RU2718588C1 - Способ изготовления легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала - Google Patents

Способ изготовления легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала Download PDF

Info

Publication number
RU2718588C1
RU2718588C1 RU2018145553A RU2018145553A RU2718588C1 RU 2718588 C1 RU2718588 C1 RU 2718588C1 RU 2018145553 A RU2018145553 A RU 2018145553A RU 2018145553 A RU2018145553 A RU 2018145553A RU 2718588 C1 RU2718588 C1 RU 2718588C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
insulating
carried out
silica
firing
Prior art date
Application number
RU2018145553A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Трофимович Ерофеев
Александр Иванович Родин
Виктор Семенович Бочкин
Алексей Сергеевич Кравчук
Андрей Дмитриевич Богатов
Сергей Валерьевич Казначеев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва"
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 бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва"
Priority to RU2018145553A priority Critical patent/RU2718588C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2718588C1 publication Critical patent/RU2718588C1/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
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/14—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silica
    • 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
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than 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
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/6261—Milling
    • 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
    • C04B38/08—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by adding porous substances

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

Изобретение относится к производству легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала, который может быть использован для тепловой изоляции зданий, сооружений и различных промышленных установок. Способ включает смешение предварительно обработанного на камневыделительных вальцах кремнеземсодержащего компонента в виде трепела и щелочного компонента в виде соды кальцинированной технической, гомогенизацию сырьевой смеси и обжиг в металлических формах. Предварительно обработанный трепел сушат до достижения влажности сырья не более 3 %, гомогенизацию сырьевой смеси осуществляют путем совместного помола компонентов в шаровых мельницах до удельной поверхности не менее 500 м/кг. Обжиг проводят со скоростью от 1,5 до 4,5°С/мин до температуры от 750 до 850°С с выдержкой при максимальной температуре в течение 30 мин. При этом используют трепел следующего минералогического состава: кристобалит 40,5-45,5 %, гейландит 14,8-19,8 %, мусковит 9,2-14,2 %, кальцит 7,5-13,5 %, кварц не более 12,0 %, тридимит не более 1,0 %, а содержание соды кальцинированной технической составляет от 15 до 20 % от массы шихты. Технический результат изобретения – упрощение способа производства изделий. 3 пр.

Description

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству теплоизоляционных и теплоизоляционно-конструкционных строительных изделий из широко распространенного и доступного сырья, и может быть использовано для тепловой изоляции конструкций зданий и сооружений, различных промышленный установок, аппаратуры, холодильников, трубопроводов и транспортных средств, в том числе для изготовления как мелкоразмерных, так и крупноразмерных изделий, таких как блоки, плиты, панели и т.п.
Известен способ получения легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного строительного материала, включающего смешение кремнеземсодержащего компонента и щелочного компонента, гомогенизацию сырьевой смеси, предварительный обжиг гранулированной сырьевой смеси, помол обожженных гранул и обжиг размолотого порошка в металлических формах, причем предварительно осуществляют обработку кремнеземсодержащего компонента на камневыделительных вальцах для удаления труднодробимых включений. В качестве кремнеземсодержащего компонента используют диатомит или трепел и/или опоку, содержащие активный кремнезем, а в качестве щелочного компонента – смесь каустической соды и кальцинированной соды в соотношении 0,5-0,8/1 (RU 2442762, МПК C04В 38/08, опубл. 20.02.2012).
К недостаткам представленного способа следует отнести достаточно большое количество технологических операций при производстве материала и достаточно большой расход дорогостоящих щелочных компонентов.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ производства легковесного керамического теплоизоляционного строительного материала, включающий смешение предварительно обработанного кремнеземсодержащего компонента и щелочного компонента, гомогенизацию сырьевой смеси, сушку гранулированной сырьевой смеси, дробление высушенных гранул и обжиг в металлических формах. При этом предварительную обработку кремнеземсодержащего компонента осуществляют на камневыделительных вальцах для удаления труднодробимых включений и активации кремнезема, в устройстве сушки для достижения влажности 19-25 % и в устройстве измельчения для достижения максимальной крупности частиц 1 мм. В качестве кремнеземсодержащего компонента используют диатомит или трепел и/или опоку, содержащие активный кремнезем, а в качестве щелочного компонента – смесь каустической соды и кальцинированной соды в соотношении 0,5-0,8/1 (RU 2530035, МПК C04В 38/08, опубл. 10.10.2014).
К недостаткам представленного способа следует отнести также достаточно большое количество технологических операций при производстве материала и достаточно большой расход дорогостоящих щелочных компонентов.
Технический результат заключается в сокращении количества технологических операций при производстве легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала, а также сокращение расхода дорогостоящих щелочных компонентов.
Сущность изобретения заключается в том, что способ изготовления легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала включает смешение предварительно обработанного кремнеземсодержащего компонента в виде трепела и щелочного компонента в виде соды кальцинированной технической, гомогенизацию сырьевой смеси, обжиг в металлических формах. Предварительную обработку трепела осуществляют на камневыделительных вальцах для удаления труднодробимых включений с последующей сушкой до достижения влажности сырья не более 3 %. Гомогенизацию сырьевой смеси осуществляют путем совместного помола компонентов в шаровых мельницах до удельной поверхности не менее 500 м2/кг, обжиг в металлических формах осуществляют со скоростью от 1,5 до 4,5 °С/мин до температуры от 750 до 850 °С с выдержкой при максимальной температуре в течение 30 мин. В качестве кремнеземсодержащего компонента используют трепел, следующего минералогического состава: кристобалит (SiO2) – 40,5-45,5 %, гейландит ((Ca,Sr,K2,Na2)[Al2Si6O16]⋅5H2O) – 14,8-19,8 %, мусковит (KAl2[AlSi3O10](OH)2) – 9,2-14,2 %, кальцит (CaCO3) – 7,5-13,5 %, кварц (SiO2) – не более 12,0 %, тридимит (SiO2) – не более 1,0 %, а содержание соды кальцинированной технической составляет от 15 до 20 % от массы шихты.
Для получения легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала применяют следующие материалы.
1. Трепел Енгалычевского месторождения Республики Мордовия, следующего химического состава, мас. %: SiO2 – 71,00 %, CaO – 9,01 %, Al2O3 – 8,90 %, Fe2O3 – 2,86 %, K2O – 2,06 %, MgO – 1,61 %, TiO2 – 0,444 %, Na2O – 0,252 %, P2O5 – 0,171 %, SrO – 0,064 %, BaO – 0,029 %, SО3 – 0,027 %, ZrO2 – 0,017 %, V2O5 – 0,012 %, MnO – 0,012 %, Cr2O3 – 0,009 %, Rb2O – 0,010 %, CuO – 0,008 %, ZnO – 0,005 %, ППП – 3,50 % с карьерной влажностью 45 %.
2. Сода кальцинированная техническая, отвечающая требованиям ГОСТ 5100-85.
Способ осуществляют следующим образом.
Исходный кремнеземсодержащий компонент, а именно трепел, со склада или непосредственно с карьера посредством ленточного конвейера подают на предварительную переработку в камневыделительные вальцы для удаления крупных трудно дробимых включений, затем посредством ленточного конвейера подают в сушилку. Из сушилки сырье влажностью не более 3 % ленточным транспортером подавают через дозаторы в шаровую мельницу. Туда же подают соду кальцинированную техническую в количестве от 15 до 20 % массы шихты. Шихту размалывают до удельной поверхности не менее 500 м2/кг. Полученным порошком заполняют металлические формы изделий, при этом форма и размеры изделий могут быть самыми разнообразными. Формы, заполненные порошком, отправляют на обжиг в туннельную печь, где обжигают с подъемом температуры до 750-850 °С со скоростью от 1,5 до 4,5 °С/мин с выдержкой при максимальной температуре в течение 30 мин. После обжига формы обжигаемых изделий вынимают из печи, посредством электропередаточной тележки передают в камеры отжига, где происходит остывание материала с формами до температуры окружающей среды, затем посредством электропередаточной тележки формы с материалом передают на пост расформовки изделий, где готовый материал извлекают из форм распиливают на изделия нужных размеров и отправляют на склад готовой продукции.
Возможность реализации способа изготовления теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала подтверждается следующими примерами.
Пример 1.
Трепел обрабатывают на камневыделительных вальцах. Подготовленный таким образом материал, сушат до остаточной влажности не более 3 %, размалывают совместно с содой кальцинированной технической, в количестве 15 % от массы шихты до удельной поверхности не менее 500 м2/кг. Измельченной шихтой заполняют прямоугольную металлическую форму размерами 200×100×100 мм и помещают в муфельную печь. Шихту обжигают с подъемом температуры до 750 °С со скоростью 1,5 °С/мин с выдержкой при максимальной температуре в течение 30 мин. После обжига материал с формой остывает вместе с печью до температуры окружающей среды. Охлажденный образец полученного строительного материала размером 200×100×100 мм извлекают из формы для проведения дальнейших испытаний.
Структура материала однородная, пористость материала равномерная, отсутствуют пустоты и уплотнения. Размер пор до 1 мм. Плотность 600 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,115 Вт/м⋅°C, прочность при сжатии 11 МПа. Полученный легковесный керамический строительный материал относится к теплоизоляционно-конструкционным строительным материалам.
Пример 2.
Отличается от примера 1 тем, что количество соды кальцинированной технической от массы шихты равно 18 %, а подъем температуры до 800 °С со скоростью 3 °С/мин.
Структура материала однородная, пористость материала равномерная, отсутствуют пустоты и уплотнения. Размер пор до 1,7 мм. Плотность 300 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,063 Вт/м⋅°C, прочность при сжатии 3,1 МПа. Полученный легковесный керамический строительный материал относится к теплоизоляционным строительным материалам.
Пример 3.
Отличается от примера 1 тем, что количество соды кальцинированной технической от массы шихты равно 20 %, а подъем температуры до 850 °С со скоростью 4,5 °С/мин.
Структура материала однородная, пористость материала равномерная, отсутствуют пустоты и уплотнения. Размер пор до 2 мм. Плотность 200 кг/м3, коэффициент теплопроводности 0,053 Вт/ м⋅°C, прочность при сжатии 1,5 МПа. Полученный легковесный керамический строительный материал относится к теплоизоляционным строительным материалам.
По сравнению с известным решением предлагаемое позволяет значительно сократить количество технологических операций при производстве легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала с использованием широко распространенного и доступного сырья. Применение в качестве кремнеземсодержащего компонента трепела с заданным минералогическим составом, а также исключение из состава соды каустической позволит значительно сократить расходы на дорогостоящие щелочные компоненты.

Claims (1)

  1. Способ изготовления легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала, включающий смешение предварительно обработанного кремнеземсодержащего компонента в виде трепела и щелочного компонента в виде соды кальцинированной технической, гомогенизацию сырьевой смеси, обжиг в металлических формах, предварительную обработку трепела осуществляют на камневыделительных вальцах для удаления труднодробимых включений с последующей сушкой, отличающийся тем, что сушку осуществляют до достижения влажности сырья не более 3 %, гомогенизацию сырьевой смеси осуществляют путем совместного помола компонентов в шаровых мельницах до удельной поверхности не менее 500 м2/кг, обжиг в металлических формах осуществляют со скоростью от 1,5 до 4,5°С/мин до температуры от 750 до 850°С с выдержкой при максимальной температуре в течение 30 мин, при этом в качестве кремнеземсодержащего компонента используют трепел следующего минералогического состава: кристобалит 40,5-45,5 %, гейландит 14,8-19,8 %, мусковит 9,2-14,2 %, кальцит 7,5-13,5 %, кварц не более 12,0 %, тридимит не более 1,0 %, а содержание соды кальцинированной технической составляет от 15 до 20 % от массы шихты.
RU2018145553A 2018-12-21 2018-12-21 Способ изготовления легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала RU2718588C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018145553A RU2718588C1 (ru) 2018-12-21 2018-12-21 Способ изготовления легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018145553A RU2718588C1 (ru) 2018-12-21 2018-12-21 Способ изготовления легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2718588C1 true RU2718588C1 (ru) 2020-04-08

Family

ID=70156416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018145553A RU2718588C1 (ru) 2018-12-21 2018-12-21 Способ изготовления легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2718588C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2154618C2 (ru) * 1998-11-10 2000-08-20 Капустин Федор Леонидович Способ изготовления теплоизоляционного материала на основе кремнистых пород
RU2473516C1 (ru) * 2011-06-29 2013-01-27 Виктор Александрович Кондратенко Способ изготовления легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала "конпазит"
RU2530035C1 (ru) * 2013-07-26 2014-10-10 Александр Васильевич Павленко Способ производства легковесного керамического теплоизоляционного строительного материала
RU2569138C1 (ru) * 2014-11-10 2015-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "Тюменское инновационное предприятие Института криосферы-1" Способ получения пористого строительного материала
WO2017069808A1 (en) * 2015-10-23 2017-04-27 Ep Minerals, Llc Opaline flux-calcined diatomite products

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2154618C2 (ru) * 1998-11-10 2000-08-20 Капустин Федор Леонидович Способ изготовления теплоизоляционного материала на основе кремнистых пород
RU2473516C1 (ru) * 2011-06-29 2013-01-27 Виктор Александрович Кондратенко Способ изготовления легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала "конпазит"
RU2530035C1 (ru) * 2013-07-26 2014-10-10 Александр Васильевич Павленко Способ производства легковесного керамического теплоизоляционного строительного материала
RU2569138C1 (ru) * 2014-11-10 2015-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "Тюменское инновационное предприятие Института криосферы-1" Способ получения пористого строительного материала
WO2017069808A1 (en) * 2015-10-23 2017-04-27 Ep Minerals, Llc Opaline flux-calcined diatomite products

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RU. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Badanoiu et al. Preparation and characterization of foamed geopolymers from waste glass and red mud
Guo et al. Novel glass ceramic foams materials based on red mud
Fernandes et al. Environmental friendly management of CRT glass by foaming with waste egg shells, calcite or dolomite
US20020073898A1 (en) Porous silicate granular material and method for producing it
US20130052351A1 (en) Fly ash processing and manufacture of articles incorporating fly ash compositions
Siqueira et al. Application of grits waste as a renewable carbonate material in manufacturing wall tiles
KR20080017966A (ko) 폐유리를 활용한 세라믹 타일 조성물 및 그 타일의제조방법
EP2796435A1 (en) Dry mixture for producing cellular fibre-reinforced concrete
EP2455353A1 (en) Multilayer ceramic structures
Rakhila et al. Elaboration and characterization of new ceramic material from clay and phosphogypsum
KR101171787B1 (ko) 정수슬러지 몰탈 및 그를 이용한 타일의 제조방법
Al-Saadi et al. Foaming geopolymers preparation by alkali activation of glass waste
US9567260B2 (en) Synthetic microparticles
RU2374206C1 (ru) Сырьевая смесь и способ изготовления керамических изделий
RU2718588C1 (ru) Способ изготовления легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала
CN111960854A (zh) 基于模压成型法的发泡陶瓷板制作装置、方法和原料
RU2600252C1 (ru) Способ изготовления крупноразмерных стеклокристаллических пеноблоков
KR101883606B1 (ko) 석재 폐기물을 이용한 건축자재의 제조방법
US9340456B2 (en) Process using multiple waste streams to manufacture synthetic lightweight aggregate
WO2008143549A1 (ru) Строительный материал и способ его получения
RU2451000C1 (ru) Способ производства стеклокристаллических пеноматериалов
RU2530035C1 (ru) Способ производства легковесного керамического теплоизоляционного строительного материала
Paunescu et al. New manufacturing method of glass foam by cold expansion of glass waste
Yu Influence of silica fume on the production process and properties of porous glass composite
Stolboushkin et al. A Study on Structure and Phase Composition of Cellular Ceramic Materials from Dispersed Silica-Rich Rocks