RU2615557C1 - Композиция для производства пористого заполнителя - Google Patents

Композиция для производства пористого заполнителя Download PDF

Info

Publication number
RU2615557C1
RU2615557C1 RU2016102870A RU2016102870A RU2615557C1 RU 2615557 C1 RU2615557 C1 RU 2615557C1 RU 2016102870 A RU2016102870 A RU 2016102870A RU 2016102870 A RU2016102870 A RU 2016102870A RU 2615557 C1 RU2615557 C1 RU 2615557C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
composition
porous aggregate
sieve
waste
ground
Prior art date
Application number
RU2016102870A
Other languages
English (en)
Inventor
Елена Сергеевна Абдрахимова
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ)
Priority to RU2016102870A priority Critical patent/RU2615557C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2615557C1 publication Critical patent/RU2615557C1/ru

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
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/22—Glass ; Devitrified glass
    • C04B14/24—Glass ; Devitrified glass porous, e.g. foamed glass
    • 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
    • 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
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • 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
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/06—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by burning-out added substances by burning natural expanding materials or by sublimating or melting out added substances
    • C04B38/063—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B38/0635—Compounding ingredients
    • C04B38/064—Natural expanding materials, e.g. clay
    • 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
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/02—Treatment
    • C04B20/04—Heat treatment
    • 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
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/02—Treatment
    • C04B20/04—Heat treatment
    • C04B20/06—Expanding clay, perlite, vermiculite or like granular materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к производству пористых заполнителей на основе жидкого стекла, предназначенных для изготовления легких бетонов, а также теплоизоляционных засыпок. Композиция для производства пористого заполнителя включает, мас.%: натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см3 50-75, хлорид натрия, размолотый до размера менее 0,3 мм, 1-3, горелые породы, размолотые до прохода через сито 0,14 мм, 12-34, отходы обогащения хромитовых руд, размолотые до прохода через сито 0,14, с содержанием оксидов, мас.%: SiO2 - 28,17; Аl2O3 - 2,37; Fe2O3 - 8,64; СаО - 2,24; MgO - 32,8; Сr2O3 - 12,68; R2O - 1,4; п.п.п. - 11,7, 10-15. Технический результат – повышение прочности при сжатии и коэффициента размягчения пористого заполнителя, утилизация промышленных отходов. 3 табл.

Description

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к производству пористых заполнителей на основе жидкого стекла, предназначенных для изготовления легких бетонов, а также теплоизоляционных засыпок.
Известна композиция для получения керамзита (пористого заполнителя) состава, мас.%: отходы флотации углеобогащения - 60, модифицированное жидкое стекло - 40 / Денисов Д.Ю. Использование отходов флотации углеобогащения в производстве керамзита / Д.Ю. Денисов, И.В. Ковков, В.З. Абдрахимов // Башкирский химический журнал. - 2008. - Том 15. - №2. - С. 107-109/.
Недостатком указанного состава керамической массы является относительно низкая прочность 1,7-1,9 МПа.
Известна композиция для получения водостойкого пористого заполнителя состава, мас.%: натриевое жидкое стекло - 50-70, хлорида натрия - 1-3, горелые породы с содержанием глинистой составляющей не менее 50% и потери при прокаливании не менее 16% - 22-49 / Патент №2481286 Российская Федерация, МПК C04B 14/24. Композиция для производства водостойкого пористого заполнителя / Абдрахимов В.З., Семенычев В.К., Абдрахимова Е.С., Вдовина Е.В.; заявитель и патентообладатель Самарская академия государственного и муниципального управления; заявлено 29.06.2011; опубл. 10.05.2013. Бюл. 13/.
Недостатком указанного состава является относительно низкие прочность при сжатии (2,0-2,12 МПа) и коэффициент размягчения (93-94).
Данное техническое решение принято за прототип.
Техническим результатом является повышение прочности при сжатии и коэффициента размягчения пористого заполнителя.
Указанный технический результат достигается тем, что в композицию для получения водостойкого пористого заполнителя, включающую натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см3, хлористый натрий, размолотый до размера менее 0,3 мм, и горелые породы, размолотые до прохода через сито 0,14 мм, дополнительно вводят отходы обогащения хромитовых руд, размолотые до прохода через сито 0,14, с содержанием оксидов, мас.%: SiO2 - 28,17; Al2O3 - 2,37; Fe2O3 - 8,64; СаО - 2,24; MgO - 32,8; Cr2O3 - 12,68; R2O - 1,4; п.п.п. - 11,7 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см3 50-75
хлорид натрия, размолотый до размера менее 0,3 мм 1-3
горелые породы 12-34
отходы обогащения хромитовых руд 10-15
Отходы обогащения хромитовых руд (кусковые) образуются как результат процесса обогащения в тяжелых средах, при котором выделяется хвостовой продукт, представленный в виде пустой породы, не пригодной для дальнейшей переработки. Частично эти отходы размещаются на специальных отвалах, частично - в выработанном пространстве карьера. Данные отходы образуются на Донском комбинате (г. Хромтау, Актюбинская область), который основан в 1938 году на базе Южно-Кемпирсайских месторождений хромитовых руд. Хромсодержащие отходы складируются в отвалах, образуя техногенные месторождения, и являются источником загрязнений бассейнов рек и водоемов, ухудшая экологическую обстановку регионов их местонахождения.
Кемпирсайские месторождения хромитовых руд по подтвержденным запасам занимают второе место в мире, а по высокому качеству руды не имеют аналогов в мире (2 место после ЮАР, однако в рудах Кемпирсайских месторождений более высокий процент хрома, нежели в месторождениях ЮАР).
Минералогический состав представлен следующими основными минералами: кварцем (SiO2), пироксеном Ca(Mg, Fe)[Si2O6]; эпидотом Ca2(Al, Fe)3O(OH)[SiO4][Si2O7]; цоизитом (Ca2Al3O)(OH)[SiO4][Si2O7]; хромшпинелью (Mg, Fe)(Cr, Al, Fe)2O4 и др.
В составе отходов обогащения хромитовых руд обнаружены следующие основные соединения: Са6Al4Cr2О3; K(Cr, Ti, Fe, Mg)12O14; Ca5(OH)(Cr2O4)3; Na2Ca2Si2(Cr2O3)5; (Mg, Fe)(Cr, Al)2O4; MgO; CaCO3; Mg2CO3; Ca2MgAlFeO6; K2Ca(CO3)2.
Химический состав отходов обогащения представлен в таблице 1.
Figure 00000001
Горелые породы, образовавшиеся после самовозгорания горючих сланцев, использовались в качестве тонкомолотого наполнителя для получения водостойкого пористого заполнителя. Образуются горелые породы в местах добычи сланцев. Сланец, который не удалось в процессе добычи отделить от пустой породы, направляется в отвал. В терриконах при совместном хранении пустых пород и сланцев за счет повышенного количества в смешанных отвальных массах органических соединений происходит самовозгорание, которое приводит к образованию большого количество отхода - горелых пород. Горелые породы представляют собой продукт низкотемпературного обжига при самовозгорании породы (смесь глины и сланцев) в терриконах в окислительной среде. Количество горелых пород в терриконах составляет от 75 до 90% от объема отвала. Химический состав горелых пород Самарской области (г. Сызрань), образовавшихся после самовозгорания горючих сланцев, представлен в таблице 1.
Горелые породы, в отличие от глинистых компонентов, хотя и содержат более 50% глинистых минералов, но не обладают пластичностью и связующей способностью.
1. В качестве жидкого стекла (связующего) использовалось товарное натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см3 (см. ГОСТ 13075-81).
2. В качестве добавки-коагулятора использовался хлористый натрий (ГОСТ 13830-97, производства ОАО «Бассоль»), размолотый до размера менее 0,3 мм.
3. В качестве тонкомолотых компонентов - горелые породы и отходы обогащения хромитовых руд, размолотые до прохода через сито 0,14 мм.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Композиции (таблица 2) для производства пористого заполнителя готовили путем тщательного перемешивания всех компонентов, аналогично технологии, представленной в прототипе. Получение смеси производилось в мешалке принудительного действия в следующем порядке. Сначала в мешалку загружались тонкомолотые компоненты и хлорид натрия, которые тщательно перемешивались, затем в готовую сухую смесь при включенной мешалке заливалось натриевое стекло тонкой струйкой. Перемешивание производилось до получения однородной массы, но не менее 5 минут.
Figure 00000002
Полученная смесь системой ножей разрезалась на отдельные гранулы, которые термообрабатывались при 250-300°С в печном грануляторе, вспучиваясь при этом и образуя шарообразные высокопористые гранулы. Полученные гранулы помещались в электрическую печь, разогретую до температуры 790°С, и выдерживались там 10 минут. После изотермической выдержки гранулы охлаждались при скорости охлаждения 40°С/мин. Физико-механические показатели пористого заполнителя представлены в таблице 3.
Figure 00000003
Как видно из таблицы 3, пористые заполнители из предложенных составов имеют более высокие прочность на сжатие и коэффициент размягчения, чем прототип.
Техническое решение при использовании отходов обогащения хромитовых руд в предложенных составах позволяет повысить прочность на сжатие и коэффициент размягчения пористого заполнителя.
Использование техногенного сырья при получении пористого заполнителя способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды, расширению сырьевой базы для керамических материалов.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Денисов Д.Ю. Использование отходов флотации углеобогащения в производстве керамзита / Д.Ю. Денисов, И.В. Ковков, В.З. Абдрахимов // Башкирский химический журнал. - 2008. - Том 15. - №2. - С. 107-109.
2. Патент №2481286 Российская Федерация, МПК С04В 14/24. Композиция для производства водостойкого пористого заполнителя / Абдрахимов В.З., Семенычев В.К., Абдрахимова Е.С., Вдовина Е.В.; заявитель и патентообладатель Самарская академия государственного и муниципального управления; заявлено 29.06.2011; опубл. 10.05.2013. Бюл. 13.

Claims (2)

  1. Композиция для производства пористого заполнителя, включающая натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см3, хлорид натрия, размолотый до размера менее 0,3 мм, и горелые породы, размолотые до прохода через сито 0,14 мм, дополнительно содержит отходы обогащения хромитовых руд, размолотые до прохода через сито 0,14, с содержанием оксидов, мас.%: SiO2 - 28,17; Аl2O3 - 2,37; Fe2O3 - 8,64; СаО - 2,24; MgO - 32,8; Сr2O3 - 12,68; R2O - 1,4; п.п.п. - 11,7 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
  2. натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см3 50-75 хлорид натрия, размолотый до размера менее 0,3 мм 1-3 горелые породы 12-34 отходы обогащения хромитовых руд 10-15
RU2016102870A 2016-01-28 2016-01-28 Композиция для производства пористого заполнителя RU2615557C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016102870A RU2615557C1 (ru) 2016-01-28 2016-01-28 Композиция для производства пористого заполнителя

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016102870A RU2615557C1 (ru) 2016-01-28 2016-01-28 Композиция для производства пористого заполнителя

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2615557C1 true RU2615557C1 (ru) 2017-04-05

Family

ID=58505597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016102870A RU2615557C1 (ru) 2016-01-28 2016-01-28 Композиция для производства пористого заполнителя

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2615557C1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3684558A (en) * 1968-02-02 1972-08-15 Agency Ind Science Techn Process of enrobing powder particles
SU779334A1 (ru) * 1978-12-15 1980-11-15 Криворожский Ордена Трудового Красного Знамени Горнорудный Институт Сырьева смесь дл изготовлени легкого заполнени
RU2111932C1 (ru) * 1996-05-31 1998-05-27 Акционерное общество "ЭТНА" Способ изготовления пеносиликатного материала
RU2478084C2 (ru) * 2011-07-01 2013-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) Композиция для производства водостойкого пористого заполнителя
RU2481286C2 (ru) * 2011-06-29 2013-05-10 Автономное муниципальное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарская академия государственного и муниципального управления" (АМОУ ВПО "САГМУ") Композиция для производства водостойкого пористого заполнителя
RU2532112C1 (ru) * 2013-07-30 2014-10-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН (ИХТРЭМС КНЦ РАН) Сырьевая смесь для получения гранулированного теплоизоляционного материала

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3684558A (en) * 1968-02-02 1972-08-15 Agency Ind Science Techn Process of enrobing powder particles
SU779334A1 (ru) * 1978-12-15 1980-11-15 Криворожский Ордена Трудового Красного Знамени Горнорудный Институт Сырьева смесь дл изготовлени легкого заполнени
RU2111932C1 (ru) * 1996-05-31 1998-05-27 Акционерное общество "ЭТНА" Способ изготовления пеносиликатного материала
RU2481286C2 (ru) * 2011-06-29 2013-05-10 Автономное муниципальное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарская академия государственного и муниципального управления" (АМОУ ВПО "САГМУ") Композиция для производства водостойкого пористого заполнителя
RU2478084C2 (ru) * 2011-07-01 2013-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) Композиция для производства водостойкого пористого заполнителя
RU2532112C1 (ru) * 2013-07-30 2014-10-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН (ИХТРЭМС КНЦ РАН) Сырьевая смесь для получения гранулированного теплоизоляционного материала

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rakhimova et al. Alkali-activated cements and mortars based on blast furnace slag and red clay brick waste
Ngayakamo et al. Development of eco-friendly fired clay bricks incorporated with granite and eggshell wastes
de Paiva et al. Utilization of inorganic solid wastes in cementitious materials–A systematic literature review
RU2481286C2 (ru) Композиция для производства водостойкого пористого заполнителя
RU2478084C2 (ru) Композиция для производства водостойкого пористого заполнителя
KR101749831B1 (ko) 레드머드와 미연소탄소 고함량 플라이애쉬를 이용한 경량 지오폴리머 경화체 및 그 제조 방법
KR102226027B1 (ko) 폐패각 친환경 그라우트재 및 지반 그라우팅 공법
Ślosarczyk et al. A literature review of the latest trends and perspectives regarding alkali-activated materials in terms of sustainable development
KR101377475B1 (ko) 마사토와 마사토로부터 모래 분리에 따라 발생되는 슬러지를 이용한 황토 블록의 제조방법
RU2555972C1 (ru) Композиция для производства пористого заполнителя
KR20140114211A (ko) 블록 형성용 고화제 조성물
KR20150005019A (ko) 무기질 슬러지 폐기물을 이용한 지오폴리머 결합의 인공골재 조성물 및 그 제조방법
RU2602622C1 (ru) Керамическая композиция для изготовления кирпича
KR100795936B1 (ko) 폐기 점토를 활용한 점토투수블록 및 그 제조방법
RU2555171C1 (ru) Композиция для производства пористого заполнителя
RU2614339C1 (ru) Композиция для производства пористого заполнителя
KR101383646B1 (ko) 현무암 석분슬러지를 이용한 경량골재 및 그 제조방법
Thukkaram et al. Characteristics of sewage sludge and its potential applications in the construction industry: a review
RU2615557C1 (ru) Композиция для производства пористого заполнителя
PL210921B1 (pl) Sposób otrzymywania kruszywa lekkiego z odpadów komunalnych i przemysłowych
KR101451501B1 (ko) 무기질 슬러지 미립자를 이용한 인공골재 조성물 및 그 제조방법
RU2649206C1 (ru) Композиция для производства пористого заполнителя
RU2618244C1 (ru) Композиция для производства пористого заполнителя
RU2594238C1 (ru) Композиция для производства пористого заполнителя
RU2622060C1 (ru) Композиция для производства пористого заполнителя

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180129