU 2006111947 A RU2006111947 A RU 2006111947A RU 2006111947 A RU2006111947 A RU 2006111947A RU 2312086 C1 RU2312086 C1 RU 2312086C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- insulating
- mass
- thermal insulation
- clay
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/24—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
- C04B28/26—Silicates of the alkali metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
- C04B2201/20—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the density
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к области строительных материалов, в частности, к термоизоляционным массам, предназначенным для теплоизоляции тепловых, печных агрегатов и энергетического оборудования с температурой изолируемой поверхности до 1150°С.The present invention relates to the field of building materials, in particular, to thermal insulating masses intended for thermal insulation of thermal, furnace units and power equipment with an insulated surface temperature of up to 1150 ° C.
Известна сырьевая смесь для изготовления золокерамических теплоизоляционных изделий (RU 2057742, С04В 38/08, бюл. №17, 06.20.2000), которая включает огнеупорную глину 2-50 мас.% и легкую фракцию золы-уноса ТЭС 50-98 мас.%. Получаемый из данной сырьевой смеси материал характеризуется плотностью 0,5-0,75 г/см3, прочностью при изгибе 0,5-4,0 МПа, теплопроводностью 0,17-0,24 Вт/(м·К).A known raw material mixture for the manufacture of ceramic-gold-insulating products (RU 2057742, С04В 38/08, bull. No. 17, 06.20.2000), which includes refractory clay 2-50 wt.% And light fraction of fly ash TPP 50-98 wt.% . The material obtained from this raw material mixture is characterized by a density of 0.5-0.75 g / cm 3 , bending strength of 0.5-4.0 MPa, thermal conductivity of 0.17-0.24 W / (m · K).
Недостатками такой сырьевой смеси является высокая теплопроводность и плотность.The disadvantages of such a raw material mixture is its high thermal conductivity and density.
Наиболее близким аналогом по технической сущности к заявляемому изобретению является термоизоляционная масса (RU 2081086, С04В 28/26, бюл. №33, 11.27.2001) при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:The closest analogue in technical essence to the claimed invention is a thermal insulation mass (RU 2081086, С04В 28/26, bull. No. 33, 11.27.2001) in the following ratio of ingredients, wt.%:
Теплопроводность термоизоляции 0,3 Вт/(м·К).Thermal conductivity of thermal insulation 0.3 W / (m · K).
Недостатком такой термоизоляционной массы является высокая теплопроводность.The disadvantage of this thermal insulation mass is its high thermal conductivity.
Настоящее изобретение направлено на создание новой термоизоляционной массы с пониженной теплопроводностью при обеспечении прочности, достаточной для практического применения и одновременной утилизации промышленных отходов.The present invention is directed to the creation of a new heat-insulating mass with reduced thermal conductivity while providing strength sufficient for practical use and simultaneous utilization of industrial waste.
Поставленная техническая задача достигается тем, что термоизоляционная масса, включающая жидкое стекло плотностью 1,4-1,5 г/см3, кембрийскую глину, гранулированный доменный шлак с Мкр=2,0-2,8, тонкодисперсный нефелиновый шлам, осадок очистных сооружений станций водоподготовки с влажностью 80%, содержит, мас.%:The stated technical problem is achieved in that the heat-insulating mass, including water glass with a density of 1.4-1.5 g / cm 3 , Cambrian clay, granulated blast furnace slag with M cr = 2.0-2.8, finely divided nepheline sludge, sewage sludge facilities of water treatment plants with a humidity of 80%, contains, wt.%:
Другое отличие заявляемого состава термоизоляционной массы заключается в том, что она содержит вместо огнеупорной глины кембрийскую легкоплавкую глину, а вместо воды, согласно предлагаемому изобретению, осадок очистных сооружений станций водоподготовки с влажностью 80%.Another difference of the claimed composition of the insulating mass is that instead of refractory clay it contains Cambrian low-melting clay, and instead of water, according to the invention, the sediment of treatment plants of water treatment plants with a humidity of 80%.
Нефелиновый шлам - попутный продукт, образующийся в процессе производства глинозема с содержанием β-2CaO·SiO2 от 75 до 80%. Основная масса представляет собой β-2CaO·SiO2 в виде мелких зерен и агрегатных скоплений. Кроме того, наблюдаются мелкие зерна продуктов гидратации 2Ca·SiO2. Общее количество гидратированных частиц составляет 5-7%, присутствуют зерна нефелина и оксидов железа.Nepheline sludge is a by-product resulting from the production of alumina with a β-2CaO · SiO 2 content of 75 to 80%. The bulk is β-2CaO · SiO 2 in the form of small grains and aggregate clusters. In addition, fine grains of 2Ca · SiO 2 hydration products are observed. The total amount of hydrated particles is 5-7%, there are grains of nepheline and iron oxides.
Осадок очистных сооружений станций водоподготовки представляет собой коллоидный осадок влажностью 80%, имеющий следующий химический состав, мас.%:The sludge of the treatment facilities of water treatment plants is a colloidal sludge with a humidity of 80%, having the following chemical composition, wt.%:
На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявляемая смесь неизвестна и данное техническое решение обладает новизной.At the filing date, according to the authors and the applicant, the claimed mixture is unknown and this technical solution is novel.
Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство, которое позволяет получить технический результат.The inventive combination of essential features exhibits a new property, which allows to obtain a technical result.
Совместное присутствие тонкомолотых нефелинового шлама, гранулированного доменного шлака с Мкр=2,0-2,8, осадка очистных сооружений станций водоподготовки с влажностью 80%, кембрийской глины и жидкого стекла приводит к твердению термоизоляционной массы, а также образованию силикатов алюминия, отличающихся низким значением коэффициента теплопроводности. Осадок очистных сооружений станций водоподготовки имеет частицы наноразмера, что способствует активизации поверхности зерен заполнителя и аморфизации новообразований. Гидроксид алюминия, из которого в основном состоит осадок очистных сооружений, является неорганическим полимером с разветвленной структурой, а d-металлы, находящиеся в осадке, способствуют образованию оксидов тяжелых металлов при обжиге, что значительно снижает теплопроводность. Таким образом, усложнение фазового состава и аморфизация приводит к более низкому значению теплопроводности всей системы.The combined presence of finely ground nepheline sludge, granulated blast furnace slag with M cr = 2.0-2.8, sludge from wastewater treatment plants with a humidity of 80%, Cambrian clay and water glass leads to hardening of the thermal insulation mass, as well as the formation of aluminum silicates, which are characterized by low thermal conductivity value. The sediment of the treatment facilities of water treatment plants has particles of nanoscale, which contributes to the activation of the surface of the aggregate grains and the amorphization of neoplasms. Aluminum hydroxide, which mainly consists of the sewage sludge from sewage treatment plants, is a branched inorganic polymer, and d-metals in the sludge contribute to the formation of heavy metal oxides during firing, which significantly reduces thermal conductivity. Thus, the complication of the phase composition and amorphization leads to a lower value of the thermal conductivity of the entire system.
Оптимальное содержание жидкого стекла в термоизоляционной массе - 23,0-28,0%. При выходе за пределы оптимального содержания понижается прочность при сжатии термоизоляционной массы. При введении тонкодисперсного нефелинового шлама менее 3,0% увеличивается время твердения термоизоляционной массы. Увеличение содержания нефелинового шлама сверх 8% снижает прочность при сжатии термоизоляционной массы.The optimum content of liquid glass in the insulating mass is 23.0-28.0%. When going beyond the optimum content, the compressive strength of the thermal insulation mass decreases. With the introduction of finely divided nepheline sludge of less than 3.0%, the hardening time of the thermal insulation mass increases. An increase in the content of nepheline sludge in excess of 8% reduces the compressive strength of the thermal insulation mass.
Содержание гранулированного шлака с Мкр=2,0-2,8 менее 49% увеличивает коэффициент теплопроводности термоизоляционной массы, а увеличение его более 60% влечет за собой повышенный расход жидкого стекла в составе смеси, что снижает огнеупорность композиции, а следовательно, и температуру применения термоизоляционной массы. Увеличение содержания осадка очистных сооружений станций водоподготовки с влажностью 80% - более 7% приводит к снижению прочности термоизоляционной массы после обжига, а уменьшение - менее 2% к снижению термостойкости и повышению теплопроводности.The content of granular slag with M cr = 2.0-2.8 less than 49% increases the thermal conductivity of the thermal insulation mass, and an increase of more than 60% entails an increased consumption of water glass in the mixture, which reduces the refractoriness of the composition, and therefore the temperature application of thermal insulation mass. An increase in the sludge content of treatment facilities of water treatment plants with a humidity of 80% - more than 7% leads to a decrease in the strength of the thermal insulation mass after firing, and a decrease of less than 2% to a decrease in heat resistance and an increase in heat conductivity.
Учитывая вышеизложенное, можно сделать вывод, что предлагаемый состав термоизоляционной массы явным образом не следует из уровня техники, и вся совокупность существенных признаков проявляет новое свойство, позволяющее достичь указанного технического результата, т.е. изобретение соответствует критерию охраноспособности - "изобретательский уровень".Considering the foregoing, we can conclude that the proposed composition of the insulating mass does not explicitly follow from the prior art, and the whole set of essential features exhibits a new property that allows to achieve the specified technical result, i.e. The invention meets the eligibility criteria - "inventive step".
Пример конкретного выполненияConcrete example
Изготовление термоизоляционной массыProduction of thermal insulation mass
1. Дозируют тонкодисперсные нефелиновый шлам, кембрийскую глину и гранулированный шлак с Мкр=2,0.1. Dose fine nepheline sludge, Cambrian clay and granular slag with M cr = 2.0.
2. Дозируют жидкое стекло плотностью 1,48 г/см3.2. Dose liquid glass with a density of 1.48 g / cm 3 .
3. Приготавливают термоизоляционную массу, смешивая отдозированные компоненты в бетономешалке в течение 3-5 минут.3. Prepare a thermally insulating mass by mixing the metered components in a concrete mixer for 3-5 minutes.
4. Дозируют осадок очистных сооружений станций водоподготовки с влажностью 80% до рабочей консистенции смеси.4. Dose the sediment of treatment facilities of water treatment plants with a humidity of 80% to a working consistency of the mixture.
5. Жаростойкая термоизоляционная масса используется для изготовления изделий требуемой формы и образцов для проведения физико-механических испытаний методом литья.5. Heat-resistant heat-insulating mass is used for the manufacture of products of the required shape and samples for physical and mechanical tests by casting.
6. Твердение термоизоляционной массы осуществляется в течение 1 часа в нормальных условиях.6. The hardening of the insulating mass is carried out for 1 hour under normal conditions.
7. Затвердевшие образцы вынимают из форм и сушат при температуре 100-110°С.7. The hardened samples are removed from the molds and dried at a temperature of 100-110 ° C.
8. Высушенные образцы готовы к эксплуатации.8. The dried samples are ready for use.
9. После эксплуатации при плюс 1000°С, образцы испытывались на прочность и теплопроводность.9. After operation at plus 1000 ° С, the samples were tested for strength and thermal conductivity.
Для определения физико-механических характеристик термоизоляционной массы (плотности и прочности на сжатие), изготавливались образцы-кубы с размером ребра 100 мм. Для определения коэффициента теплопроводности по ГОСТ 7076-99 изготовлялись плитки размером 100 мм·100 мм и высотой 20 мм. Физико-механические характеристики термоизоляционной массы представлены в таблице.To determine the physicomechanical characteristics of the thermal insulation mass (density and compressive strength), cubic samples were made with a rib size of 100 mm. To determine the coefficient of thermal conductivity according to GOST 7076-99, tiles with a size of 100 mm · 100 mm and a height of 20 mm were made. Physico-mechanical characteristics of the thermal insulation mass are presented in the table.
Анализ данных таблицы показывает, что предлагаемый состав обеспечивает получение термоизоляционной массы, у которой коэффициент теплопроводности снижается до 0,15-0,16 Вт/(м·К), и, следовательно, расширяется диапазон применения. При получении термоизоляционной массы заявляемого состава используются побочные продукты станций водоподготовки и строительства (кембрийская глина из отвалов), что благоприятно сказывается на экологической обстановке, а также снижает себестоимость продукции.Analysis of the data in the table shows that the proposed composition provides a thermally insulating mass, in which the thermal conductivity is reduced to 0.15-0.16 W / (m · K), and, therefore, the range of application is expanded. Upon receipt of the thermal insulation mass of the claimed composition, by-products of water treatment and construction stations (Cambrian clay from dumps) are used, which favorably affects the environmental situation, and also reduces the cost of production.
Термоизоляционная масса, характеризуемая физико-механическими характеристиками, указанными в таблице, может быть использована для изготовления теплоизоляционных изделий, с температурой применения до плюс 1150°С, к которым предъявляют повышенные требования по теплозащитным свойствам.Thermal insulation mass, characterized by physical and mechanical characteristics indicated in the table, can be used for the manufacture of thermal insulation products, with a temperature of up to plus 1150 ° С, which have high requirements for thermal insulation properties.
Масса указанного состава отличается рядом преимуществ.The mass of the specified composition has several advantages.
По сравнению с другими термоизоляционными массами она дешевле, не содержит дефицитных материалов, а именно огнеупорной глины, в условиях работы тепловых агрегатов более надежна и приготовление ее не требует специальных мер по защите атмосферы.Compared to other heat-insulating masses, it is cheaper, does not contain scarce materials, namely refractory clay, is more reliable in the conditions of operation of thermal units and its preparation does not require special measures to protect the atmosphere.
Анализируя данные таблицы, можно сделать вывод, что термоизоляционная масса характеризуется снижением теплопроводности на 50% (λ=0,15-0,16 Вт/(м·К)), что улучшает теплозащитные свойства массы, и достигается попутный эффект утилизации отходов.Analyzing the data in the table, we can conclude that the thermal insulation mass is characterized by a decrease in thermal conductivity by 50% (λ = 0.15-0.16 W / (m · K)), which improves the heat-shielding properties of the mass, and the associated effect of waste disposal is achieved.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006111947A RU2312086C1 (en) | 2006-04-10 | 2006-04-10 | Heat-insulating mix |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006111947A RU2312086C1 (en) | 2006-04-10 | 2006-04-10 | Heat-insulating mix |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2312086C1 true RU2312086C1 (en) | 2007-12-10 |
Family
ID=38903822
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006111947A RU2312086C1 (en) | 2006-04-10 | 2006-04-10 | Heat-insulating mix |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2312086C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2497773C1 (en) * | 2012-06-27 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | Thermo-insulating mass |
RU2655868C2 (en) * | 2016-10-10 | 2018-05-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) | Mixture for making ceramic articles |
-
2006
- 2006-04-10 RU RU2006111947A patent/RU2312086C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2497773C1 (en) * | 2012-06-27 | 2013-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | Thermo-insulating mass |
RU2655868C2 (en) * | 2016-10-10 | 2018-05-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) | Mixture for making ceramic articles |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Rashad et al. | Effect of ceramic waste powder on alkali-activated slag pastes cured in hot weather after exposure to elevated temperature | |
Aliabdo et al. | Effect of cement addition, solution resting time and curing characteristics on fly ash based geopolymer concrete performance | |
Samson et al. | Formulation and characterization of blended alkali-activated materials based on flash-calcined metakaolin, fly ash and GGBS | |
Darsanasiri et al. | Ternary alkali aluminosilicate cement based on rice husk ash, slag and coal fly ash | |
Rashad et al. | An investigation on alkali-activated Egyptian metakaolin pastes blended with quartz powder subjected to elevated temperatures | |
KR100857616B1 (en) | A process for the production of geopolymer cement from fly ash and granulated blast furnace slag, geopolymer cement made thereby and process of making products thereof | |
JPS61501908A (en) | Lightweight ceramic materials for construction, their production methods and their uses | |
Vafaei et al. | Strength development and acid resistance of geopolymer based on waste clay brick powder and phosphorous slag | |
Darweesh | Influence of sun flower stalk ash (SFSA) on the behavior of Portland cement pastes | |
Miguel et al. | Durability-related performance of recycled aggregate concrete containing alkali-activated municipal solid waste incinerator bottom ash | |
RU2381191C2 (en) | Organic mineral modifying agent of gypsum binding agents, building solutions, concretes, and products on their base | |
Zafar et al. | Thermo-chemico-mechanical activation of bagasse ash to develop geopolymer based cold-pressed block | |
KR100653311B1 (en) | Cement composition for autoclaved lightwiht concrete production comprising heavy oil ash and manufacturing method of alc using the same | |
Erdogmus et al. | Effect of molding pressure and firing temperature on the properties of ceramics from natural zeolite | |
Alonso et al. | Viability of the use of construction and demolition waste aggregates in alkali-activated mortars | |
KR101165666B1 (en) | Heat insulating material for building used the lightweight aggregates that is produced by bottom ash and waste glass | |
Miller et al. | Diatomaceous Earth as a Pozzolan in the Fabrication of an Alkali‐Activated Fine‐Aggregate Limestone Concrete | |
RU2312086C1 (en) | Heat-insulating mix | |
Abubakar | Progress on the use of rice husk ash (RHA) as a construction material in Nigeria | |
RU2378228C1 (en) | Cellular concrete of autoclave hardening | |
Luo et al. | Performance of hydraulic lime by using carbide slag | |
An et al. | Synthesizing and assessing fire-resistant geopolymer from rejected fly ash | |
RU2539450C2 (en) | Concrete mixture | |
RU2448921C2 (en) | Complex modifying additive for mortar | |
RU2306301C1 (en) | Heat-resistant slag-alkali foamed concrete |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090411 |