RU2602279C1 - Арболитовая смесь - Google Patents
Арболитовая смесь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2602279C1 RU2602279C1 RU2015141624/03A RU2015141624A RU2602279C1 RU 2602279 C1 RU2602279 C1 RU 2602279C1 RU 2015141624/03 A RU2015141624/03 A RU 2015141624/03A RU 2015141624 A RU2015141624 A RU 2015141624A RU 2602279 C1 RU2602279 C1 RU 2602279C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wood
- water
- waste
- saline
- production
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/18—Waste materials; Refuse organic
- C04B18/24—Vegetable refuse, e.g. rice husks, maize-ear refuse; Cellulosic materials, e.g. paper, cork
- C04B18/26—Wood, e.g. sawdust, wood shavings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/04—Waste materials; Refuse
- C04B18/06—Combustion residues, e.g. purification products of smoke, fumes or exhaust gases
- C04B18/08—Flue dust, i.e. fly ash
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении материалов на основе древесных заполнителей. Техническим результатом является создание дешевого строительного материала с обеспечением прочностных характеристик и плотности, снижение энергозатрат при производстве арболита и утилизация отходов за счет использования вторичного древесного заполнителя и бесцементного вяжущего, полученного на основе отходов промышленности. Арболитовая смесь включает древесный заполнитель, минеральное вяжущее и воду, причем в качестве древесного заполнителя арболитовая смесь содержит вторичный древесный заполнитель фракции 0,315-20 мм, полученный при переработке отработанных древесно-стружечных плит, а в качестве вяжущего - бесцементную зольно-кремнеземистую композицию, состоящую из высококальциевой золы-уноса, микрокремнезема, являющегося отходом производства кристаллического кремния, и солевых минерализованных стоков - отхода производства цветной металлургии, получаемых в результате нейтрализации промышленных стоков металлургического производства - попутного продукта аффинажа цветных и драгоценных металлов известковым молоком, при следующем соотношении компонентов, мас. %: указанный древесный заполнитель 20-24; высококальциевая зола-унос 37-43; указанный микрокремнезем 2,3-2,8; указанные солевые минерализованные стоки 0,9-1,0; вода - остальное. 4 табл.
Description
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении материалов на основе древесных заполнителей.
Известна сырьевая смесь для изготовления арболита, включающая цементное вяжущее, древесный заполнитель и минерализатор (И.Х. Наназашвили. Строительные материалы из древесно-цементной композиции. - Л.: Стройиздат, 1990, с. 99-105).
Недостатком известной сырьевой смеси является необходимость предварительной обработки древесного заполнителя для нейтрализации выделяющихся из древесины «цементных ядов» - водорастворимых редуцирующих веществ, негативно влияющих на цементное вяжущее в связи с неполной его гидратацией, а также использование в качестве вяжущего портландцемента - дорогостоящего материала, применение которого в составе на древесном заполнителе к тому же малоэффективно в связи с неполной гидратацией из-за влияния «цементных ядов».
Известна сырьевая смесь для изготовления арболита, включающая древесный заполнитель, замачиваемый в течение часа, который затем отжимают на центрифуге в течение 5 мин, а затем смешивают с добавками, цементом и водой (Авторское свидетельство СССР №1534031, дата приоритета 20.07.1987, дата публикации 07.01.1990, авторы: Власкин В.И., Горев В.Я., RU).
Недостатком известной сырьевой смеси является необходимость предварительной обработки древесного заполнителя с использованием специального оборудования (центрифуги, насосы и др.), создающего дополнительные энергетические затраты.
В качестве прототипа принята сырьевая смесь, не содержащая портландцемент, состоящая из опилок хвойных пород, золы-уноса от сжигания углей КАТЭК и углесодержащего жидкого стекла, синтезированного из отходов кремниевого производства - микрокремнезема и содержащего примеси графита и карборунда (Патент РФ №2130438 С1, дата приоритета 18.07.1997, дата публикации 20.05.1999, авторы: Карнаухов Ю.П. и др., RU, прототип).
Недостатком прототипа является сложность подготовки сырьевой смеси согласно составу, так как предполагается предварительно получить жидкое стекло из микрокремнезема, а кроме того, древесный заполнитель перед использованием необходимо увлажнить до влажности 10%, что усложняет технологию. При этом прочностные показатели арболита недостаточно высокие.
Задачей изобретения является использование в составе сырьевой смеси для арболита древесного заполнителя, получаемого на основе переработанных древесных отходов, а не из деловой древесины, и экономичного бесцементного вяжущего, создание более дешевого строительного материала с обеспечением прочностных характеристик и плотности, снижение энергозатрат при производстве арболита и утилизация отходов.
Для решения поставленной задачи арболитовая смесь, включающая древесный заполнитель, минеральное вяжущее и воду, согласно изобретению в качестве древесного заполнителя она содержит вторичный древесный заполнитель фракции 0,315-20 мм, полученный при переработке отработанных древесно-стружечных плит, а в качестве вяжущего - бесцементную зольно-кремнеземистую композицию, состоящую из высококальциевой золы-уноса, микрокремнезема, являющегося отходом производства кристаллического кремния, и солевых минерализованных стоков - отхода производства цветной металлургии, получаемых в результате нейтрализации промышленных стоков металлургического производства - попутного продукта аффинажа цветных и драгоценных металлов известковым молоком, при следующем соотношении компонентов, мас. %: указанный древесный заполнитель 20-24; высококальциевая зола-унос 37-43; указанный микрокремнезем 2,3-2,8; указанные солевые минерализованные стоки 0,9-1,0; вода остальное
Традиционный древесный заполнитель для арболита, получаемый из различных древесных пород, наряду с присущими ему ценными свойствами, такими как низкая плотность, недефицитность, хорошая смачиваемость, легкость обработки, имеет и такое отрицательное качество, как повышенная химическая активность, обусловленная наличием в составе древесины легкогидролизумых и экстрактивных веществ - «цементных ядов», представленных в основном легкорастворимыми простейшими сахарами: сахарозой, глюкозой, фруктозой. «Цементные яды», состоящие в основном из углеводородных групп НСОН, осаждаясь на поверхности частичек минералов цемента 3CaOSiO2 (трехкальциевый силикат) и 3CaOAl2O3 (трехкальциевый алюминат), образуют тончайшие оболочки, которые изолируют частицы цемента от воды, замедляют ход процессов гидролиза и гидратации цемента.
В связи с этим древесный заполнитель для успешного и безвредного применения в арболите необходимо предварительно готовить - либо вымачивать в горячей воде, что способствует растворению и вымыванию экстрактивных веществ, либо обрабатывать их минерализаторами - специальными веществами.
Для уменьшения отрицательного влияния водорастворимых экстрактивных и легкогидролизуемых веществ на свойства древесно-цементных композиций применяются различные способы и технологические приемы, сущность которых заключается в частичном удалении этих веществ из древесного заполнителя, в переводе простейших сахаров в нерастворимые или безвредные для цемента соединения. В целом все эти приемы называются «минерализацией» древесного заполнителя и предусматривают достаточно сложные технологические процессы, требующие многоступенчатой обработки заполнителя различными химикатами с последующим кипячением или промывкой, выдержки в силосах для стабилизации его свойств или сушки и др.
С этой точки зрения заслуживает внимания использование в технологии арболита и изделий из него вторичного древесного заполнителя, не содержащего «цементных ядов», в частности, полученного из отслуживших свой срок древесно-стружечных плит. ДСП изготавливают на основе древесной щепы, по дисперсности и гранулометрическому составу аналогичной древесному заполнителю для арболита. В результате технологических операций, осуществляемых при изготовлении ДСП, древесная щепа содержит минимальное количество экстрактивных веществ, сопоставимое с содержанием их в древесном заполнителе после вылеживания в течение 12 месяцев, как показано в табл. 1.
В качестве вяжущего в заявляемой арболитовой смеси использована бесцементная зольно-кремнеземистая композиция. Основным компонентом бесцементной композиции в сырьевой смеси заявляемого состава является высококальциевая зола-унос, обладающая вяжущими свойствами, что предопределяет ее использование в качестве вяжущего вещества. Отрицательным свойством высококальциевой золы-унос, которое сдерживает ее массовое применение, является наличие в ней оксида кальция в свободном состоянии (СаОсвоб.) в виде частиц, покрытых остеклованной оболочкой, что делает ее труднодоступной для контакта с водой в начальные сроки взаимодействия. Это приводит к гидратации оксида кальция в позднем возрасте, когда основная масса уже затвердела и может растрескаться при переходе СаО в Са(ОН)2 сопровождающимся увеличением объема.
Для ликвидации негативного влияния СаОсвоб на процессы гидратации и улучшение свойств зольного теста и камня в зольную смесь вводится микрокремнезем, являющийся отходом производства кристаллического кремния и состоящий из аморфного кремния и химически активного SiO2. Наличие этих компонентов в составе МК и введение его в состав бетонной смеси способствует связыванию СаО в Са(ОН)2 и плотные и прочные гидросиликаты, что в целом нейтрализует негативное влияние СаОсвоб.
С целью интенсификации твердения зольного камня и повышения прочностных характеристик зольно-кремнеземистой композиции дополнительно используют отход производства цветной металлургии - солевые минерализованные стоки, получаемые в результате нейтрализации промышленных стоков металлургического производства - попутного продукта аффинажа цветных и драгоценных металлов известковым молоком с последующим упариванием.
Результатом является то, что в сырьевой смеси ускоряются процессы гидратации в начальные сроки и сразу после изготовления изделий, обеспечивая при этом раннее структурообразование смеси, а также ускоренный набор прочности материала и ликвидацию негативного влияния СаOсвоб.
Сырьевыми материалами для арболитовой смеси предлагаемого состава являлись: вторичный древесный заполнитель фракции 0,315-20 мм, полученный при переработке отработанных древесно-стружечных плит; высококальциевая зола-унос сухого отбора Красноярских ТЭЦ, микрокремнезем Братского алюминиевого завода марки МК-85 и солевые минерализованные стоки Красноярского завода цветных металлов.
Свойства сырьевых материалов приведены в табл. 2 и 3.
Приготавливают сырьевую смесь для арболита следующим образом. Утилизируемые древесно-стружечные плиты поступают на пост обработки, где происходит удаление с поверхности плит защитного полимерного слоя при помощи специальной резательной и отшлифовочной установок, которые обрабатывают лицевые и торцевые стороны ДСП. Дальше по конвейеру ДСП подается на первичную переработку в двухвальный шредер с вертикальной загрузкой, серии ДШВ, предназначенный для измельчения древесины, древесных отходов, где за счет движущихся навстречу друг другу валов происходит измельчение. Благодаря двум валам, плавно движущимся навстречу друг другу, захват сырья происходит эффективно и независимо от его размеров и форм. Таким образом достигается максимальный эффект измельчения, при котором дробление сырья не вызывает много шума и выделения пыли.
Затем для окончательного измельчения кусковая масса ДСП поступает в молотковую дробилку, где и происходит окончательное измельчение.
Полученная древесная дробленка фракции 0,315-20 мм через циклон-успокоитель транспортируется по трубопроводу в бункер, а затем в дозатор и смеситель для приготовления арболитовой смеси.
Параллельно готовят зольно-кремнеземистое вяжущее путем смешивания микрокремнезема, золы, воды и солевых стоков. Затем в вяжущую композицию подают древесный заполнитель и перемешивают до однородного состояния. В дальнейшем изготовление изделий из арболитовой смеси заявляемого состава производится по традиционным режимам, принятым на производстве.
Арболитовая смесь готовится при следующем соотношении компонентов, мас. %: вторичный древесный заполнитель 20-24; высококальциевая зола-унос 37-43; микрокремнезем 2,3-2,8; солевые минерализованные стоки 0,9-1,0; вода остальное.
Примеры составов и свойств арболита приведены в табл. 4.
Арболит, полученный из смеси заявляемого состава, характеризуется в соответствии с ГОСТ 19222 классом по прочности В 1,5 - В 3,5 и имеет марку по плотности от 600 до 850, может использоваться для изготовления мелкоштучных стеновых изделий.
Разработанная арболитовая смесь является более экономичной, чем известные, благодаря использованию вторичного древесного заполнителя и бесцементного вяжущего, полученного на основе отходов промышленности, что позволяет получать арболитовую смесь и изделия из нее без применения традиционного древесного заполнителя, требующего предварительной обработки, и цементного вяжущего, нестойкого к действию экстрактивных веществ древесины, экономит энергоресурсы и сокращает трудоемкость изготовления изделий из арболита.
Использование вторичного древесного заполнителя, золы-унос, микрокремнезема и солевых стоков также позволяет улучшить экологическую обстановку за счет утилизации отходов промышленности - металлургической и топливно-энергетической, расширить номенклатуру эффективных и экономичных строительных материалов.
Claims (1)
- Арболитовая смесь, включающая древесный заполнитель, минеральное вяжущее и воду, отличающаяся тем, что в качестве древесного заполнителя она содержит вторичный древесный заполнитель фракции 0,315-20 мм, полученный при переработке отработанных древесно-стружечных плит, а в качестве вяжущего - бесцементную зольно-кремнеземистую композицию, состоящую из высококальциевой золы-уноса, микрокремнезема, являющегося отходом производства кристаллического кремния, и солевых минерализованных стоков - отхода производства цветной металлургии, получаемых в результате нейтрализации промышленных стоков металлургического производства - попутного продукта аффинажа цветных и драгоценных металлов известковым молоком, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Указанный древесный заполнитель 20-24 Высококальциевая зола-унос 37-43 Указанный микрокремнезем 2,3-2,8 Указанные солевые минерализованные стоки 0,9-1,0 Вода остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015141624/03A RU2602279C1 (ru) | 2015-09-30 | 2015-09-30 | Арболитовая смесь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015141624/03A RU2602279C1 (ru) | 2015-09-30 | 2015-09-30 | Арболитовая смесь |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2602279C1 true RU2602279C1 (ru) | 2016-11-20 |
Family
ID=57759919
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015141624/03A RU2602279C1 (ru) | 2015-09-30 | 2015-09-30 | Арболитовая смесь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2602279C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2716632C1 (ru) * | 2019-04-11 | 2020-03-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" | Строительный материал на основе портландцемента, трепела и отходов лесозаготовок, лесопиления и деревообработки |
RU2718451C1 (ru) * | 2019-07-10 | 2020-04-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петрозаводский государственный университет" | Способ получения древесно-минерального материала |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1694528A1 (ru) * | 1989-07-24 | 1991-11-30 | Хозрасчетный Центр "Минтис" | Сырьева смесь дл получени арболита |
RU2130438C1 (ru) * | 1997-07-18 | 1999-05-20 | Братский Индустриальный Институт | Способ изготовления арболита |
RU2337896C1 (ru) * | 2007-04-03 | 2008-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет" | Способ изготовления арболита |
US20120041087A1 (en) * | 2010-08-12 | 2012-02-16 | Evgeniy Nikolaevich Yastremskiy | Dry mixture for manufacturing cellular fibro concrete and method thereof |
-
2015
- 2015-09-30 RU RU2015141624/03A patent/RU2602279C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1694528A1 (ru) * | 1989-07-24 | 1991-11-30 | Хозрасчетный Центр "Минтис" | Сырьева смесь дл получени арболита |
RU2130438C1 (ru) * | 1997-07-18 | 1999-05-20 | Братский Индустриальный Институт | Способ изготовления арболита |
RU2337896C1 (ru) * | 2007-04-03 | 2008-11-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет" | Способ изготовления арболита |
US20120041087A1 (en) * | 2010-08-12 | 2012-02-16 | Evgeniy Nikolaevich Yastremskiy | Dry mixture for manufacturing cellular fibro concrete and method thereof |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
НАНАЗАШВИЛИ И.Х. Строительные материалы из древесно-цементной композиции.- Л.: Стройиздат, 1990, 243с. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2716632C1 (ru) * | 2019-04-11 | 2020-03-13 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" | Строительный материал на основе портландцемента, трепела и отходов лесозаготовок, лесопиления и деревообработки |
RU2718451C1 (ru) * | 2019-07-10 | 2020-04-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петрозаводский государственный университет" | Способ получения древесно-минерального материала |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110436837B (zh) | 一种可再生混凝土及其制备方法 | |
Li et al. | Sustainable resource opportunity for cane molasses: use of cane molasses as a grinding aid in the production of Portland cement | |
KR101256834B1 (ko) | 건설폐기물 순환골재를 이용한 비시멘트 친환경 신 건설자재인 지오폴리머 콘크리트 | |
CN109987913A (zh) | 一种环保型湿拌砂浆 | |
KR101151605B1 (ko) | 토목용 폐석고 블록 조성물,이를 이용한 폐석고 블록 및 그 제조 방법 | |
CN106082725A (zh) | 无熟料垃圾焚烧底灰胶凝材料及其制备方法 | |
RU2602279C1 (ru) | Арболитовая смесь | |
CN114477907A (zh) | 一种煤制油渣制备的预拌泵送混凝土及其制备方法 | |
KR101306186B1 (ko) | 건설폐기물 순환골재를 이용한 비시멘트 친환경 신 건설자재인 지오폴리머 콘크리트의 제조방법 | |
CN113754374A (zh) | 低熟料超高性能混凝土及其制备方法 | |
Szabó et al. | Effect of SiO2, Al2O3 and Na2O content and fly ash fineness on the structure and mechanical properties of fly ash based geopolymer | |
Mamat et al. | Hydrochloric acid based pre-treatment on paper mill sludge ash as an alternative source material for geopolymer | |
CN106116202A (zh) | 含有废弃植物油的高性能水泥助磨剂及其制备与使用方法 | |
CN105669104B (zh) | 一种利用陶瓷抛磨废料生产的免烧砖及其制备方法 | |
RU2466108C2 (ru) | Вяжущее | |
CN1105344A (zh) | 湿磨粉煤灰制无熟料水泥及其制品 | |
CN104386937B (zh) | 一种粉煤灰免烧砖用复合激发剂及其制备和使用方法 | |
JP2006240907A (ja) | セメント回収方法、該方法により回収されたセメント、及びセメント再利用方法 | |
RU2593836C1 (ru) | Сырьевая смесь для изготовления арболита | |
JP2004082061A (ja) | 珪酸カルシウム系廃棄物の処理及び再利用方法 | |
RU2593608C1 (ru) | Сырьевая смесь для изготовления арболита | |
RU2454381C2 (ru) | Способ приготовления комплексного органо-минерального модификатора бетона | |
CN111302683A (zh) | 一种砌筑水泥及其生产工艺 | |
CN105060755A (zh) | 一种利用建筑废弃物的高性能混凝土复合矿物外加剂及其制备方法 | |
RU2716632C1 (ru) | Строительный материал на основе портландцемента, трепела и отходов лесозаготовок, лесопиления и деревообработки |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181001 |