RU2473516C1 - Method of manufacturing light-weight ceramic heat-insulating and heat-insulating-constructive material "konpasit" - Google Patents
Method of manufacturing light-weight ceramic heat-insulating and heat-insulating-constructive material "konpasit" Download PDFInfo
- Publication number
- RU2473516C1 RU2473516C1 RU2011126558/03A RU2011126558A RU2473516C1 RU 2473516 C1 RU2473516 C1 RU 2473516C1 RU 2011126558/03 A RU2011126558/03 A RU 2011126558/03A RU 2011126558 A RU2011126558 A RU 2011126558A RU 2473516 C1 RU2473516 C1 RU 2473516C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silica
- temperature
- insulating
- containing component
- heat
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а более конкретно к способам получения легковесного (пористого) керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного строительного материала из широко распространенного и доступного сырья, содержащего активный кремнезем. Легковесный керамический теплоизоляционный и теплоизоляционно-конструкционный строительный материал «КОНПАЗИТ» может эффективно использоваться для тепловой изоляции конструкций зданий и сооружений, различных промышленных установок, для изготовления как крупноразмерных изделий, таких как блоки, в том числе фундаментные, плиты, панели и т.п., так и мелкоразмерных вплоть до насыпных типа керамзит.The invention relates to the building materials industry, and more particularly to methods for producing a lightweight (porous) ceramic heat-insulating and heat-insulating structural building material from widespread and available raw materials containing active silica. The lightweight ceramic heat-insulating and heat-insulating-structural building material “CONPASIT” can be effectively used for thermal insulation of structures of buildings and structures, various industrial installations, for the manufacture of large-sized products, such as blocks, including foundations, plates, panels, etc. and small ones up to bulk type expanded clay.
Из уровня техники известен строительный материал и способ его получения В.Н. Иваненко "Строительные материалы и изделия из кремнистых пород". - Киев: Будiвельнiк:, 1978, 120 с. Строительный материал получают из исходной смеси, включающей кремнеземсодержащий компонент, щелочной компонент и воду с отношением содержания щелочного компонента к содержанию кремнеземсодержащего компонента в диапазоне значений от 0,08 до 0,40, суммарного содержания кремнеземсодержащего компонента и щелочного компонента к содержанию воды в диапазоне значений от 1,6 до 5,3. Полученный материал имеет пористость 63-80 об.%, плотность от 300 до 700 кг/м3, коэффициент теплопроводности от 0,14 до 0,29 Вт/(м°С) и прочность при сжатии от 13 до 50 кгс/см2. Способ получения материала заключается в том, что смешивают кремнеземсодержащий компонент, щелочной компонент и воду с получением исходной смеси, в которой отношение содержания щелочного компонента к содержанию кремнеземсодержащего компонента находится в диапазоне значений от 0,08 до 0,40 и отношение суммарного содержания кремнеземсодержащего и щелочного компонентов к содержанию воды находится в диапазоне значений от 1,6 до 5,3. Перед смешиванием из кремнеземсодержащего компонента частично удаляют физическую воду (сушат) и затем измельчают до основной фракции менее 0,14 мм. Смесь исходных компонентов перемешивают и получают гомогенную массу, которую выдерживают не менее двух часов для протекания реакций силикатообразования и получения силикатной массы, которой заполняют формы и нагревают до температуры ее вспучивания в диапазоне температур 650-900°С с последующим остыванием до температуры окружающей среды и извлечением из форм строительного материала. Вспучивание силикатной массы обеспечивается за счет паров воды. Пар образуется из воды, получаемой при частичной дегидратации в указанном температурном интервале некоторых видов гидроксидов, содержащихся в силикатной массе. Также в парообразовании участвует физическая вода, находящаяся в силикатной массе. Недостатком этого способа является невысокое качество получаемого материала, проявляющееся в неоднородности пористости и неудовлетворительном сочетании характеристик материала - плотности, прочности при сжатии и коэффициенте теплопроводности.The prior art known building material and method for its production Ivanenko "Building materials and products from siliceous rocks". - Kiev: Alarm: 1978, 120 p. The building material is obtained from the initial mixture comprising a silica-containing component, an alkaline component and water with a ratio of the content of the alkaline component to the content of the silica-containing component in the range from 0.08 to 0.40, the total content of the silica-containing component and the alkaline component to the water content in the range from 1.6 to 5.3. The resulting material has a porosity of 63-80 vol.%, Density from 300 to 700 kg / m 3 , thermal conductivity from 0.14 to 0.29 W / (m ° C) and compressive strength from 13 to 50 kgf / cm 2 . The method of obtaining the material is that a silica-containing component, an alkaline component and water are mixed to obtain an initial mixture in which the ratio of the content of the alkaline component to the content of the silica-containing component is in the range from 0.08 to 0.40 and the ratio of the total content of silica-containing and alkaline components to the water content is in the range from 1.6 to 5.3. Before mixing, the physical water is partially removed from the silica-containing component (dried) and then ground to a basic fraction of less than 0.14 mm. The mixture of the starting components is mixed and a homogeneous mass is obtained, which is held for at least two hours for the occurrence of silicate formation reactions and to obtain a silicate mass, which is filled into molds and heated to its expansion temperature in the temperature range of 650-900 ° C, followed by cooling to ambient temperature and extraction from forms of building material. The expansion of the silicate mass is ensured by water vapor. Steam is formed from water obtained by partial dehydration in the specified temperature range of certain types of hydroxides contained in the silicate mass. Also involved in vaporization is physical water in the silicate mass. The disadvantage of this method is the low quality of the material obtained, which is manifested in the heterogeneity of porosity and an unsatisfactory combination of material characteristics - density, compressive strength and thermal conductivity.
Известен строительный материал и способ его получения, см. пат. RU, кл. С04В 38/02, №2053984, опубликован 10.02.1996 г. Строительный материал получают из исходной смеси, содержащей кремнеземсодержащий компонент, щелочной компонент, цинкосодержащий компонент и воду с отношением содержания щелочного компонента к содержанию кремнеземсодержащего компонента в диапазоне значений от 0,4 до 0,5, суммарного содержания кремнеземсодержащего компонента и щелочного компонента к содержанию воды в диапазоне значений от 0,8 до 2,2. В качестве кремнеземсодержащего компонента используют трепел, диатомит или опоку, в качестве щелочного компонента - гидроксид натрия, в качестве цинкосодержащей добавки - оксид цинка, сульфат цинка или хлорид цинка, в качестве воды - водопроводную воду. Получаемый материал имеет пористость 78-89 об.%, плотность от 134 до 302 кг/м3, коэффициент теплопроводности от 0,074 до 0,098 Вт/(м°С) и прочность при сжатии от 2 до 10 кгс/см2. Способ получения материала заключается в том, что смешивают кремнеземсодержащий компонент, щелочной компонент, цинкосодержащий компонент и воду с получением исходной смеси, в которой отношение содержания щелочного компонента к содержанию кремнеземсодержащего компонента находится в диапазоне значений от 0,4 до 0,5 и отношение суммарного содержания кремнеземсодержащего и щелочного компонентов к содержанию воды находится в диапазоне значений от 0,8 до 2,2. Указанную смесь перемешивают до получения гомогенной массы, в которой происходят реакции силикатообразования с получением силикатной массы. Полученной силикатной массой заполняют формы, нагревают ее до температуры 350-400°С, при которой наблюдается вспучивание массы, с последующим остыванием до температуры окружающей среды и извлечением из форм готового строительного материала. Вспучивание силикатной массы обеспечивается за счет паров воды. Пар образуется из воды, получаемой при частичной дегидратации в указанном температурном интервале некоторых видов гидроксидов, содержащихся в силикатной массе. Также в парообразовании участвует физическая вода, находящаяся в силикатной массе. Недостатком известного способа является невысокое качество получаемого материала, проявляющееся в неоднородности пористости и неудовлетворительном сочетании характеристик материала - плотности, прочности при сжатии и коэффициента теплопроводности. Названный недостаток объясняется тем, что в способе в процессе парообразования участвуют физическая вода и химически связанная вода некоторых видов гидроксидов, дегидратирующихся при температуре вспучивания. Другой фактор, объясняющий низкое качество получаемого материала, состоит в том, что вспучиванию подвергают силикатную массу высокой влажности, отношение суммарного содержания кремнеземсодержащего и щелочного компонентов к содержанию воды находится в диапазоне значений от 0,8 до 2,2, создающей условия для агрегирования частиц массы, что приводит к образованию пустот, крупных пор и сообщающихся (открытых) пор.Known building material and method for its preparation, see US Pat. RU, cl. С04В 38/02, No. 2053984, published 02/10/1996, Building material is obtained from the initial mixture containing a silica-containing component, an alkaline component, a zinc-containing component and water with a ratio of the alkaline component to the silica-containing component in the range from 0.4 to 0 , 5, the total content of the silica-containing component and the alkaline component to the water content in the range from 0.8 to 2.2. Tripoli, diatomite or flask are used as the silica-containing component, sodium hydroxide is used as the alkaline component, zinc oxide, zinc sulfate or zinc chloride are used as the zinc-containing additive, and tap water is used as water. The resulting material has a porosity of 78-89 vol.%, A density of 134 to 302 kg / m 3 , a thermal conductivity of 0.074 to 0.098 W / (m ° C) and compressive strength of 2 to 10 kgf / cm 2 . The method of obtaining the material consists in mixing a silica-containing component, an alkaline component, a zinc-containing component and water to obtain an initial mixture in which the ratio of the content of the alkaline component to the content of the silica-containing component is in the range from 0.4 to 0.5 and the ratio of the total content silica-containing and alkaline components to the water content is in the range from 0.8 to 2.2. The specified mixture is stirred until a homogeneous mass is obtained, in which silicate formation reactions take place to obtain a silicate mass. The obtained silicate mass is filled into the molds, heated to a temperature of 350-400 ° C, at which the mass swelling is observed, followed by cooling to ambient temperature and removing the finished building material from the molds. The expansion of the silicate mass is ensured by water vapor. Steam is formed from water obtained by partial dehydration in the specified temperature range of certain types of hydroxides contained in the silicate mass. Also involved in vaporization is physical water in the silicate mass. The disadvantage of this method is the low quality of the material obtained, which manifests itself in the heterogeneity of porosity and an unsatisfactory combination of material characteristics - density, compressive strength and thermal conductivity. The mentioned disadvantage is explained by the fact that physical water and chemically bound water of certain types of hydroxides involved in the process of vaporization are dehydrated at the expansion temperature. Another factor explaining the low quality of the obtained material is that the silicate mass of high humidity is subjected to expansion, the ratio of the total content of silica-containing and alkaline components to the water content is in the range from 0.8 to 2.2, which creates conditions for aggregation of mass particles , which leads to the formation of voids, large pores and interconnected (open) pores.
Известен способ получения строительного материала, включающий смешение кремнеземсодержащего компонента, щелочного компонента и воды при отношении содержания щелочного компонента к содержанию кремнеземсодержащего компонента от 0,08 до 0,40 и отношении суммарного содержания кремнеземсодержащего и щелочного компонентов к содержанию воды до 5,3 с получением гомогенной силикатной массы, заполнение ею формы и нагрев до температуры вспучивания силикатной массы с последующим остыванием до температуры окружающей среды и извлечением из формы готового строительного материала, полученную силикатную массу подвергают перед заполнением формы температурному воздействию до остаточной влажности менее 5 мас.%, измельчению до размера частиц не более 100 мкм, обеспечивающего при вспучивании размер пор менее 3 мм, после заполнения формы - нагреву до 600°C с частичной дегидратацией указанной массы, затем нагреву до температуры вспучивания, находящейся в интервале от 650 до 900°С, а остыванию - с постепенным снижением температуры по режиму: до 580°С со скоростью не выше 2°С/мин, до 250°С - не выше 8°С/мин, до 20°С - не выше 1,5°С/мин. Причем отношение суммарного содержания кремнеземсодержащего и щелочного компонентов к содержанию воды составляет, по меньшей мере, 0,8, указанное измельчение осуществляют до размера частиц менее 80 мкм, нагрев до 600°С осуществляют в диапазонах температур до 165°С, от 165 до 220°С, от 230 до 350°С, от 450 до 600°С в любой их последовательности, частичную дегидратацию указанной массы осуществляют за счет дегидратации гидроксидов железа и алюминия, содержащихся в силикатной массе, вспучивание осуществляют за счет окончательного удаления химически связанной воды, см. пат. RU, кл. С04В 28/24, №2300506, опубликован 10.06.2007 г. Способ характеризуется улучшением эксплуатационных характеристик получаемого строительного материала на основе доступных широко распространенных кремнистых пород. Данное известное техническое решение принято в качестве прототипа как наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату аналог.A known method of obtaining a building material, comprising mixing a silica-containing component, an alkaline component and water with a ratio of alkaline component to silica-containing component content from 0.08 to 0.40 and a ratio of total silica-containing and alkaline component to water content up to 5.3 to obtain a homogeneous silicate mass, filling it with a mold and heating to a temperature of expansion of the silicate mass, followed by cooling to ambient temperature and removing g from the mold of the building material, the resulting silicate mass is subjected, before filling the mold, to temperature exposure to a residual moisture content of less than 5 wt.%, grinding to a particle size of not more than 100 μm, which ensures pore size less than 3 mm when swelling, after filling the mold, heating to 600 ° C partial dehydration of the specified mass, then heating to a swelling temperature in the range from 650 to 900 ° C, and to cooling with a gradual decrease in temperature according to the regime: to 580 ° C at a speed of no higher than 2 ° C / min, to 250 ° C - not higher than 8 ° C / min, up to 20 ° C - not higher than 1.5 ° C / min. Moreover, the ratio of the total content of silica-containing and alkaline components to the water content is at least 0.8, this grinding is carried out to a particle size of less than 80 microns, heating to 600 ° C is carried out in temperature ranges up to 165 ° C, from 165 to 220 ° C, from 230 to 350 ° C, from 450 to 600 ° C in any of their sequences, partial dehydration of the specified mass is carried out due to the dehydration of iron and aluminum hydroxides contained in the silicate mass, swelling is carried out due to the final removal of chemically bonded water, see US Pat. RU, cl. С04В 28/24, No. 2300506, published June 10, 2007. The method is characterized by improved operational characteristics of the resulting building material based on widely available siliceous rocks. This well-known technical solution was adopted as a prototype as the closest analogue in technical essence and achieved result.
Недостатком прототипа является невозможность практического осуществления способа в реальных условиях на имеющемся в настоящее время технологическом оборудовании, большие затраты энергоресурсов, высокая себестоимость готовой продукции и сложные санитарно-гигиенические условия осуществления способа:The disadvantage of the prototype is the impossibility of practical implementation of the method in real conditions on the currently available technological equipment, high energy costs, high cost of finished products and difficult sanitary conditions of the method:
- при соотношении содержания щелочного компонента к содержанию кремнеземсодержащего компонента 0,4 и отношении суммарного содержания кремнеземсодержащего и щелочного компонентов к содержанию воды, по меньшей мере, 0,8, содержание щелочного компонента в сырьевой смеси составит 29%, а ее влажность составит 55,5%. В этих условиях уже в течение 1 минуты сырьевая смесь превращается в вязкую и липкую массу, которая моментально налипает на стенки и лопасти мешалок, после чего очистить мешалку любого типа практически невозможно;- when the ratio of the content of the alkaline component to the content of the silica-containing component of 0.4 and the ratio of the total content of silica-containing and alkaline components to the water content of at least 0.8, the content of the alkaline component in the raw material mixture will be 29%, and its moisture content will be 55.5 % Under these conditions, within 1 minute the raw material mixture turns into a viscous and sticky mass, which instantly adheres to the walls and blades of the mixers, after which it is practically impossible to clean the mixer of any type;
- как показывают расчеты, для высушивания сырьевой смеси от влажности 55,5% до остаточной влажности 5%, при которой размолотый порошок засыпается в формы, потребуется затратить 156 м3 природного газа на 1 т порошка. При плотности получаемого материала 400 кг/м3 и цене природного газа 3 руб/м3 в себестоимости готовой продукции только сушка порошка составит 187 руб/м3;- as calculations show, for drying the raw mix from a moisture content of 55.5% to a residual moisture content of 5%, at which the milled powder is poured into molds, it will be necessary to expend 156 m 3 of natural gas per 1 ton of powder. When the density of the material obtained is 400 kg / m 3 and the price of natural gas is 3 rubles / m 3 in the cost of finished products, only the drying of the powder will be 187 rubles / m 3 ;
- при содержании в шихте щелочного компонента (NaOH) 29% и его рыночной оптовой цене 30 руб/кг при плотности готового материала 400 кг/м3 в себестоимости готовой продукции этот компонент составит 3480 руб м3. Таким образом, только по двум статьям расхода себестоимость готовой продукции составит 3667 руб/м3 готовой продукции;- with an alkali component (NaOH) content of 29% and its wholesale market price of 30 rubles / kg with a density of finished material of 400 kg / m 3 in the cost of finished products, this component will be 3480 rubles m 3 . Thus, for only two expenditure items, the cost of finished products will be 3667 rubles / m 3 of finished products;
- в описании прототипа приведен пример 1, по которому влажность сырьевой смеси составила 45,5%, а содержание NaOH 29%. При такой влажности сырьевой смеси и содержании в ней 29% NaOH также будет происходить засиликачивание мешалок. Кроме того, дробление и последующий помол высушенной до 1%-ной влажности смеси вызовет беспредельную запыленность производственных помещений щелочесодержащими частицами, что, несомненно, создаст невыносимые санитарно-гигиенические условия для работающих;- the description of the prototype shows example 1, in which the moisture content of the raw material mixture was 45.5%, and the content of NaOH 29%. At such a moisture content of the raw material mixture and its 29% NaOH content, agitation will also occur. In addition, crushing and subsequent grinding of the mixture dried to 1% humidity will cause unlimited dustiness of the production facilities with alkali-containing particles, which will undoubtedly create unbearable sanitary and hygienic conditions for workers;
- продолжительность обжига с учетом только изотермических выдержек составила 46 часов, а с учетом и подъема температур между изотермическими выдержками общая продолжительность обжига в обжигательной печи составит не менее 80 часов без учета времени на охлаждение изделий в печи. Для сравнения следует отметить, что при обжиге керамического кирпича продолжительность обжига изделий без учета их охлаждения в обжигательной печи составляет не более 30 часов, при этом длина туннельных печей составляет 120-150 м. Таким образом, для реализации на практике этого способа получения строительного материала длина туннельной печи составит не менее 300 м. Печей такой протяженности пока не существует. Кроме того, в практических условиях представляется сомнительной организация представленного режима обжига изделий в обжигательной печи.- the firing duration, taking into account only isothermal extracts, was 46 hours, and taking into account the temperature rise between the isothermal extracts, the total firing duration in the kiln will be at least 80 hours without taking into account the time to cool the products in the furnace. For comparison, it should be noted that when firing ceramic bricks, the duration of firing products without taking into account their cooling in the kiln is no more than 30 hours, while the length of the tunnel kilns is 120-150 m. Thus, to implement in practice this method of obtaining building material, the length the tunnel kiln will be at least 300 m. Furnaces of this length do not yet exist. In addition, in practical terms, it seems doubtful the organization of the presented regime of firing products in the kiln.
Указанные недостатки прототипа существенно усложняют технологический процесс производства строительного материала.These disadvantages of the prototype significantly complicate the technological process of production of building material.
Предлагаемое изобретение направлено на достижение технического результата, который выражается в обеспечении возможности производства легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала «КОНПАЗИТ» с повышенными прочностными характеристиками в готовых изделиях на существующем в настоящее время технологическом оборудовании. В конечном итоге указанный технический результат позволяет снизить расход топливно-энергетических ресурсов и себестоимость готовой продукции, улучшить санитарно-гигиенические условия производства.The present invention is aimed at achieving a technical result, which is expressed in providing the possibility of production of lightweight ceramic heat-insulating and heat-insulating structural material "CONPASIT" with high strength characteristics in finished products on existing technological equipment. Ultimately, the specified technical result allows to reduce the consumption of fuel and energy resources and the cost of finished products, to improve sanitary and hygienic conditions of production.
В разработанном способе получения легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного строительного материала «КОНПАЗИТ» максимально сохранены все положительные свойства прототипа, наиболее важным из которых является использование доступных широко распространенных кремнистых пород.In the developed method for producing lightweight ceramic heat-insulating and heat-insulating structural building material “CONPASIT”, all the positive properties of the prototype are maximally preserved, the most important of which is the use of widely available siliceous rocks.
Указанный технический результат достигается тем, что способ получения легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного строительного материала «КОНПАЗИТ», включающий смешение кремнеземсодержащего компонента и щелочного компонента, гомогенизацию сырьевой смеси, предварительный обжиг гранулированной сырьевой смеси, помол обожженных гранул и обжиг размолотого порошка в металлических формах, отличается от прототипа тем, что предварительно осуществляют обработку кремнеземсодержащего компонента на камневыделительных вальцах для удаления труднодробимых включений и активации кремнезема, в устройстве сушки для достижения влажности 18-24% и в устройстве измельчения для достижения максимальной крупности частиц 3 мм в качестве кремнеземсодержащего компонента используют диатомит или трепел и/или опоку, содержащие активный кремнезем (МСАК), а в качестве щелочного компонента - смесь 46% водного раствора каустической соды и вспененный водный раствор кальцинированной соды в соотношении 1,0-1,1/0,5-1,3. Смешение кремнеземсодержащего компонента и щелочного компонента осуществляют в смесителе периодического действия с обеспечением содержания массовой доли в сухой сырьевой смеси каустической соды 6-12% и кальцинированной соды 6-10%. Гомогенизацию сырьевой смеси осуществляют путем обработки в шнековом прессе с фильтрующей решеткой с размером ячеек 10-25 мм. Предварительный обжиг гранулированной сырьевой смеси осуществляют при температуре 550-650°С во вращающейся печи, обжиг размолотого порошка осуществляют в металлических формах в печи путем подъема температуры до 650°С со скоростью 100-120°С/час, а до максимальной 680-800°С со скоростью 15-25°С/час с последующей изотермической выдержкой при максимальной температуре в течение 1-3 часов, охлаждение от максимальной температуры до 600°С осуществляют со скоростью 30-50°С/час и от 600 до 50°С со скоростью 50-60°С/час.The specified technical result is achieved by the fact that the method of producing a lightweight ceramic heat-insulating and heat-insulating structural building material "CONPASIT", including mixing a silica-containing component and an alkaline component, homogenizing the raw mix, preliminary firing the granular raw mix, grinding the fired granules and firing the ground powder in metal molds , differs from the prototype in that pre-process the silica-containing component on stone-separating rollers to remove impractical inclusions and activation of silica, in a drying device to achieve a moisture content of 18-24% and in a grinding device to achieve a maximum particle size of 3 mm, diatomite or tripoli and / or flask containing active silica are used as a silica-containing component (ISAA) and, as an alkaline component, a mixture of a 46% aqueous solution of caustic soda and a foamed aqueous solution of soda ash in a ratio of 1.0-1.1 / 0.5-1.3. The mixture of the silica-containing component and the alkaline component is carried out in a batch mixer to ensure the content of the mass fraction in the dry raw mix of caustic soda 6-12% and soda ash 6-10%. The homogenization of the raw material mixture is carried out by processing in a screw press with a filter grate with a mesh size of 10-25 mm. The preliminary firing of the granular raw mixture is carried out at a temperature of 550-650 ° C in a rotary kiln, the grinding of ground powder is carried out in metal forms in the furnace by raising the temperature to 650 ° C at a speed of 100-120 ° C / h, and to a maximum of 680-800 ° C at a speed of 15-25 ° C / hour, followed by isothermal exposure at a maximum temperature for 1-3 hours, cooling from a maximum temperature of 600 ° C is carried out at a speed of 30-50 ° C / hour and from 600 to 50 ° C speed of 50-60 ° C / hour.
Согласно способу преимущественно при смешении кремнеземсодержащего компонента и щелочного компонента кальцинированную соду в сырьевую смесь вводят в виде вспененной в 1,0-1,5% водном растворе пенообразователя массы, при этом в качестве пенообразователя используют моющее средство. Оптимальным с точки зрения достижения указанного технического результата является осуществление помола обожженных гранул в стержневом смесителе или в шаровой мельнице с предварительным увлажнением обожженных гранул до влажности 5-7%.According to the method, mainly when mixing a silica-containing component and an alkaline component, soda ash is introduced into the raw material mixture in the form of a mass of foaming agent foamed in a 1.0-1.5% aqueous solution, and a detergent is used as the foaming agent. Optimal from the point of view of achieving the indicated technical result is the implementation of grinding the calcined granules in a rod mixer or in a ball mill with preliminary wetting of the calcined granules to a moisture content of 5-7%.
Техническое решение, характеризующееся описанной совокупностью существенных признаков, является новым, промышленно применимым и обладает изобретательским уровнем.The technical solution, characterized by the described combination of essential features, is new, industrially applicable and has an inventive step.
Разработанный способ получения легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного строительного материала «КОНПАЗИТ» основан на свойствах природных сырьевых материалов, содержащих активный кремнезем (МСАК), таких как трепел, диатомит или опока, заключающихся в активном выделении газообразных продуктов из МСАК при обжиге в диапазоне температур 680-800°С и за счет разложения кальцинированной соды (Nа2СО3) с выделением углекислого газа (СO2) в присутствии каустической соды (NaOH). При этом каустическая сода (NaOH) выступает в роли катализатора плавления и разложения кальцинированной соды (Nа2СО3), а вспучивание сырьевой смеси обеспечивается в основном за счет выделения углекислого газа, а не паров воды. Кроме того, введение кальцинированной соды в сырьевую смесь в виде вспененной массы позволяет на выходе из смесителя получить улучшенную однородную структуру сырьевой смеси. Разработанный технологический процесс является универсальным, поскольку позволяет осуществлять производство как формованных разногабаритных изделий, так и насыпных материалов с условной формой гранул, таких как керамзит.The developed method for producing CONPASIT, a lightweight ceramic heat-insulating and heat-insulating structural building material, is based on the properties of natural raw materials containing active silica (ISAA), such as tripoli, diatomite or flask, consisting in the active release of gaseous products from ISAA during firing in the temperature range 680-800 ° C and due to the decomposition of soda ash (Na 2 CO 3 ) with the release of carbon dioxide (CO 2 ) in the presence of caustic soda (NaOH). At the same time, caustic soda (NaOH) acts as a catalyst for the melting and decomposition of soda ash (Na 2 CO 3 ), and the swelling of the raw material mixture is provided mainly by the release of carbon dioxide, and not water vapor. In addition, the introduction of soda ash into the raw material mixture in the form of a foamed mass allows an improved homogeneous structure of the raw material mixture to be obtained at the outlet of the mixer. The developed technological process is universal, since it allows the production of both molded multi-sized products, and bulk materials with a conventional granule shape, such as expanded clay.
Изготовление пористого керамического теплоизоляционно-конструкционного строительного материала из кремнеземсодержащего сырья является технологическим процессом, оказывающим ощутимую нагрузку на экологию в силу применения порошкообразных материалов, склонных к образованию взвеси мельчайших частиц в атмосфере. В этой связи к указанным производствам предъявляются повышенные жесткие санитарно-гигиенические требования. В соответствии с изобретением указанная проблема решается путем оптимизации степени влажности как исходных компонентов, так и сырьевой смеси в процессе ее переработки. Материалы, склонные к пылеобразованию в процессе обращения с ними, согласно способу увлажняют до степени, когда они утрачивают летучесть вплоть до превращения их в водные растворы, так, например, каустическую соду и кальцинированную соду вводят в смеситель в виде водных растворов, поскольку в порошкообразном виде они просто опасны.The manufacture of porous ceramic heat-insulating structural building material from silica-containing raw materials is a technological process that puts a significant strain on the environment due to the use of powdered materials, prone to the formation of suspended particles in the atmosphere. In this regard, increased rigorous sanitary and hygienic requirements are imposed on these industries. In accordance with the invention, this problem is solved by optimizing the degree of humidity of both the starting components and the raw material mixture during its processing. Materials prone to dust formation during handling, according to the method, moisten to the extent that they lose volatility until they turn into aqueous solutions, for example, caustic soda and soda ash are introduced into the mixer in the form of aqueous solutions, since in powder form they are simply dangerous.
Техническое решение иллюстрировано чертежом.The technical solution is illustrated in the drawing.
На чертеже представлена принципиальная технологическая схема производства керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала «КОНПАЗИТ» мощностью до 100 тыс. м3 в год с указанием типа и наименования технологического оборудования, существующего в настоящее время и реализуемого в виде производственной линии непрерывного действия.The drawing shows a schematic flow diagram of the production of ceramic heat-insulating and heat-insulating structural material "KONPAZIT" with a capacity of up to 100 thousand m 3 per year, indicating the type and name of technological equipment that currently exists and is implemented as a continuous production line.
В соответствии с представленной технологической схемой производство керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала «КОНПАЗИТ» осуществляется следующим образом.In accordance with the presented technological scheme, the production of ceramic heat-insulating and heat-insulating structural material “CONPASIT” is carried out as follows.
Исходный кремнеземсодержащий компонент, а именно природные сырьевые материалы: диатомит, или трепел, или опоку, или смесь трепела с опокой, содержащие активный кремнезем (МСАК), со склада или непосредственно из карьера посредством грейферного крана загружается в питатель или питатели МА4-003 ИПД21, откуда посредством ленточного конвейера поступает на предварительную обработку, осуществляемую посредством камневыделительных вальцов ВК-1 для удаления труднодробимых включений. Предварительная обработка кремнеземсодержащего компонента на камневыделительных вальцах позволяет существенно интенсифицировать в нем активный кремнезем. Подготовленный таким образом МСАК подсушивается в сушильном барабане или мельнице-сушилке до остаточной влажности 18-24%, обрабатывается в стержневом смесителе до максимальной крупности частиц 3 мм, а затем посредством весового дозатора загружается в смеситель периодического действия. Одновременно в смеситель периодического действия посредством параллельных независимых ниток линии, состоящих, соответственно, из приемного бункера каустической соды (NaOH) и приемного бункера кальцинированной соды (Nа2СО3), снабженных шнековыми конвейерами и весовыми дозаторами, загружают щелочной компонент, состоящий из каустической соды и кальцинированной соды в соотношении 1,0-1,1/0,5-1,0. При этом каустическя сода (NaOH) вводится из соответствующей емкости через весовой дозатор в смеситель периодического действия в виде 46% водного раствора. Параллельно, кальцинированная сода (Nа2СО3) из расходного бункера через соответствующий весовой дозатор подается в смеситель-пенообразователь, туда же одновременно подается вода и пенообразователь, например моющее средство типа «Fairy». Вспенивание кальцинированной соды (Nа2СО3) таким образом осуществляют в смесителе-пенообразователе в 1,0-1,5% водном растворе пенообразователя, а затем вводят в смеситель периодического действия. Соотношение каустической и кальцинированной соды в щелочном компоненте зависит от содержания активного кремнезема в исходном МСАК. Немаловажное значение имеет и тот факт, что рыночная стоимость кальцинированной соды в 2 раза ниже стоимости каустической соды. Смешение кремнеземсодержащего компонента и щелочного компонента осуществляют в течение 3-5 минут с обеспечением содержания массовой доли в обожженном материале каустической соды (NaOH) 6-12% и кальцинированной соды (Na2CO3) 6-10%. Содержание в сырьевой смеси каустической соды не более 12% и влажности сырьевой смеси до 35% обеспечивает ее достаточную сыпучесть и исключает налипание на механизмы смесителя.The initial silica-containing component, namely, natural raw materials: diatomite, or tripoli, or flask, or tripoli mixture with flask containing active silica (MCAA), is loaded from the warehouse or directly from the quarry into the feeder or feeders MA4-003 IPD21, from where, through a conveyor belt, it enters the preliminary processing carried out by means of VK-1 stone-separating rollers to remove intractable inclusions. Pretreatment of the silica-containing component on the stone extraction rollers can significantly intensify active silica in it. Thus prepared MCAA is dried in a drying drum or a mill-dryer to a residual moisture content of 18-24%, processed in a core mixer to a maximum particle size of 3 mm, and then loaded into a batch mixer using a weight batcher. At the same time, an alkaline component consisting of caustic soda is loaded into the batch mixer by means of parallel independent line threads consisting, respectively, of a caustic soda (NaOH) hopper and soda ash (Na 2 CO 3 ) hopper, equipped with screw conveyors and weighing batchers. and soda ash in the ratio of 1.0-1.1 / 0.5-1.0. In this case, caustic soda (NaOH) is introduced from the corresponding container through a weighing batcher into a batch mixer in the form of a 46% aqueous solution. At the same time, soda ash (Na 2 CO 3 ) from the feed hopper is fed into the mixer-foaming agent through the corresponding weighing batcher, and water and the foaming agent, for example, Fairy type detergent, are simultaneously fed there. Foaming of soda ash (Na 2 CO 3 ) is thus carried out in a mixer-foaming agent in a 1.0-1.5% aqueous solution of a foaming agent, and then introduced into the batch mixer. The ratio of caustic and soda ash in the alkaline component depends on the content of active silica in the initial MCAA. Equally important is the fact that the market value of soda ash is 2 times lower than the cost of caustic soda. The mixture of the silica-containing component and the alkaline component is carried out for 3-5 minutes to ensure the content of the mass fraction in the calcined material of caustic soda (NaOH) 6-12% and soda ash (Na 2 CO 3 ) 6-10%. The content of caustic soda in the feed mixture is not more than 12% and the moisture content of the feed mixture up to 35% ensures its sufficient flowability and eliminates sticking to the mixer mechanisms.
Полученную готовую сырьевую смесь выгружают из смесителя и посредством питателя УМАТП-22 отправляют на гомогенизацию в шнековый пресс-гранулятор (СМК-506), обеспечивающий в непрерывном цикле высокую производительность и стабильные гранулометрические параметры материала. Существующее шнекпрессовое оборудование оснащается фильтрующей решеткой с размером ячеек 10-25 мм.The resulting finished raw material mixture is unloaded from the mixer and, through the UMATP-22 feeder, is sent for homogenization to the screw press granulator (SMK-506), which ensures high productivity and stable particle size distribution in a continuous cycle. Existing screw press equipment is equipped with a filter grate with a mesh size of 10-25 mm.
Для сокращения продолжительности обжига изделий в формах, обеспечения размалываемости материала в порошок до размера частиц менее 0,1 мм полученную в шнековом прессе гранулированную сырьевую смесь отправляют посредством ленточного конвейера на предварительный обжиг во вращающуюся печь длиной 40-60 м при температуре 550-650°С. После охлаждения в барабанном холодильнике осуществляется окончательная гомогенизация и помол гранул для получения порошка с максимальным размером частиц менее 0,1 мм в стержневом смесителе СК-09 или в шаровой мельнице (см. книгу «Керамические стеновые материалы: оптимизация их физико-технических свойств и технологических параметров производства», В.А.Кондратенко, Москва, Композит, 2005 г., стр.120, 356-357). Для исключения пыления и улучшения размалываемости в стержневом смесителе или в шаровой мельнице обожженные гранулы увлажняют до влажности 5-7%. При влажности 5-7-% сырьевых шихт, содержащих МСАК и щелочесодержащие компоненты, стержневые смесители и шаровые мельницы работают стабильно, при этом исключается пыление в производственном помещении и улучшаются санитарно-гигиенические условия производства.To reduce the duration of firing products in molds, to ensure the milling of the material into powder to a particle size of less than 0.1 mm, the granular raw mix obtained in a screw press is sent via a conveyor belt for preliminary firing to a rotary kiln 40-60 m long at a temperature of 550-650 ° C . After cooling in a drum refrigerator, the final homogenization and grinding of granules is carried out to obtain a powder with a maximum particle size of less than 0.1 mm in a SK-09 rod mixer or in a ball mill (see the book “Ceramic wall materials: optimization of their physical and technical properties and technological production parameters ”, V.A. Kondratenko, Moscow, Composite, 2005, p. 120, 356-357). To exclude dusting and improve grindability in a core mixer or ball mill, the fired granules are moistened to a moisture content of 5-7%. At a moisture content of 5-7-% of raw materials containing ISAA and alkali-containing components, rod mixers and ball mills work stably, while dusting in the production room is eliminated and sanitary and hygienic conditions of production are improved.
Полученным размолотым порошком заполняют металлические формы изделий, при этом форма и размеры изделий могут быть самыми разнообразными от простых с размером несколько сантиметров до сложных, с размером в несколько метров. Формы отправляют на обжиг в туннельную печь, где нагревают до температуры 680-800°С, при которой происходит вспучивание. Подъем температуры в туннельной печи осуществляют до 650°С со скоростью 100-120°С/час, подъема температуры от 650°С до максимальной (680-800°С) со скоростью 15-25°С/час.The obtained ground powder is used to fill the metal forms of the products, while the shape and size of the products can be very diverse from simple ones with a size of a few centimeters to complex ones with a size of several meters. The forms are sent for firing in a tunnel kiln, where they are heated to a temperature of 680-800 ° C, at which expansion occurs. The temperature rise in the tunnel furnace is carried out up to 650 ° C at a speed of 100-120 ° C / hour, the temperature is raised from 650 ° C to the maximum (680-800 ° C) at a speed of 15-25 ° C / hour.
Затем в туннельной печи последовательно осуществляют изотермическую выдержку при максимальной температуре в течение 1-3 часов, охлаждение от максимальной температуры до 600°С со скоростью 30-50°С/час и от 600 до 50°С со скоростью 50-60°С/час. Современные туннельные печи обладают определенной температурной инерционностью и точностью контроля температуры, исходя из которых и определены температурные режимы обжига. После обжига формы обжигаемых изделий вынимают из печи, остужают до температуры окружающей среды, посредством электропередаточной тележки передают на пост расформовки изделий, где готовый материал извлекают из форм и отправляют на склад готовой продукции.Then, in a tunnel furnace, isothermal aging is carried out sequentially at a maximum temperature for 1-3 hours, cooling from a maximum temperature to 600 ° C at a speed of 30-50 ° C / h and from 600 to 50 ° C at a speed of 50-60 ° C / hour. Modern tunnel kilns have a certain temperature inertia and accuracy of temperature control, based on which the temperature regimes of firing are determined. After firing, the forms of the products to be fired are taken out of the furnace, cooled to ambient temperature, transferred to the post for forming products by means of an electric transfer trolley, where the finished material is removed from the forms and sent to the finished goods warehouse.
Таким образом, все отличительные от прототипа признаки способа получения легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного строительного материала «КОНПАЗИТ» как общие, так и частные, направлены на получение технического результата, а именно обеспечение возможности производства на существующем в настоящее время технологическом оборудовании с обеспечением хороших санитарно-гигиенических условий производства.Thus, all the features distinct from the prototype of the method for producing the lightweight ceramic heat-insulating and heat-insulating structural building material “CONPASIT”, both general and private, are aimed at obtaining a technical result, namely, ensuring the possibility of production on existing technological equipment with ensuring good sanitary and hygienic conditions of production.
Возможность реализации способа получения легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного строительного материала подтверждается следующими примерами.The possibility of implementing a method of obtaining a lightweight ceramic heat-insulating and heat-insulating structural building material is confirmed by the following examples.
Пример 1Example 1
В качестве кремнеземсодержащего компонента взят трепел Дабужского месторождения Калужской области, химический состав которого представлен в таблице 1.Tripoli from the Dabuzhskoye deposit in the Kaluga Region, the chemical composition of which is presented in Table 1, was taken as a silica-containing component.
Трепел с карьерной влажностью 42% обрабатывали на камневыделительных вальцах. Подготовленный таким образом МСАК подсушивали до остаточной влажности 18-24%, обрабатывали в стержневом смесителе до максимальной крупности частиц 3 мм, а затем посредством весового дозатора загружали в смеситель периодического действия. Одновременно в смеситель периодического загружали щелочной компонент, состоящий из каустической соды (NaOH) и кальцинированной соды (Nа2СО3). При этом щелочь (NaOH) вводилась в виде 46%-ного раствора, а сода (Nа2СО3) - в виде вспененной с пенообразователем массы. Содержание щелочи (NaOH) в сырьевой смеси в пересчете на обожженную продукцию составляло 12%, а соды (Nа2СО3) 10%. Влажность сырьевой смеси составляла 30,5%. При этом она имела достаточную сыпучесть и не налипала на механизмы мешалки. Предварительно перемешанную сырьевую смесь извлекали из мешалки и с целью ее гомогенизации обрабатывали в шнековом прессе с фильтрующей решеткой. При обработке смеси в шнековом прессе выходящие из пресса гранулы имели хорошую однородность. Гранулы обжигали при температуре 600°С, увлажняли до 5% и затем размалывали до основной фракции менее 0,1 мм в шаровой мельнице. Измельченными частицами силикатной массы заполнили прямоугольную металлическую форму размерами 250×120×65 мм и поместили в муфельную печь. Силикатную массу нагрели до 650°С в течение 4 часов, затем температуру в печи подняли до 680°С в течение 6 часов и температуру в печи выдержали при 680°С в течение 1 часа. Затем отключили нагревательный элемент печи и дали материалу в течение 10 часов охладиться естественным образом в закрытой печи до температуры 50°С, после чего вспучившийся образец был извлечен из формы.Tripoli with a career humidity of 42% was processed on stone-separating rollers. Thus prepared MASK was dried to a residual moisture content of 18-24%, processed in a rod mixer to a maximum particle size of 3 mm, and then loaded into a batch mixer using a weight batcher. At the same time, an alkaline component consisting of caustic soda (NaOH) and soda ash (Na 2 CO 3 ) was loaded into the batch mixer. In this case, alkali (NaOH) was introduced in the form of a 46% solution, and soda (Na 2 CO 3 ) was introduced in the form of a foam mass with a foaming agent. The alkali content (NaOH) in the raw mix in terms of calcined products was 12%, and soda (Na 2 CO 3 ) 10%. The moisture content of the raw mix was 30.5%. Moreover, it had sufficient flowability and did not adhere to the mixer mechanisms. The pre-mixed raw material mixture was removed from the mixer and, in order to homogenize it, was processed in a screw press with a filter grate. When processing the mixture in a screw press, the granules exiting the press had good uniformity. The granules were fired at a temperature of 600 ° C, moistened to 5% and then ground to a main fraction of less than 0.1 mm in a ball mill. Shredded particles of silicate mass filled a rectangular metal mold with dimensions of 250 × 120 × 65 mm and placed in a muffle furnace. The silicate mass was heated to 650 ° C for 4 hours, then the temperature in the furnace was raised to 680 ° C for 6 hours and the temperature in the furnace was kept at 680 ° C for 1 hour. Then, the heating element of the furnace was turned off and the material was allowed to naturally cool in a closed furnace to a temperature of 50 ° C for 10 hours, after which the intumescent sample was removed from the mold.
Охлажденный образец полученного строительного материала размером 250×120×65 мм был извлечен из формы и разрезан на несколько частей. Структура материала однородная, пористость материала равномерная, отсутствуют пустоты и уплотнения. Размер пор до 3 мм. Плотность 150 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,055 Вт/м°С, прочность при сжатии 18 кгс/см2. Полученный легковесный керамический строительный материал относится к теплоизоляционным строительным материалам. Материал может эффективно использоваться для тепловой изоляции конструкций зданий и сооружений, различных промышленных установок, аппаратуры, холодильников, трубопроводов и транспортных средств, в том числе для изготовления как мелкоразмерных, так и крупноразмерных изделий, таких как блоки, плиты, панели и т.п.The cooled sample of the obtained building material with a size of 250 × 120 × 65 mm was removed from the mold and cut into several parts. The structure of the material is uniform, the porosity of the material is uniform, there are no voids and seals. Pore size up to 3 mm. Density 150 kg / m 3 , thermal conductivity coefficient 0,055 W / m ° С, compressive strength 18 kgf / cm 2 . The resulting lightweight ceramic building material relates to heat-insulating building materials. The material can be effectively used for thermal insulation of structures of buildings and structures, various industrial plants, equipment, refrigerators, pipelines and vehicles, including for the manufacture of both small-sized and large-sized products, such as blocks, plates, panels, etc.
Пример 2Example 2
Сырьевая смесь приготовлена из тех же компонентов, что и в примере 1. МСАК с карьерной влажностью 40% обрабатывали на камневыделительных вальцах. Подготовленный таким образом МСАК подсушивали до остаточной влажности 20%, обрабатывали в стержневом смесителе до максимальной крупности частиц 3 мм, а затем загружали в смеситель периодического действия. Одновременно в смеситель загружали щелочной компонент, состоящий из каустической соды и кальцинированной соды. При этом щелочь (NaOH) вводилась в виде 46%-ного раствора, а сода (Nа2СО3) - в виде вспененной с пенообразователем массы. Содержание щелочи (NaOH) в сырьевой смеси в пересчете на обожженную продукцию составляло 10%, а соды (Nа2СО3) 8%. Влажность сырьевой смеси составляла до 31,5%. При этом она имела достаточную сыпучесть и не налипала на механизмы мешалки. Предварительно перемешанную сырьевую смесь извлекали из мешалки и с целью ее гомогенизации обрабатывали в шнековом прессе с фильтрующей решеткой. При обработке смеси в шнековом прессе выходящие из пресса гранулы имели хорошую однородность. Гранулы обжигали при температуре 650°С, увлажняли до 6% и затем размалывали до основной фракции менее 0,1 мм в шаровой мельнице. Измельченными частицами силикатной массы заполнили прямоугольную металлическую форму размерами 200×200×400 мм и поместили в муфельную печь. Силикатную массу нагрели до 650°С в течение 3 часов, затем температуру в печи подняли до 720°С в течение 5 часов и температуру в печи выдержали при 720°С в течение 2 часов. Затем отключили нагревательный элемент печи и дали материалу в течение 10 часов охладиться естественным образом в закрытой печи до температуры 50°С, после чего вспучившийся образец был извлечен из формы.The raw material mixture was prepared from the same components as in example 1. MCAA with a career humidity of 40% was processed on stone-separating rollers. Thus prepared MASK was dried to a residual moisture content of 20%, processed in a core mixer to a maximum particle size of 3 mm, and then loaded into a batch mixer. At the same time, an alkaline component consisting of caustic soda and soda ash was loaded into the mixer. In this case, alkali (NaOH) was introduced in the form of a 46% solution, and soda (Na 2 CO 3 ) was introduced in the form of a foam mass with a foaming agent. The alkali content (NaOH) in the raw mix in terms of calcined products was 10%, and soda (Na 2 CO 3 ) 8%. The moisture content of the raw mix was up to 31.5%. However, it had sufficient flowability and did not adhere to the mixer mechanisms. The pre-mixed raw material mixture was removed from the mixer and, in order to homogenize it, was processed in a screw press with a filter grate. When processing the mixture in a screw press, the granules exiting the press had good uniformity. The granules were fired at a temperature of 650 ° C, moistened to 6%, and then ground to a main fraction of less than 0.1 mm in a ball mill. Shredded particles of silicate mass filled a rectangular metal mold with dimensions 200 × 200 × 400 mm and placed in a muffle furnace. The silicate mass was heated to 650 ° C for 3 hours, then the temperature in the furnace was raised to 720 ° C for 5 hours and the temperature in the furnace was kept at 720 ° C for 2 hours. Then, the heating element of the furnace was turned off and the material was allowed to naturally cool in a closed furnace to a temperature of 50 ° C for 10 hours, after which the intumescent sample was removed from the mold.
Охлажденный образец полученного строительного материала размером 200×200×400 мм был извлечен из формы и разрезан на несколько частей. Структура материала однородная, пористость материала равномерная, отсутствуют пустоты и уплотнения. Размер пор до 2 мм. Плотность 350 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,086 Вт/м°С, прочность при сжатии 46 кгс/см2. Полученный легковесный материал относится к теплоизоляционно-конструкционным строительным материалам. Материал может эффективно использоваться для тепловой изоляции конструкций зданий и сооружений, различных промышленных установок, в том числе для изготовления как мелкоразмерных, так и крупноразмерных изделий, таких как блоки, панели и т.п.The cooled sample of the obtained building material 200 × 200 × 400 mm in size was removed from the mold and cut into several parts. The structure of the material is uniform, the porosity of the material is uniform, there are no voids and seals. Pore size up to 2 mm. Density 350 kg / m 3 , thermal conductivity coefficient 0,086 W / m ° C, compressive strength 46 kgf / cm 2 . The resulting lightweight material relates to heat-insulating structural building materials. The material can be effectively used for thermal insulation of structures of buildings and structures, various industrial installations, including for the manufacture of both small-sized and large-sized products, such as blocks, panels, etc.
Пример 3Example 3
Сырьевая смесь приготовлена из тех же компонентов, что и в примере 1. МСАК с карьерной влажностью 39% обрабатывали на камневыделительных вальцах. Подготовленный таким образом МСАК подсушивали до остаточной влажности 24%, обрабатывали в стержневом смесителе до максимальной крупности частиц 2 мм, а затем загружали в смеситель периодического действия. Одновременно в смеситель загружали щелочной компонент, состоящий из каустической соды и кальцинированной соды. При этом щелочь (NaOH) вводилась в виде 46%-ного раствора, а сода (Nа2СО3) - в виде вспененной с пенообразователем массы. Содержание щелочи (NaOH) в сырьевой смеси в пересчете на сухую массу составляло 10%, а соды (Nа2СО3) 6%. Влажность сырьевой смеси составляла до 29,5%. При этом она имела достаточную сыпучесть и не налипала на механизмы мешалки. Предварительно перемешанную сырьевую смесь извлекали из мешалки и с целью ее гомогенизации обрабатывали в шнековом прессе с фильтрующей решеткой. При обработке смеси в шнековом прессе выходящие из пресса гранулы имели хорошую однородность. Гранулы обжигали при температуре 630°С, увлажняли до 5% и затем размалывали до основной фракции менее 0,1 мм в стержневом смесителе. Измельченными частицами силикатной массы заполнили металлическую форму размерами 1500×3000×300 мм и поместили печь. Силикатную массу нагрели до 650°С в течение 8 часов, затем температуру в печи подняли до 740°С в течение 8 часов и температуру в печи выдержали при 740°С в течение 3 часов. Затем отключили нагревательный элемент печи и дали материалу в течение 12 часов охладиться естественным образом в закрытой печи до температуры 50°С, после чего вспучившийся образец панели был извлечен из формы.The raw material mixture was prepared from the same components as in example 1. MCAA with a career humidity of 39% was processed on stone-separating rollers. Thus prepared MASA was dried to a residual moisture content of 24%, processed in a rod mixer to a maximum particle size of 2 mm, and then loaded into a batch mixer. At the same time, an alkaline component consisting of caustic soda and soda ash was loaded into the mixer. In this case, alkali (NaOH) was introduced in the form of a 46% solution, and soda (Na 2 CO 3 ) was introduced in the form of a foam mass with a foaming agent. The alkali content (NaOH) in the raw mix in terms of dry weight was 10%, and soda (Na 2 CO 3 ) 6%. The moisture content of the raw mix was up to 29.5%. However, it had sufficient flowability and did not adhere to the mixer mechanisms. The pre-mixed raw material mixture was removed from the mixer and, in order to homogenize it, was processed in a screw press with a filter grate. When processing the mixture in a screw press, the granules exiting the press had good uniformity. The granules were fired at a temperature of 630 ° C, moistened to 5% and then milled to a basic fraction of less than 0.1 mm in a core mixer. With crushed particles of silicate mass, a metal mold with dimensions of 1500 × 3000 × 300 mm was filled and the furnace was placed. The silicate mass was heated to 650 ° C for 8 hours, then the temperature in the furnace was raised to 740 ° C for 8 hours and the temperature in the furnace was kept at 740 ° C for 3 hours. Then, the heating element of the furnace was turned off and the material was allowed to cool naturally for 12 hours in a closed furnace to a temperature of 50 ° C, after which the swollen panel sample was removed from the mold.
Охлажденный образец полученного строительного материала размером 1500×3000×300 мм был извлечен из формы и разрезан на несколько частей. Структура материала однородная, пористость материала равномерная, отсутствуют пустоты и уплотнения. Размер пор до 2 мм. Плотность 405 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,091 Вт/м°С, прочность при сжатии 56 кгс/см2. Полученный легковесный материал относится к теплоизоляционно-конструкционным строительным материалам. Материал может эффективно использоваться для тепловой изоляции конструкций зданий и сооружений, различных промышленных установок, в том числе для изготовления как мелкоразмерных, так и крупноразмерных изделий, таких как блоки, плиты, панели и т.п.A cooled sample of the obtained building material with a size of 1500 × 3000 × 300 mm was removed from the mold and cut into several parts. The structure of the material is uniform, the porosity of the material is uniform, there are no voids and seals. Pore size up to 2 mm. Density 405 kg / m 3 , thermal conductivity coefficient 0.091 W / m ° C, compressive strength 56 kgf / cm 2 . The resulting lightweight material relates to heat-insulating structural building materials. The material can be effectively used for thermal insulation of structures of buildings and structures, various industrial installations, including for the manufacture of both small-sized and large-sized products, such as blocks, plates, panels, etc.
Пример 4Example 4
В качестве кремнеземсодержащего компонента взят диатомит Потанинского месторождения, химический состав которого представлен в таблице 2.The diatomite of the Potaninsky deposit, the chemical composition of which is presented in table 2, was taken as a silica-containing component.
Диатомит с влажностью 43% обрабатывали на камневыделительных вальцах. Подготовленный таким образом МСАК подсушивали до остаточной влажности 23%, обрабатывали в стержневом смесителе до максимальной крупности частиц 2 мм, а затем загружали в смеситель периодического действия. Одновременно в смеситель загружали щелочной компонент, состоящий из каустической соды и кальцинированной соды. При этом щелочь (NaOH) вводилась в виде 46%-ного раствора, а сода (Nа2СО3) - в виде вспененной с пенообразователем массы. Содержание щелочи (NaOH) в сырьевой смеси в пересчете на сухую массу составляло 8%, соды (Nа2СО3) также 8%. Влажность сырьевой смеси составляла до 30,5%. При этом она имела достаточную сыпучесть и не налипала на механизмы мешалки. Предварительно перемешанную сырьевую смесь извлекали из мешалки и с целью ее гомогенизации обрабатывали в шнековом прессе с фильтрующей решеткой. При обработке смеси в шнековом прессе выходящие из пресса гранулы имели хорошую однородность. Гранулы обжигали при температуре 650°С, увлажняли до 7% и затем размалывали до основной фракции менее менее 0,1 мм в стержневом смесителе. Измельченными частицами силикатной массы заполнили металлическую форму размерами 200×200×400 мм и поместили печь. Силикатную массу нагрели до 650°С в течение 5 часов, затем температуру в печи подняли до 760°С в течение 7 часов и температуру в печи выдержали при 760°С в течение 2 часов. Затем отключили нагревательный элемент печи и дали материалу в течение 10 часов охладиться естественным образом в закрытой печи до температуры 50°С, после чего вспучившийся образец панели был извлечен из формы.Diatomite with a moisture content of 43% was treated on a stone extraction roller. Thus prepared MASK was dried to a residual moisture content of 23%, processed in a rod mixer to a maximum particle size of 2 mm, and then loaded into a batch mixer. At the same time, an alkaline component consisting of caustic soda and soda ash was loaded into the mixer. In this case, alkali (NaOH) was introduced in the form of a 46% solution, and soda (Na 2 CO 3 ) was introduced in the form of a foam mass with a foaming agent. The alkali content (NaOH) in the raw mix in terms of dry weight was 8%, soda (Na 2 CO 3 ) was also 8%. The moisture content of the raw material mixture was up to 30.5%. However, it had sufficient flowability and did not adhere to the mixer mechanisms. The pre-mixed raw material mixture was removed from the mixer and, in order to homogenize it, was processed in a screw press with a filter grate. When processing the mixture in a screw press, the granules exiting the press had good uniformity. The granules were fired at a temperature of 650 ° C, moistened to 7%, and then ground to a basic fraction of less than less than 0.1 mm in a core mixer. The crushed particles of silicate mass were filled in a metal mold with dimensions 200 × 200 × 400 mm and the furnace was placed. The silicate mass was heated to 650 ° C for 5 hours, then the temperature in the furnace was raised to 760 ° C for 7 hours and the temperature in the furnace was kept at 760 ° C for 2 hours. Then the heating element of the furnace was turned off and the material was allowed to naturally cool in a closed furnace to a temperature of 50 ° C for 10 hours, after which the swollen panel sample was removed from the mold.
Охлажденный образец полученного строительного материала размером 200×200×400 мм был извлечен из формы и разрезан на несколько частей. Структура материала однородная, пористость материала равномерная, отсутствуют пустоты и уплотнения. Размер пор до 1 мм. Плотность 465 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,107 Вт/м°С, прочность при сжатии 78 кгс/см2. Полученный легковесный материал относится к теплоизоляционно-конструкционным строительным материалам. Материал может эффективно использоваться для тепловой изоляции конструкций зданий и сооружений, различных промышленных установок, в том числе для изготовления как мелкоразмерных, так и крупноразмерных изделий, таких как блоки, плиты, панели и т.п.The cooled sample of the obtained building material 200 × 200 × 400 mm in size was removed from the mold and cut into several parts. The structure of the material is uniform, the porosity of the material is uniform, there are no voids and seals. Pore size up to 1 mm. Density 465 kg / m 3 , thermal conductivity 0.107 W / m ° C, compressive strength 78 kgf / cm 2 . The resulting lightweight material relates to heat-insulating structural building materials. The material can be effectively used for thermal insulation of structures of buildings and structures, various industrial installations, including for the manufacture of both small-sized and large-sized products, such as blocks, plates, panels, etc.
Пример 5Example 5
В качестве кремнеземсодержащего компонента взята трепельно-опочная порода Фокинского месторождения химический состав которой представлен в таблице 3.As a silica-containing component, we have taken the trembling-reference rock of the Fokinsky field whose chemical composition is presented in table 3.
Трепельно-опочную породу с влажностью 34% обрабатывали на камневыделительных вальцах, Подготовленный таким образом МСАК подсушивали до остаточной влажности 18%, обрабатывали в стержневом смесителе до максимальной крупности частиц 2 мм, а затем загружали в смеситель периодического действия. Одновременно в смеситель загружали щелочной компонент, состоящий из каустической соды и кальцинированной соды. При этом щелочь (NaOH) вводилась в виде 46%-ного раствора, а сода (Na2CO3) - в виде вспененной с пенообразователем массы. Содержание щелочи (NaOH) в сырьевой смеси в пересчете на сухую массу составляло 6%, а соды (Na2CO3) 8%. Влажность сырьевой смеси составляла до 28,5%. При этом она имела достаточную сыпучесть и не налипала на механизмы мешалки. Предварительно перемешанную сырьевую смесь извлекали из мешалки и с целью ее гомогенизации обрабатывали в шнековом прессе с фильтрующей решеткой. При обработке смеси в шнековом прессе выходящие из пресса гранулы имели хорошую однородность. Гранулы обжигали при температуре 600°С, увлажняли до 6% и затем размалывали до основной фракции менее 0,1 мм в стержневом смесителе. Измельченными частицами силикатной массы заполнили металлическую форму размерами 250×120×88 мм и поместили печь. Силикатную массу нагрели до 650°С в течение 4 часов, затем температуру в печи подняли до 800°С в течение 8 часов и температуру в печи выдержали при 800°С в течение первого часа. Затем отключили нагревательный элемент печи и дали материалу в течение 12 часов охладиться естественным образом в закрытой печи до температуры 50°С, после чего вспучившийся образец панели был извлечен из формы.The trembling-flake rock with a moisture content of 34% was processed on stone-separating rollers.MASA prepared in this way was dried to a residual moisture content of 18%, processed in a core mixer to a maximum particle size of 2 mm, and then loaded into a batch mixer. At the same time, an alkaline component consisting of caustic soda and soda ash was loaded into the mixer. In this case, alkali (NaOH) was introduced in the form of a 46% solution, and soda (Na 2 CO 3 ) - in the form of a foam mass with a foaming agent. The alkali content (NaOH) in the raw mix in terms of dry weight was 6%, and soda (Na 2 CO 3 ) 8%. The moisture content of the raw mix was up to 28.5%. However, it had sufficient flowability and did not adhere to the mixer mechanisms. The pre-mixed raw material mixture was removed from the mixer and, in order to homogenize it, was processed in a screw press with a filter grate. When processing the mixture in a screw press, the granules exiting the press had good uniformity. The granules were fired at a temperature of 600 ° C, moistened to 6%, and then ground to a main fraction of less than 0.1 mm in a core mixer. The crushed particles of silicate mass were filled in a metal mold with dimensions 250 × 120 × 88 mm and the furnace was placed. The silicate mass was heated to 650 ° C for 4 hours, then the temperature in the furnace was raised to 800 ° C for 8 hours and the temperature in the furnace was kept at 800 ° C for the first hour. Then, the heating element of the furnace was turned off and the material was allowed to cool naturally for 12 hours in a closed furnace to a temperature of 50 ° C, after which the swollen panel sample was removed from the mold.
Охлажденный образец полученного строительного материала размером 250×120×88 мм был извлечен из формы и разрезан на несколько частей. Структура материала однородная, пористость материала равномерная, отсутствуют пустоты и уплотнения. Размер пор до 1 мм. Плотность 635 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,135 Вт/м°С, прочность при сжатии 168 кгс/см2. Полученный легковесный материал относится к теплоизоляционно-конструкционным строительным материалам. Материал может эффективно использоваться для тепловой изоляции конструкций зданий и сооружений, различных промышленных установок, в том числе для изготовления как мелкоразмерных, так и крупноразмерных изделий, таких как блоки, в том числе фундаментные, плиты, панели и т.п.The cooled sample of the obtained building material with a size of 250 × 120 × 88 mm was removed from the mold and cut into several parts. The structure of the material is uniform, the porosity of the material is uniform, there are no voids and seals. Pore size up to 1 mm. Density is 635 kg / m 3 , thermal conductivity coefficient is 0.135 W / m ° С, compressive strength is 168 kgf / cm 2 . The resulting lightweight material relates to heat-insulating structural building materials. The material can be effectively used for thermal insulation of structures of buildings and structures, various industrial installations, including for the manufacture of both small-sized and large-sized products, such as blocks, including foundations, plates, panels, etc.
Описанные выше примеры осуществления способа не являются исчерпывающими и приведены только с целью пояснения изобретения и подтверждения его промышленной применимости.The above-described examples of the method are not exhaustive and are given only for the purpose of explaining the invention and confirming its industrial applicability.
Достоинством изобретения является возможность изготовления с использованием описанного способа на выпускаемом и реально функционирующем в настоящее время технологическом оборудовании из доступного сырья, легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного строительного материала «КОНПАЗИТ», имеющего пониженную плотность, низкую теплопроводность и высокую прочность при сжатии, а также низкую себестоимость с достижением хороших санитарно-гигиенических условий производства.An advantage of the invention is the possibility of manufacturing using the described method on manufactured and actually functioning technological equipment from available raw materials, light-weight ceramic heat-insulating and heat-insulating structural building material “CONPASIT”, having a low density, low thermal conductivity and high compressive strength, as well as low cost with the achievement of good sanitary and hygienic conditions of production.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011126558/03A RU2473516C1 (en) | 2011-06-29 | 2011-06-29 | Method of manufacturing light-weight ceramic heat-insulating and heat-insulating-constructive material "konpasit" |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011126558/03A RU2473516C1 (en) | 2011-06-29 | 2011-06-29 | Method of manufacturing light-weight ceramic heat-insulating and heat-insulating-constructive material "konpasit" |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2473516C1 true RU2473516C1 (en) | 2013-01-27 |
Family
ID=48806874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011126558/03A RU2473516C1 (en) | 2011-06-29 | 2011-06-29 | Method of manufacturing light-weight ceramic heat-insulating and heat-insulating-constructive material "konpasit" |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2473516C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2569949C2 (en) * | 2013-07-02 | 2015-12-10 | Геннадий Дмитриевич Ашмарин | Production of construction elements from clint |
| RU2718588C1 (en) * | 2018-12-21 | 2020-04-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Method of making light ceramic heat-insulating and heat-insulating structural material |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2117647C1 (en) * | 1997-06-05 | 1998-08-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "НОМАК" | Composition for manufacturing heat-insulating material |
| RU2154618C2 (en) * | 1998-11-10 | 2000-08-20 | Капустин Федор Леонидович | Method of manufacturing heat-isolation material based on siliceous rock |
| RU2171241C2 (en) * | 1999-05-21 | 2001-07-27 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | Silicate composition for preparing heat-insulating foamed material |
| RU2274620C1 (en) * | 2004-09-27 | 2006-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный технический университет" | Raw mix for granulated heat-insulation material and a method for manufacture thereof |
| RU2363685C1 (en) * | 2008-04-02 | 2009-08-10 | Валерий Анатольевич Кузнецов | Method for production of construction material |
-
2011
- 2011-06-29 RU RU2011126558/03A patent/RU2473516C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2117647C1 (en) * | 1997-06-05 | 1998-08-20 | Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "НОМАК" | Composition for manufacturing heat-insulating material |
| RU2154618C2 (en) * | 1998-11-10 | 2000-08-20 | Капустин Федор Леонидович | Method of manufacturing heat-isolation material based on siliceous rock |
| RU2171241C2 (en) * | 1999-05-21 | 2001-07-27 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | Silicate composition for preparing heat-insulating foamed material |
| RU2274620C1 (en) * | 2004-09-27 | 2006-04-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный технический университет" | Raw mix for granulated heat-insulation material and a method for manufacture thereof |
| RU2363685C1 (en) * | 2008-04-02 | 2009-08-10 | Валерий Анатольевич Кузнецов | Method for production of construction material |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ИВАНЕНКО В.В. Строительные материалы и изделия из кремнистых пород. - Киев: Будiвельнiк, 1978, с.36, 37. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2569949C2 (en) * | 2013-07-02 | 2015-12-10 | Геннадий Дмитриевич Ашмарин | Production of construction elements from clint |
| RU2718588C1 (en) * | 2018-12-21 | 2020-04-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Method of making light ceramic heat-insulating and heat-insulating structural material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103387413B (en) | Double-foaming cellular concrete and production method thereof | |
| CN103467018B (en) | Preparation method for preparing low-density oil well cementing cement briquettes by vermiculites | |
| CN102690127B (en) | Preparation method of light wall material | |
| CN102863189A (en) | Preparation technique of waste residue composite light-weight thermal-insulation wallboard | |
| CN105152598B (en) | A kind of rack type ceramsite foam concrete and preparation method thereof | |
| CN101638918A (en) | Technology for preparing porous heat insulation plates by sintering iron tailings | |
| RU2442762C1 (en) | Way of production of lightweight ceramic heat insulating and heat insulating and constructional material | |
| RU2397967C1 (en) | Method of making semi-finished product for producing construction materials | |
| CN104086116A (en) | Nano microporous heat insulation board and preparation method thereof | |
| CN104529311A (en) | Steaming-free foam concrete, production method of steaming-free foam concrete building blocks and dedicated cutting equipment | |
| RU2403230C1 (en) | Method of obtaining granular heat insulating material | |
| RU2300506C1 (en) | Building material and the method of its production | |
| RU126328U1 (en) | INTEGRATED TECHNOLOGICAL LINE FOR PRODUCING GRANULATED HEAT-INSULATING MATERIAL | |
| RU2473516C1 (en) | Method of manufacturing light-weight ceramic heat-insulating and heat-insulating-constructive material "konpasit" | |
| RU2406708C2 (en) | Method of preparing water-resistant porous aggregate | |
| CN104909663B (en) | A kind of materials recycling phase transformation cement foaming insulation board and preparation method thereof | |
| RU62393U1 (en) | INTEGRATED TECHNOLOGICAL LINE FOR PRODUCING GRANULATED POROUS MATERIAL | |
| RU2530035C1 (en) | Method for producing lightweight ceramic heat-insulating building material | |
| CN103936387B (en) | A kind of preparation method of light flyash base thermal insulation material | |
| CN105622157A (en) | Foamed ceramics insulation board and preparation method thereof | |
| RU2563867C1 (en) | Combined system of process lines for production of granulated glass foam, granulated glass foam ceramic material and inorganic granulated foam material | |
| RU129098U1 (en) | TECHNOLOGICAL LINE FOR PRODUCING GRANULATED FOAM-CERAMIC MATERIAL | |
| CN107857565A (en) | A kind of technique of raw material semidry method grain production foamed ceramic | |
| CN106348729A (en) | Production method of environment-friendly lightweight brick | |
| RU2671582C1 (en) | Method of producing heat-insulating material - foam glass and mixture for production thereof |