RU2601352C1 - Способ модификации грубого волокна из техногенных отходов для производства строительной фибры - Google Patents
Способ модификации грубого волокна из техногенных отходов для производства строительной фибры Download PDFInfo
- Publication number
- RU2601352C1 RU2601352C1 RU2015124325/03A RU2015124325A RU2601352C1 RU 2601352 C1 RU2601352 C1 RU 2601352C1 RU 2015124325/03 A RU2015124325/03 A RU 2015124325/03A RU 2015124325 A RU2015124325 A RU 2015124325A RU 2601352 C1 RU2601352 C1 RU 2601352C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fiber
- fibre
- production
- construction
- industrial wastes
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
- C03C13/06—Mineral fibres, e.g. slag wool, mineral wool, rock wool
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии получения строительной фибры из техногенных отходов. Технический результат заключается в повышении адгезионных характеристик получаемого волокна. Способ получения строительной фибры из техногенных отходов путем подачи минералов в плавильную печь, получения расплава, его гомогенизации и вытягивания непрерывных волокон из фильер питателя с последующей рубкой без предварительной намотки, причем обработку волокна низкотемпературной плазмой производят в высокотемпературной зоне, примыкающей к зоне выхода из фильер. 1 ил.
Description
Изобретение относится к технологии получения строительной фибры из техногенных отходов для дисперсного армирования в целях упрочнения и повышения в несколько раз стойкости фибробетона (по сравнению с железобетоном) к растрескиванию, изгибающим и разрывным нагрузкам, создания необходимого запаса прочности и сохранению целостности конструкции при сквозных трещинах, а также для значительного уменьшения массы строительных конструкций.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ получения фибры путем подачи базальтовой породы в плавильную печь, содержащую указанные компоненты в следующих количествах, мас. %: SiO2 - 48,4; Al2O3 - 12,6; Fe2O3 - 14,6; FeO - 11,9; CaO - 6,2; MgO - 4,8; Na2O - 1,0; K2O - 0,5. Последующего нагрева породы до температуры плавления и вытягивание с получением непрерывного волокна диаметром 20-400 мкм [1].
Недостатком данного способа является необходимость непрерывной намотки первичной нити намоточным агрегатом. При такой толщине волокна возможно частная остановка оборудования вследствие ее обрыва, намоточный агрегат значительно увеличивает стоимость готового продукта. Стекловидная поверхность фибры при данным способе не обеспечивает ее эффективную работу в бетоне вследствие недостаточной адгезии фибры к бетонной матрице.
Известен способ модификации поверхности углеродного волокна, включающий в себя две стадии обработки эпоксидной смолой с последующей промывкой в специальном устройстве и сушкой при высоких температурах в сушилках [2].
Недостатком известного способа модификации поверхности волокна является высокая потеря волокон во время технологических операций и снижение их прочности после температурной обработки, большой объем энергозатрат при массовом производстве.
Известен способ модификации поверхности базальтового волокна, включающий придание сложной формы поверхности за счет травления кислотой, формирование на поверхности базальтового волокна группы Si-OH через окислительные реакции и затем депонирование Fe<3+> ионов на поверхности базальтового волокна носителя с помощью катион способа осаждения [3].
Недостатками известного способа являются нестабильность поверхности волокна, перманентные окислительно-восстановительные реакции на его поверхности, уменьшение прочности базальтового волокна вследствие травления кислотой.
Известен способ производства минеральных волокон путем подачи смеси из порошкообразного минерального сырья и воздуха в модуль расплава, оборудованный плазмотроном. Данное устройство содержит графитовый электрод и катод, вмонтированные в дно модуля. Воздействие плазменной струей на минеральное сырье и расплав обеспечивает равномерную вязкость до момента вытягивания волокон [4].
Недостатком известного способа является отсутствие воздействия плазмы на фибру, плазменный поток воздействует исключительно на минеральный расплав, что может достигаться другими способами, а качество поверхности фибры не отличается от фибры, полученной стандартными способами.
В основу изобретения поставлена задача использовать при изготовлении неорганического волокна квалифицированные техногенные отходы различного металлургического производства, например никелевого, титанового и горнодобывающего, например асбестового, производства.
Оптимальное сочетание температурных режимов плавильной печи химического состава материалов для изготовления волокна позволяет заменить материал фильерного блока с платиноиридиевого сплава на жаропрочные стали.
Уменьшение количества технологических операций при производстве фибры из грубого волокна позволяет значительно сократить количество и стоимость технологического оборудования.
В основу изобретения также положена задача модификации поверхности минерального волокна низкотемпературной плазмой для увеличения адгезионных свойств фибры к бетонной матрице.
Поставленная задача достигается тем, что в способе получения неорганического волокна путем подачи минералов в плавильную печь, получения расплава, его гомогенизации, подачи в зону формирования волокна для вытягивания его из расплава используют отходы металлургического производства, например шлак никелевого производства, титаномагнетитовые пески, а также отходы горнодобывающей промышленности - серпентиниты, а диапазон диаметра грубого волокна составляет 50-350 мкм.
Поставленная задача решается также тем, что в технологическую схему производства, в высокотемпературной зоне, непосредственно примыкающей к зоне выхода волокна из фильерного блока, встраивается блок обработки поверхности грубого волокна низкотемпературной плазмой с рабочим напряжением в электродной системе 50-75 кВ.
Благодаря указанному способу изменяется схема производства фибры (рисунок 1), концептуально решаются вопросы массового экономически выгодного производства армирующих волокон различного состава и требуемых свойств, в том числе химически стойких, водостойких и др. Для применения на ГТС, в промышленном и гражданском строительстве.
Основными преимуществами разработанных концептуальных технологических решений производства грубой фибры является повышение производительности, отказ за счет организации непрерывного производства фибры от использования группы технологических операций и соответствующих видов оборудования, что ориентировочно снижает стоимость технологического оборудования специализированного производства фибры на 90% по сравнению со стоимостью оборудования традиционного производства тонкого базальтового волокна.
Дополнительными преимуществами разработанных концептуальных технологических решений являются:
- значительное расширение ассортимента материалов для производства грубого волокна (использование квалифицированных крупнотоннажных техногенных отходов черной и цветной металлургии и горнодобывающей промышленности) за счет снятия ограничений, накладываемых платиновыми материалами фильерных блоков;
- повышение адгезионных характеристик получаемого волокна за счет модификации поверхности волокон низкотемпературной плазмой и исключения использования замасливателей;
- резкое снижение брака;
- использование трудноутилизируемых отходов;
- снижение стоимости готовой продукции (фибры).
Кроме того, экспериментальная проверка введения модифицированной фибры в бетон показала увеличение основных показателей качества бетона, таких как прочность на сжатие и прочность при изгибе в среднем на 10-15%.
Способ получения фибры путем подачи минералов в плавильную печь, получения расплава, его гомогенизации и вытягивания непрерывных волокон из фильер питателя с последующей рубкой без предварительной намотки отличается тем, что в качестве минералов берут техногенные отходы.
Предложен способ получения фибры путем подачи минералов в плавильную печь, где обработка волокна низкотемпературной плазмой для повышения эффекта модификации поверхности волокна производится в высокотемпературной зоне, примыкающей к зоне выхода из фильер. Рабочее напряжение на электродной системе составляет 50-75 кВ, режим работы блока обработки низкотемпературной плазмой частотно-импульсный квазинепрерывный.
Источники информации
1. RU №2418752.
2. CN103757924(A).
3. CN102887575(A).
4. RU №2355651.
Claims (1)
- Способ получения строительной фибры из техногенных отходов путем подачи минералов в плавильную печь, получения расплава, его гомогенизации и вытягивания непрерывных волокон из фильер питателя с последующей рубкой без предварительной намотки, отличающийся тем, что обработку волокна низкотемпературной плазмой производят в высокотемпературной зоне, примыкающей к зоне выхода из фильер.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015124325/03A RU2601352C1 (ru) | 2015-06-23 | 2015-06-23 | Способ модификации грубого волокна из техногенных отходов для производства строительной фибры |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015124325/03A RU2601352C1 (ru) | 2015-06-23 | 2015-06-23 | Способ модификации грубого волокна из техногенных отходов для производства строительной фибры |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2601352C1 true RU2601352C1 (ru) | 2016-11-10 |
Family
ID=57277882
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015124325/03A RU2601352C1 (ru) | 2015-06-23 | 2015-06-23 | Способ модификации грубого волокна из техногенных отходов для производства строительной фибры |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2601352C1 (ru) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4199336A (en) * | 1978-09-25 | 1980-04-22 | Corning Glass Works | Method for making basalt glass ceramic fibers |
SU967273A3 (ru) * | 1977-07-11 | 1982-10-15 | Нитто Босеки Ко.Лтд (Фирма) | Устройство дл получени рубленных пучков из стекловолокна |
RU2035409C1 (ru) * | 1991-05-05 | 1995-05-20 | Научно-исследовательский институт строительных материалов при Томском инженерно-строительном институте | Способ получения минерального волокна |
RU2118949C1 (ru) * | 1996-07-26 | 1998-09-20 | Виктор Федорович КИБОЛ | Способ и состав для получения неорганического волокна |
UA40669U (ru) * | 2008-10-09 | 2009-04-27 | Киевский Национальный Университет Технологий И Дизайна | Игла вязальной машины |
UA93813C2 (ru) * | 2010-02-25 | 2011-03-10 | Кахабери Бакурадзе | Композиция для изготовления минерального волокна |
CN103757924A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-30 | 张月婵 | 一种用于碳纤维表面改性的装置 |
-
2015
- 2015-06-23 RU RU2015124325/03A patent/RU2601352C1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU967273A3 (ru) * | 1977-07-11 | 1982-10-15 | Нитто Босеки Ко.Лтд (Фирма) | Устройство дл получени рубленных пучков из стекловолокна |
US4199336A (en) * | 1978-09-25 | 1980-04-22 | Corning Glass Works | Method for making basalt glass ceramic fibers |
RU2035409C1 (ru) * | 1991-05-05 | 1995-05-20 | Научно-исследовательский институт строительных материалов при Томском инженерно-строительном институте | Способ получения минерального волокна |
RU2118949C1 (ru) * | 1996-07-26 | 1998-09-20 | Виктор Федорович КИБОЛ | Способ и состав для получения неорганического волокна |
UA40669U (ru) * | 2008-10-09 | 2009-04-27 | Киевский Национальный Университет Технологий И Дизайна | Игла вязальной машины |
UA93813C2 (ru) * | 2010-02-25 | 2011-03-10 | Кахабери Бакурадзе | Композиция для изготовления минерального волокна |
CN103757924A (zh) * | 2013-12-31 | 2014-04-30 | 张月婵 | 一种用于碳纤维表面改性的装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101811824B (zh) | 一种超细玻璃棉的生产方法 | |
CN101857394B (zh) | 一种超细玻璃棉制品的生产方法 | |
Kim et al. | Applicability of gold tailings, waste limestone, red mud, and ferronickel slag for producing glass fibers | |
CN103964697B (zh) | 一种高耐碱性玄武岩纤维组合物及其应用方法 | |
UA110124C2 (uk) | Сировина для одержання базальтових волокон | |
WO2007136360A1 (fr) | Composition et procédé pour produire une fibre de basalte continue | |
Meng et al. | Preparation and characterization of continuous basalt fibre with high tensile strength | |
CN109956675B (zh) | 一种玄武岩纤维的制备方法 | |
CN104496189B (zh) | 一种以粉煤灰和淡化河沙为原料的无硼高性能玻璃纤维及其制备方法 | |
CN101215079A (zh) | 耐碱玻璃纤维的生产方法 | |
CN104478223B (zh) | 一种高性能玻璃纤维 | |
CN106007369A (zh) | 一种增强型玻璃纤维组合物 | |
Zhang et al. | Preparation, thermal stability and mechanical properties of inorganic continuous fibers produced from fly ash and magnesium slag | |
Dou et al. | Effect of TiO2 on preparation condition, mechanical properties and alkali resistance of continuous basalt fibers | |
Zhao et al. | Investigation on slag fiber characteristics: Mechanical property and anti-corrosion performance | |
RU2601352C1 (ru) | Способ модификации грубого волокна из техногенных отходов для производства строительной фибры | |
Sun et al. | Experimental study on dynamic mechanical properties of 3D printed cement-based materials under splitting tension after high temperature | |
JP2015003842A5 (ru) | ||
CN109336401A (zh) | 一种耐高温高强度玄武岩纤维及其制备方法 | |
CN109133654B (zh) | 一种高性能珍珠岩纤维及其制备方法 | |
CN104310788A (zh) | 一种以高炉矿渣为原料的玻璃纤维及其制备方法 | |
CN108840574B (zh) | 一种5万吨细纱池窑玻璃组合物 | |
CN111747653A (zh) | 一种高热稳定性固废基连续纤维及制备方法和应用 | |
CN104909574B (zh) | 一种高强韧耐磨防腐抗震复合微晶管道及其制备方法 | |
Xu et al. | Preparation of CaO-Al 2 O 3-SiO 2 system glass from molten blast furnace slag |