RU2606741C1 - Method of producing construction material - Google Patents
Method of producing construction material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2606741C1 RU2606741C1 RU2015143716A RU2015143716A RU2606741C1 RU 2606741 C1 RU2606741 C1 RU 2606741C1 RU 2015143716 A RU2015143716 A RU 2015143716A RU 2015143716 A RU2015143716 A RU 2015143716A RU 2606741 C1 RU2606741 C1 RU 2606741C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- silica
- construction
- products
- containing raw
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/24—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
- C04B28/26—Silicates of the alkali metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/20—Silicates
- C01B33/32—Alkali metal silicates
- C01B33/325—After-treatment, e.g. purification or stabilisation of solutions, granulation; Dissolution; Obtaining solid silicate, e.g. from a solution by spray-drying, flashing off water or adding a coagulant
-
- 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
- C04B33/00—Clay-wares
- C04B33/32—Burning methods
-
- 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
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
-
- 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
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/02—Selection of the hardening environment
-
- 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
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/60—Agents for protection against chemical, physical or biological attack
-
- 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
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
- C04B2111/27—Water resistance, i.e. waterproof or water-repellent materials
-
- 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
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
- C04B2111/29—Frost-thaw resistance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
- C04B2201/30—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for heat transfer properties such as thermal insulation values, e.g. R-values
- C04B2201/32—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for heat transfer properties such as thermal insulation values, e.g. R-values for the thermal conductivity, e.g. K-factors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству и касается промышленности строительных материалов, а именно к изготовлению любых видов строительных изделий, дорожных покрытий, и может быть использовано при жилищном и промышленном строительстве, строительстве дорог, в литейном, химическом производстве и других областях.The invention relates to construction and relates to the building materials industry, namely to the manufacture of any types of building products, pavements, and can be used in housing and industrial construction, road construction, foundry, chemical production and other fields.
Известны способы изготовления строительного материала с применением инертных заполнителей в виде щебня и песка, скрепленных связующими на основе портландцемента, гипса, жидкого стекла, глины и других материалов.Known methods for the manufacture of building material using inert aggregates in the form of crushed stone and sand, bonded with binders based on Portland cement, gypsum, water glass, clay and other materials.
Известны различные технические решения получения строительного материала, различающиеся по составу смесей и способам термообработки (патенты US №3754952, US №4234347, GB №1277154, FR №7026259, DE №2031268 и JP №1007581).There are various technical solutions for the production of building material, differing in the composition of the mixtures and heat treatment methods (US patents No. 3754952, US No. 4234347, GB No. 1277154, FR No. 7026259, DE No. 2031268 and JP No. 1007581).
Известен способ изготовления бетонных изделий (РФ №2204476, заявка №2001129477/03, 01.11.2001), при котором как минимум на одной из стадий изготовления осуществляют воздействие электромагнитным полем, новым согласно изобретению является то, что импульсное поле создают непрерывно следующими пакетами электрических видеоимпульсов, при этом длительность пакета составляет 2⋅10-4 с - 2⋅10-3 с, скважность импульсов в пакете изменяется в диапазоне 10-100, а удельная мощность составляет 0,01-0,1 Вт/м3. Предпочтительное значение скважности импульсов в пакете - 20-60. Воздействие электромагнитного поля эффективно на стадии твердения изделия. Наилучший результат достигается при воздействии импульсным электромагнитным полем на стадиях и затворения бетонной смеси, и формования, и твердения изделия. При реализации способа скважность импульсов в пакете может линейно нарастать, линейно снижаться, пилообразно изменяться или изменяться по другому приемлемому закону. Однако описанный способ не позволяет значительно сократить время производства строительных материалов и требует значительных энергетических затрат, что отрицательно сказывается на себестоимости продукции.A known method of manufacturing concrete products (RF No. 2204476, application No. 2001129477/03, 01/01/2001), in which at least at one of the stages of manufacture they are exposed to an electromagnetic field, new according to the invention is that a pulse field is created continuously by the following packages of electrical video pulses while the duration of the packet is 2⋅10 -4 s - 2⋅10 -3 s, the duty cycle of the pulses in the packet varies in the range of 10-100, and the specific power is 0.01-0.1 W / m 3 . The preferred pulse duty cycle value in the packet is 20-60. The influence of an electromagnetic field is effective at the stage of hardening of the product. The best result is achieved when exposed to a pulsed electromagnetic field at the stages and mixing of the concrete mixture, and molding, and hardening of the product. When implementing the method, the duty cycle of the pulses in the packet can linearly increase, linearly decrease, sawtooth change or change according to another acceptable law. However, the described method does not significantly reduce the time of production of building materials and requires significant energy costs, which negatively affects the cost of production.
Более дешевый и прогрессивный способ изготовления строительного материала связан с использованием связующих, изготавливаемых в отдельном технологическом процессе и вводимых в состав смеси для строительного материала при ее приготовлении.A cheaper and more progressive method of manufacturing building material involves the use of binders made in a separate process and introduced into the composition of the mixture for building material in its preparation.
Наиболее близким по технической сути является техническое решение, известное из патента №2239611 (заявка №2003123525/03, 29.07.2003 «Смесь для приготовления особо прочных крупногабаритных строительных изделий (варианты)»). В соответствии с патентом для изготовления строительного изделия берут тридимит-кристобалитовое вяжущее с содержанием 0,1-0,2 мол. % Na2O в зернах естественной гранулометрии после обжига природного кварцевого песка во вращающейся печи и смешивают его с кварцевым песком, молотым до удельной поверхности 4800 см2/г, рядовым кварцевым песком в качестве заполнителя и добавляют армирующее термообработанное минеральное волокно с диаметром нити 0,2-0,5 мм при его длине 50-150 мм при указанном в п. 1 формулы содержании компонентов смеси. Полученную сухую сырьевую смесь затворяют водным раствором едкого натрия с концентрацией 5-15%, и после окончательного перемешивания из свежеприготовленной смеси формуют образцы, которые загружают с формами в автоклав и подвергают автоклавной обработке под давлением насыщенного водяного пара 1,2 МПа в течение 16 ч. После гидротермальной обработки охлажденные до комнатной температуры образцы извлекают из форм, высушивают при 105-110°С. Полученные таким способом изделия обладают следующими характеристика: предел прочности при сжатии до 1200 МПа, предел прочности при изгибе до 250 МПа, ударная прочность до 7 МПа, модуль упругости до 5,5 МПа.The closest in technical essence is the technical solution known from patent No. 2239611 (application No. 2003123525/03, 07.29.2003 "Mix for the preparation of especially durable large-sized building products (options)"). In accordance with the patent for the manufacture of building products take tridimit-cristobalite binder with a content of 0.1-0.2 mol. % Na 2 O in natural granulometry grains after firing of natural quartz sand in a rotary kiln and mixed with quartz sand, ground to a specific surface of 4800 cm 2 / g, ordinary quartz sand as a filler, and a reinforcing heat-treated mineral fiber with a filament diameter of 0, 2-0.5 mm with a length of 50-150 mm with the content of the mixture components specified in
Недостатком данного технического решения является длительность процесса изготовления изделий, использование автоклавного способа обработки строительного материала, что значительно удорожает процесс изготовления. Также предложенный способ не позволяет получать строительные материалы с более высокими прочностными характеристиками.The disadvantage of this technical solution is the length of the manufacturing process of products, the use of an autoclave method for processing building materials, which significantly increases the cost of the manufacturing process. Also, the proposed method does not allow to obtain building materials with higher strength characteristics.
Технической задачей настоящего изобретения является сокращение времени и энергозатрат при изготовлении строительного материала, что приводит к снижению себестоимости изделий, а также получение различных строительных материалов с повышенной огнеупорностью и водостойкостью, пониженным влагопоглощением, высокими прочностными свойствами, кислотостойкостью, нейтральных по отношению к воздействию солей и других веществ, содержащихся в атмосфере.The technical task of the present invention is to reduce the time and energy consumption in the manufacture of building material, which leads to a reduction in the cost of products, as well as the production of various building materials with increased refractoriness and water resistance, reduced moisture absorption, high strength properties, acid resistance, neutral with respect to salts and other substances contained in the atmosphere.
Технический результат настоящего изобретения заключается в получении строительного материала с повышенной прочностью (прочность на сжатие от 150 кг/см2 (15 МПа) до 1000 кг/см2 (100 МПа)), морозоустойчивостью, кислотостойкостью и огнеупорного при снижении себестоимости изготовления строительных изделий.The technical result of the present invention is to obtain a building material with increased strength (compressive strength from 150 kg / cm 2 (15 MPa) to 1000 kg / cm 2 (100 MPa)), frost resistance, acid resistance and refractory while reducing the cost of manufacturing building products.
Технический результат достигается тем, что способ изготовления строительного материала включает перемешивание кремнезема и 5%-ного щелочного раствора при соотношении сухого и жидкого компонентов 1:1 при одновременном воздействии на смесь электромагнитным полем до полного растворения кремнезема, добавление полученного раствора в количестве от 4% до 8% от общего объема смеси к кремнеземсодержащему сырью, включающему 5-10% или 15% кристобалита от общего объема смеси. Смесь перемешивают до полного смачивания кремнеземсодержащего сырья. Из полученной смеси формуют изделия и обрабатывают сушкой при температуре от 40°С до 80°С или путем пропаривания изделия при температуре 90°С-120°С, или путем воздействия на изделие СВЧ излучением.The technical result is achieved by the fact that a method of manufacturing a building material involves mixing silica and a 5% alkaline solution with a ratio of dry and liquid components of 1: 1 while simultaneously affecting the mixture with an electromagnetic field until the silica is completely dissolved, adding the resulting solution in an amount of from 4% to 8% of the total volume of the mixture to silica-containing raw materials, including 5-10% or 15% of cristobalite from the total volume of the mixture. The mixture is stirred until the silica-containing raw materials are completely wetted. Products are molded from the resulting mixture and processed by drying at a temperature of 40 ° C to 80 ° C or by steaming the product at a temperature of 90 ° C-120 ° C, or by exposing the product to microwave radiation.
Предпочтительно использовать кремнезем тонкого помола с размером частиц до 0,1 мм.Fine silica with a particle size of up to 0.1 mm is preferably used.
Указанный технический результат достигается всей совокупностью заявленных признаков.The specified technical result is achieved by the totality of the claimed features.
В последующем изобретение поясняется подробным описанием конкретных, но не ограничивающих настоящее решение, примеров его выполнения и прилагаемым чертежом, на котором схематично изображено устройство для получения связующего.In the following, the invention is illustrated by a detailed description of specific, but not limiting the present solution, examples of its implementation and the accompanying drawing, which schematically shows a device for producing a binder.
Способ изготовления строительного материала осуществляется следующим образом.A method of manufacturing a building material is as follows.
Начальным этапом способа является изготовление связующего, для этого осуществляют смешивание кремнезема и слабощелочного раствора, например гидроксида щелочного металла или гидроксида аммония, при этом концентрация слабощелочного раствора не превышает 5%.The initial step of the method is the manufacture of a binder; for this purpose, silica and a weakly alkaline solution are mixed, for example, alkali metal hydroxide or ammonium hydroxide, while the concentration of a weakly alkaline solution does not exceed 5%.
В качестве кремнезема можно использовать отход дробления щебня - пыль или песок с содержанием кварца не менее 65%. Предпочтительно использовать кремнезем тонкого помола с размером частиц до 0,1 мм, что дополнительно сокращает время перемешивания смеси, уменьшает энергозатраты, что приводит к снижению себестоимости строительного материала.As silica, crushed stone crushing waste can be used - dust or sand with a quartz content of at least 65%. It is preferable to use silica finely ground with a particle size of up to 0.1 mm, which further reduces the mixing time of the mixture, reduces energy consumption, which reduces the cost of building material.
В способе по изобретению для получения слабощелочного раствора используют пресную, например техническую, воду, воду морскую, минерализованную, что позволяет использовать способ по изобретению в различных природных условиях, а также утилизировать различную техническую воду, улучшая тем самым экологию.In the method according to the invention, for producing a slightly alkaline solution, fresh, for example industrial, water, sea water, mineralized water is used, which makes it possible to use the method according to the invention in various environmental conditions, as well as to utilize various industrial water, thereby improving the ecology.
Перемешивание исходных компонентов осуществляют при воздействии электромагнитным полем. Для создания таких условий было разработано и изготовлено устройство.Mixing of the starting components is carried out when exposed to an electromagnetic field. To create such conditions, a device was developed and manufactured.
На чертеже представлена схема устройства для получения связующего согласно изобретению. Связующее готовят в высокоскоростном измельчительном устройстве проточного типа, осуществляя циркулирующий по замкнутому контуру поток смеси с повторным ее прохождением через вихрь ферромагнитных частиц, создаваемый электромагнитным полем, и через диспергирующий аппарат устройства.The drawing shows a diagram of a device for producing a binder according to the invention. The binder is prepared in a high-speed flow-type grinding device, circulating the mixture in a closed circuit with its repeated passage through a vortex of ferromagnetic particles created by an electromagnetic field, and through the dispersing apparatus of the device.
В приемный бункер 1 через трубопровод 6 загружают кремнезем (или пыль), а через трубопровод 7 слабощелочной раствор, например раствор гидроксида щелочного металла или гидроксида аммония. После перемешивания в приемном бункере компонентов смесь, через трубопровод 8, подают в насос диспергатора гомогенезатора 2, пройдя через который смесь трубопроводом 9 подают в электромагнитный активатор 3. Здесь смесь подвергают активирующей обработке в рабочей зоне, которая выполнена в виде трубы диаметром от 50 до 150 мм, с размещенными в ней ферромагнитными игольчатыми частицами, которые постоянно удерживаются в рабочей зоне аппарата магнитным полем. Под воздействием внешнего электромагнитного поля иглы перемещаются по рабочей зоне, соударяясь с частицами смеси. При этом генерируются эффекты акустических волн (от 20000 до 40000 Гц), магнитострикции, механострикции и кавитации с большой удельной мощностью. Вследствие этого частицы смеси интенсивно перемешиваются с одновременным измельчением до микронных и субмикронных размеров, в смеси происходят активные, ускоренные физико-механические процессы аморфизации и растворения кремнезема. Мощность электромагнитного активатора в зависимости от его объема составляет от 2,6 кВт до 20 кВт. Обработка смеси в электромагнитном поле осуществляется в зависимости от объема смеси в течение от 3 мин до 10 мин. Такая электромагнитная активация смеси требует существенно меньших временных и энергетических затрат. Пройдя через фильтр 4, связующее трубопроводом 11 может подаваться на повторную обработку. Для полного растворения кремнезема в зависимости от размера частиц используемого кремнезема достаточно не более трех циклов. После полного растворения кремнезема полученное связующее через вентиль 5 трубопроводом 12 подается в дозатор, а затем в смеситель, в который уже засыпано кремнеземсодержащее сырье.Silica (or dust) is loaded into a
Полученное связующее используют в количестве от 4% до 8% от общего объема смеси. Перемешивание осуществляют при нормальной скорости в смесителях, исключающих налипание на стенки и рабочие органы (двухваловые, планетарные и пр.). При использовании связующего менее 4% от общего объема смеси изделия имеют места, где сухие компоненты плохо склеены друг с другом, что приводит к снижению прочности. При увеличении связующего более 8% снижается прочность получаемых изделий.The resulting binder is used in an amount of from 4% to 8% of the total volume of the mixture. Mixing is carried out at normal speed in mixers, excluding sticking to the walls and working bodies (two-shaft, planetary, etc.). When using a binder of less than 4% of the total volume of the product mixture, there are places where the dry components are poorly glued to each other, which leads to a decrease in strength. With an increase in the binder of more than 8%, the strength of the resulting products decreases.
В качестве кремнеземсодержащего сырья используют любые минеральные природные вещества с содержанием кремнезема не менее 65%, наиболее приемлемыми являются отсев дробления щебня, крупный, средний и мелкий или молотый песок, диатомит, трепел, маршалит, опоки и другие. При этом в состав смеси хорошо добавлять до 15% кристобалит в виде твердых пылевидных отходов металлургических производств и угольных котельных, которые улавливают из отходящих газов и дыма (микрокремнезем). Можно получать кристобалит непосредственно в процессе производства путем кратковременного (1-3 с) обжига кремнезема (песка или пыли) при температуре от 800°С до 1200°С. Кристобалит может добавляться в формовочную смесь в количестве от 5% до 15% от объема смеси для повышения прочностных характеристик, а также для придания цвета получаемым изделиям. В качестве кристобалита используются отходы, получаемые из фильтров и циклонов очистки исходящих газов угольных котельных и доменных печей, например, такие как микрокремнезем МК 84, содержащие большое количество пылевидного кремнезема, прошедшего кратковременный нагрев до температуры свыше 1000°С. При этом изделия получаются темно-серого и черного цвета. Кристобалит можно получать из молотого трепела, опока или пылевидного кварца путем кратковременного (1-3 с) нагрева до температуры 900°С-1200°С. При этом можно получать изделия белых и светло-бежевых тонов.Any mineral natural substances with a silica content of at least 65% are used as silica-containing raw materials, the most acceptable are screening crushed stone, coarse, medium and fine or ground sand, diatomite, tripoli, marshalite, flasks and others. At the same time, it is good to add up to 15% cristobalite to the composition of the mixture in the form of solid pulverized waste from metallurgical industries and coal-fired boilers, which are captured from exhaust gases and smoke (silica fume). You can get cristobalite directly in the production process by short-term (1-3 s) firing of silica (sand or dust) at a temperature of from 800 ° C to 1200 ° C. Cristobalite can be added to the molding mixture in an amount of from 5% to 15% of the volume of the mixture to increase strength characteristics, as well as to give color to the resulting products. As cristobalite, waste products are used that are obtained from filters and cyclones for the purification of exhaust gases from coal-fired boiler plants and blast furnaces, for example, such as silica fume MK 84, containing a large amount of pulverized silica, which has undergone short-term heating to temperatures above 1000 ° C. In this case, the products are dark gray and black. Cristobalite can be obtained from ground tripoli, flask or pulverized quartz by short-term (1-3 s) heating to a temperature of 900 ° C-1200 ° C. In this case, you can get products in white and light beige tones.
Одновременно с кремнеземсодержащим сырьем в смеситель могут быть добавлены вспученный перлит или вермикулит для получения изделий с низкой теплопроводностью, то есть для получения строительного материала с хорошими теплоизоляционными свойствами, а для получения отделочных изделий с оригинальным рисунком на поверхности в смесь добавляют мраморную или гранитную крошку.At the same time as silica-containing raw materials, expanded perlite or vermiculite can be added to the mixer to obtain products with low thermal conductivity, that is, to obtain a building material with good thermal insulation properties, and marble or granite chips are added to the mixture to obtain decorative products with an original pattern on the surface.
Перемешивание осуществляют до полного смачивания кремнеземсодержащего сырья связующим. Затем из полученной смеси осуществляют формование изделий методом простого или гиперпрессования, вибропрессованием, ударно-прессовым способом или другим известным методом, при этом получают строительные изделия любой формы. Отформованные изделия сушат при температуре 40-80°С в течение 1-2 ч, при необходимости или для получения особых свойств обрабатывают паром при температуре 90-120°С при атмосферном давлении или обжигают при больших температурах в зависимости от вида изделия и его назначения. Наиболее эффективное твердение строительного материала получается при обработке отформованных изделий электромагнитными полями сверхвысокой частоты (СВЧ). Так изделия, имеющие массу до 5 кг, достигают прочности на сжатие 150-200 кг/см2 в течение 5 мин, а 500-700 кг/см2 в течение 30 мин. Параметры формовочной смеси, сушки и термообработки определяются технологическим регламентом на изготовление конкретного изделия.Mixing is carried out until the silica-containing raw materials are completely wetted with a binder. Then, from the resulting mixture, the products are molded by the simple or hyperpressure method, by vibrocompression, by the shock-press method, or by another known method, and construction products of any shape are obtained. The molded products are dried at a temperature of 40-80 ° C for 1-2 hours, if necessary, or to obtain special properties, they are treated with steam at a temperature of 90-120 ° C at atmospheric pressure or fired at high temperatures depending on the type of product and its purpose. The most effective hardening of building material is obtained by processing molded products with electromagnetic fields of ultra-high frequency (microwave). So products having a mass of up to 5 kg achieve a compressive strength of 150-200 kg / cm 2 for 5 minutes, and 500-700 kg / cm 2 for 30 minutes. The parameters of the molding sand, drying and heat treatment are determined by the technological regulations for the manufacture of a particular product.
Для осуществления способа по изобретению используют различные измельчающие устройства и различные перемешивающие и диспергирующие устройства, обеспечивающие предварительное измельчение кремнеземсодержащего сырья и эффективное перемешивание исходной смеси. К числу таких устройств относятся центробежно-ударные, шаровые, валковые и дисковые мельницы, различные диссольверы, бисерные; высокоскоростные смесители - дисковые мешалки, дисково-пропеллерные и дисково-лопастные мешалки, смесители с якорной мешалкой, высокоскоростной роторно-статорный смеситель, планетарный смеситель, шнековые, планетарные смесители с трехмерным движением спирально-ленточных рабочих органов.To implement the method according to the invention, various grinding devices and various mixing and dispersing devices are used, which provide preliminary grinding of silica-containing raw materials and effective mixing of the initial mixture. These devices include centrifugal impact, ball, roller and disk mills, various dissolvers, bead mills; high-speed mixers - disk mixers, disk-propeller and disk-paddle mixers, mixers with an anchor mixer, high-speed rotor-stator mixer, planetary mixer, screw, planetary mixers with three-dimensional movement of spiral-tape working bodies.
Примеры осуществления способа согласно изобретениюExamples of the method according to the invention
Пример 1. При серийном и массовом изготовлении строительных изделий (стеновых материалов - кирпича, облицовочных и тротуарных плит и т.д.) весом от 0,5 до 5 кгExample 1. In the serial and mass production of building products (wall materials - bricks, facing and paving slabs, etc.) weighing from 0.5 to 5 kg
Для получения связующего: в установку (в зависимости от объема производства циклически или постоянно) подается пыль дробления щебня или песка (утилизируемые отходы других производств) с содержанием кремнезема не ниже 60% и размером частиц до 1 мм и слабощелочной раствор гидроксида натрия с концентрацией 5%. Для получения раствора воду можно использовать пресную, морскую или техническую. Соотношение сухого и жидкого компонентов - 1/1. Смесь обрабатывают, как было описано выше, в течение 10 мин.To obtain a binder: crushing or sand crushing dust (recyclable waste from other industries) with a silica content of at least 60% and a particle size of up to 1 mm and a slightly alkaline solution of sodium hydroxide with a concentration of 5% is supplied to the installation (depending on the production volume cyclically or constantly) . To obtain a solution of water, you can use fresh, marine or technical. The ratio of dry and liquid components is 1/1. The mixture is treated as described above for 10 minutes.
Для получения формовочной смеси: кремнеземсодержащее сырье должно иметь гранулометрический состав, необходимый для получения плотноупакованной матрицы. В зависимости от доступности источника сырья кремнеземсодержащее сырье состоит из отсева дробления щебня или крупного песка (1-3 мм) и мелкого песка в соотношении 1/1. Сырьевую смесь загружают в смеситель и добавляют кристобалит в виде микрокремнезема МК84 для получения изделий темно-серых или черных цветов, кристобалит, полученный из трепела, для изделий белых цветов, кристобалит, полученный из опоки, для изделий светло-бежевых или коричневых цветов в объеме от 5% до 10% от объема сырьевой смеси (в зависимости от необходимой прочности и интенсивности цвета изделий). Указанные компоненты предварительно перемешивают в сухом виде. После этого в сырьевую смесь добавляют связующее в объеме 4%-8% от общего объема смеси (прочностные характеристики в этом диапазоне не изменяются, а необходимый объем регулируется, исходя из влажности исходного сырья, чем выше влажность сырьевой смеси, тем меньше объем связующего). Перемешивание осуществляют до полного смачивания состава связующим в течение 5-10 мин. Полученную смесь формуют путем простого прессования, вибро- или гиперпрессования. Сушку осуществляют путем обработки формованных изделий в проходной или тупиковой СВЧ печи непосредственно после съема изделий с пресса. Получаемые изделия имеют следующие характеристики:To obtain a molding mixture: silica-containing raw materials must have the particle size distribution necessary to obtain a close-packed matrix. Depending on the availability of the source of raw materials, silica-containing raw materials consists of screening crushing gravel or coarse sand (1-3 mm) and fine sand in a ratio of 1/1. The raw material mixture is loaded into the mixer and cristobalite in the form of silica fume MK84 is added to obtain products of dark gray or black colors, cristobalite obtained from tripoli, for white products, cristobalite obtained from flask, for products of light beige or brown in volume from 5% to 10% of the volume of the raw mix (depending on the required strength and color intensity of the products). These components are pre-mixed in dry form. After that, a binder is added to the raw material mixture in a volume of 4% -8% of the total volume of the mixture (strength characteristics in this range do not change, and the required volume is regulated based on the moisture content of the feedstock, the higher the moisture content of the raw material mixture, the lower the volume of the binder). Stirring is carried out until the composition is completely wetted with a binder for 5-10 minutes. The resulting mixture is formed by simple pressing, vibration or hyperpressing. Drying is carried out by processing the molded products in a continuous or dead-end microwave oven immediately after removal of the products from the press. The resulting products have the following characteristics:
Ниже приведена Таблица, в которой приведены характеристики материалов, полученные в ходе эксперимента, которые были изготовлены, как описано в примере, но имеют разное количество связующего от 3% до 9%. Из таблицы видно, что выход за заявленные пределы по количественному составу связующего ухудшает характеристики готового материала.The table below shows the characteristics of the materials obtained during the experiment, which were manufactured as described in the example, but have a different amount of binder from 3% to 9%. The table shows that going beyond the stated limits in terms of the quantitative composition of the binder worsens the characteristics of the finished material.
Пример 2. Изготовление бетонных изделий массой до 2 тоннExample 2. Production of concrete products weighing up to 2 tons
Связующее получают, как описано в примере 1.A binder is prepared as described in Example 1.
Кремнеземсодержащее сырье имеет следующее соотношение: щебень гранитный (10-30 мм) 20% от объема, отсев дробления (до 10 мм) 40% от объема, песок мелкий 17% от объема, микрокремнезем или любой другой вид кристобалита 15% от объема. Сухая смесь перемешивается в смесителе до равномерного состояния, после чего в смеситель вводят связующее 8% от объема. Перемешивание осуществляют до полного смачивания сухих компонентов связующим.Silica-containing raw materials have the following ratio: granite crushed stone (10-30 mm) 20% of the volume, crushing screenings (up to 10 mm) 40% of the volume, fine sand 17% of the volume, silica fume or any other kind of cristobalite 15% of the volume. The dry mixture is mixed in the mixer until uniform, after which a binder of 8% by volume is introduced into the mixer. Mixing is carried out until the dry components are completely wetted with a binder.
Полученную смесь формуют путем виброукладки с пригрузом или горизонтальным виброформованием. Сушку осуществляют путем пропаривания при температуре 120°С-180°С в течение 2-12 ч (в зависимости от веса изделия) или СВЧ сушкой в течение 2 ч. Досушивают при нормальных условиях в течение 2 ч.The resulting mixture is formed by vibro-laying with a load or horizontal vibroforming. Drying is carried out by steaming at a temperature of 120 ° C-180 ° C for 2-12 hours (depending on the weight of the product) or microwave drying for 2 hours. It is dried under normal conditions for 2 hours.
Полученное изделие имеет следующие характеристики:The resulting product has the following characteristics:
Пример 3. Изготовление теплоизоляционных плитExample 3. The manufacture of insulation boards
Связующее получают, как описано в примере 1.A binder is prepared as described in Example 1.
Для получения формовочной смеси: кремнеземсодержащее сырье состоит из крупного песка (1-3 мм) и мелкого песка в соотношении 1/1 - 60% от объема, вспученного перлита (или вермикулита) - 31% от объема, и кристобалита (микрокремнезем, трепел и т.д.) 5% от объема. Сырьевую смесь загружают в смеситель и предварительно перемешивают в сухом виде. После этого в сырьевую смесь добавляют связующее в объеме 4% от общего объема. Перемешивание осуществляют до полного смачивания состава связующим в течение 7 мин. Полученную смесь формуют путем простого прессования. Сушку осуществляют путем обработки формованных изделий в проходной или тупиковой СВЧ печи непосредственно после съема изделий с пресса. Получаемые изделия имеют теплопроводность не более 0,175 Вт/м⋅К при сохранении всех прочностных характеристик:To obtain a molding mixture: silica-containing raw materials consist of coarse sand (1-3 mm) and fine sand in a ratio of 1/1 - 60% of the volume, expanded perlite (or vermiculite) - 31% of the volume, and cristobalite (silica fume, tripoli and etc.) 5% of the volume. The raw material mixture is loaded into the mixer and pre-mixed in dry form. After that, a binder in a volume of 4% of the total volume is added to the raw material mixture. Stirring is carried out until the composition is completely wetted with a binder for 7 minutes. The resulting mixture is formed by simple pressing. Drying is carried out by processing the molded products in a continuous or dead-end microwave oven immediately after removal of the products from the press. The resulting products have a thermal conductivity of not more than 0.175 W / m⋅K while maintaining all the strength characteristics:
Изделия, получаемые заявленным способом, могут использоваться в качестве любых строительных материалов с высокими техническими характеристиками, а именно с повышенной огнеупорностью и водостойкостью, пониженным влагопоглощением, высокими прочностными свойствами, кислотостойкостью, нейтральных по отношению к воздействию солей и других веществ, содержащихся в атмосфере. При этом заявленный способ позволяет сократить время изготовления изделий и сократить энергозатраты на их изготовление. При высоких прочностных характеристиках изделия имеют низкую себестоимость.Products obtained by the claimed method can be used as any building materials with high technical characteristics, namely with increased refractoriness and water resistance, reduced moisture absorption, high strength properties, acid resistance, neutral with respect to salts and other substances contained in the atmosphere. Moreover, the claimed method allows to reduce the time of manufacturing products and reduce energy costs for their manufacture. With high strength characteristics of the product have a low cost.
Claims (2)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015143716A RU2606741C1 (en) | 2015-10-13 | 2015-10-13 | Method of producing construction material |
PCT/RU2016/000698 WO2017065648A1 (en) | 2015-10-13 | 2016-10-13 | Construction material production method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015143716A RU2606741C1 (en) | 2015-10-13 | 2015-10-13 | Method of producing construction material |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2606741C1 true RU2606741C1 (en) | 2017-01-10 |
Family
ID=58452749
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015143716A RU2606741C1 (en) | 2015-10-13 | 2015-10-13 | Method of producing construction material |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2606741C1 (en) |
WO (1) | WO2017065648A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2810035C1 (en) * | 2023-05-24 | 2023-12-21 | Владимир Владимирович Лаппо | Method for constructing structures from baked clay |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2766985C1 (en) * | 2021-07-05 | 2022-03-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) | Technological line for producing dispersed-reinforced gypsum products |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2204476C1 (en) * | 2001-11-01 | 2003-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Энергосберегающие технологии" | Method of manufacture of concrete articles |
RU2236374C2 (en) * | 2002-08-08 | 2004-09-20 | Рыков Павел Валентинович | Silicon-containing binder preparation method |
RU2333176C1 (en) * | 2007-03-05 | 2008-09-10 | Александр Болеславович Фащевский | Method for obtaining construction material |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3756839A (en) * | 1971-05-05 | 1973-09-04 | Fiberglas Canada Ltd | Cate foams method for improving the cellular structure of rigid low density sili |
RU2206536C1 (en) * | 2002-06-14 | 2003-06-20 | Рыков Павел Валентинович | Method for making building articles |
-
2015
- 2015-10-13 RU RU2015143716A patent/RU2606741C1/en not_active IP Right Cessation
-
2016
- 2016-10-13 WO PCT/RU2016/000698 patent/WO2017065648A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2204476C1 (en) * | 2001-11-01 | 2003-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Энергосберегающие технологии" | Method of manufacture of concrete articles |
RU2236374C2 (en) * | 2002-08-08 | 2004-09-20 | Рыков Павел Валентинович | Silicon-containing binder preparation method |
RU2333176C1 (en) * | 2007-03-05 | 2008-09-10 | Александр Болеславович Фащевский | Method for obtaining construction material |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
US 3756839 A, 04.09. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2810035C1 (en) * | 2023-05-24 | 2023-12-21 | Владимир Владимирович Лаппо | Method for constructing structures from baked clay |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2017065648A1 (en) | 2017-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Moukannaa et al. | Alkaline fused phosphate mine tailings for geopolymer mortar synthesis: Thermal stability, mechanical and microstructural properties | |
Part et al. | An overview on the influence of various factors on the properties of geopolymer concrete derived from industrial by-products | |
Wang et al. | Solidification/stabilization mechanism of Pb (II), Cd (II), Mn (II) and Cr (III) in fly ash based geopolymers | |
Pang et al. | Utilization of carbonated and granulated steel slag aggregate in concrete | |
Görhan et al. | The effect of curing on the properties of metakaolin and fly ash-based geopolymer paste | |
Nazari et al. | Properties of geopolymer with seeded fly ash and rice husk bark ash | |
Yusuf et al. | Effects of addition of Al (OH) 3 on the strength of alkaline activated ground blast furnace slag-ultrafine palm oil fuel ash (AAGU) based binder | |
US11613499B2 (en) | Curable concrete composition containing palm ash | |
Prommas et al. | Effect of microwave curing conditions on high strength concrete properties | |
US20210380479A1 (en) | Tinted mortar composition containing fuel ash | |
CA3084903A1 (en) | Control of time of setting of geopolymer compositions containing high-ca reactive aluminosilicate materials | |
KR101380856B1 (en) | Method for Producing Lightweight Construction Material Using Waste and Lightweight Construction Material Produced Thereby | |
Rashad | An exploratory study on alkali-activated slag blended with quartz powder under the effect of thermal cyclic loads and thermal shock cycles | |
Chen et al. | Effects of activator and aging process on the compressive strengths of alkali-activated glass inorganic binders | |
Ma et al. | Sodium gluconate as a retarder modified sewage sludge ash-based geopolymers: Mechanism and environmental assessment | |
CN106278102A (en) | A kind of nickel slag is utilized to carry out the toughness reinforcing method of Gypsum Fibrosum and goods thereof | |
DE102016106642A1 (en) | Process for the production of aerated concrete molded bodies | |
RU2606741C1 (en) | Method of producing construction material | |
Tram | Utilization of Rice Husk Ash as partial replacement with Cement for production of Concrete Brick | |
Qiu et al. | Effect of Portland cement on the properties of geopolymers prepared from granite powder and fly ash by alkali-thermal activation | |
KR100795936B1 (en) | Clay permeable block using waste clay and manufacturing method thereof | |
KR20080012425A (en) | Method of manufacturing compound for removing noxious elements | |
Juengsuwattananon et al. | Variable factors controlling amorphous-zeolite phase transformation in metakaolin based geopolymer | |
Khomchenko et al. | Improving the Efficiency and Safety in the Technology of Lime and Silicate Materials | |
RU2433976C1 (en) | Method of producing granular aggregate for autoclave hardening silicate articles |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191014 |