WO2010140919A1 - Способ получения гранулированного теплоизоляционного материала - Google Patents

Способ получения гранулированного теплоизоляционного материала Download PDF

Info

Publication number
WO2010140919A1
WO2010140919A1 PCT/RU2010/000023 RU2010000023W WO2010140919A1 WO 2010140919 A1 WO2010140919 A1 WO 2010140919A1 RU 2010000023 W RU2010000023 W RU 2010000023W WO 2010140919 A1 WO2010140919 A1 WO 2010140919A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
silica
mass
heat
insulating material
granules
Prior art date
Application number
PCT/RU2010/000023
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Гелани Асманович ХАЛУХАЕВ
Александр Николаевич Кондратенко
Юрий Романович Кривобородов
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Акросилтекс"
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
Priority to RU2009121342 priority Critical
Priority to RU2009121342A priority patent/RU2403230C1/ru
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Акросилтекс" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Акросилтекс"
Publication of WO2010140919A1 publication Critical patent/WO2010140919A1/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use 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
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/22Glass ; Devitrified glass
    • C04B14/24Glass ; Devitrified glass porous, e.g. foamed glass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use 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
    • C04B18/02Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
    • C04B18/021Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates agglomerated by a mineral binder, e.g. cement
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use 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
    • C04B18/02Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
    • C04B18/027Lightweight materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00Use 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
    • C04B20/02Treatment
    • C04B20/026Comminuting, e.g. by grinding or breaking; Defibrillating fibres other than asbestos
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00Use 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
    • C04B20/02Treatment
    • C04B20/04Heat treatment
    • C04B20/06Expanding clay, perlite, vermiculite or like granular materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00Use 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
    • C04B20/02Treatment
    • C04B20/04Heat treatment
    • C04B20/06Expanding clay, perlite, vermiculite or like granular materials
    • C04B20/061Expanding clay, perlite, vermiculite or like granular materials in rotary kilns
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B30/00Compositions for artificial stone, not containing binders
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/0068Ingredients with a function or property not provided for elsewhere in C04B2103/00
    • C04B2103/0094Agents for altering or buffering the pH; Ingredients characterised by their pH
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/60Agents for protection against chemical, physical or biological attack
    • C04B2103/63Flame-proofing agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/28Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/90Reuse, recycling or recovery technologies cross-cutting to different types of waste
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
    • Y02W30/94Use of waste materials as fillers for mortars or concrete from metallurgical processes

Abstract

Настоящее изобретение относится к области получения строительных материалов, конкретно к получению теплоизоляционных заполнителей, используемых в качестве утеплителей в различных конструкциях и элементах зданий и сооружений строительных. Способ включает получение гранулированного теплоизоляционного материала на основе аморфного кремнезема путем перемешивания его с сыпучим кремнеземсодержащим наполнителем (песком) и щелочесодержащим компонентом (щелочь или кремнеземсодержащее вяжущее) при определенных соотношениях их. Далее осуществляют гранулирование, вспучивание гранул при сушке их. Получают гранулы с низкой теплопроводностью, повышенной прочностью, водостойкостью и морозостойкостью.

Description

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА

Описание изобретения. Назначение изобретения.

Изобретение относится к области получения строительных материалов. Конкретно касается получения гранулированных теплоизоляционных материалов, в том числе легких пористых заполнителей и может найти применение в строительстве при утеплении и звукоизоляции различных конструкций и элементов зданий и сооружений- стен, перегородок, мансард, лоджий, полов, потолков непосредственно на строящемся объекте в том числе, на основе неорганических, несгораемых и экологически чистых эффективных материалов.

Предшествующий уровень техники.

Известны способы получения теплоизоляционных материалов на основе кремнистых пород, к которым относятся кремнистые породы осадочного происхождения, такие как диатомиты, трепелы и опоки. Это природные гидратные кремнеземы в аморфном состоянии (аморфные кремнеземы), относящиеся к группе опала.

Эти известные способы получения теплоизоляционных материалов на основе кремнистых пород могут быть подразделены, в частности, на две группы, в зависимости от вида поризации:

- пенопоризация шликера с последующей сушкой и обжигом изделий;

- термохимическое вспучивание за счет использования выгорающих добавок (кокса), диссоциирующих добавок (известняка) или удаления гидратной воды.

Первая группа представлена технологией получения пенодиатомитовых изделий (Майзель И.Л., Сандлер В. Г., Технология теплоизоляционных материалов, M., Высшая школа, 1988), заключается в тонком измельчении диатомита, приготовлении пенодиатомитовой массы и формовании изделий, стабилизации пористой структуры изделий посредством сушки и образования пористого керамического черепка обжигом высушенного сырца. Очень высокая влажность пеномассы, достигающая 200-250%, является причиной больших усадочных деформаций при сушке (20-25%), что ухудшает качество готовых изделий. Сушка пенодиатомитовых изделий производится в формах, что предопределяет неблагоприятные условия для удаления влаги, так как ее испарение может происходить только с поверхности. Это обстоятельство, а также значительные сушильные усадки пеномассы определяют большие (48-96ч) продолжительность процесса сушки.

Согласно другой известной монографии (Горлов Ю.П., Технология теплоизоляционных акустических материалов и изделий, M., Высшая школа, 1989, с.197-207), изделия имеют плотность 450-600 кг/м3, прочность 0,6-0,9 МПа; способ изготовления гранулированного заполнителя, включает приготовление сырьевой смеси на основе жидкого стекла и тонкодисперсного наполнителя, перемешиванием, формированием гранул с последующей выдержкой в коагулирующей среде - в 30-35%-нoм растворе хлористого кальция, при температуре 22-30° С в течение 40 минут, подсушивание осуществляется при температуре 85-90° С в течение 10-20 минут, вспучивание - при температуре 350-500° С в течение 1-3 минут. Однако, при изготовлении гранул известного состава данная технология не позволяет получать гранулы с высоким коэффициентом вспучивания из-за образования прочной кремнегелевой корочки, формирующейся на поверхности гранулята в момент реакции в 30-35%-нoм растворе хлористого кальция, которая препятствует вспучиванию.

Таким образом, недостатком данного способа является повышенная плотность, высокие энергозатраты, связанные с длительными тепловыми процессами и высоким водосодержанием, значительная усадка полученного материала.

Пеносиликат, как и пеностекло, как теплоизоляционный материал, известен достаточно давно. Пеносиликат является неорганическим силикатным аморфным материалом, содержащим в своем объеме значительные количества газовой фазы.

Известна сырьевая смесь и способ получения гранулированного теплоизоляционного материала из жидкого стекла - стеклопора. Сырьевая смесь включает следующие компоненты: 93-95% жидкого стекла, плотностью 1,4-1,45 г/см3, 7-5% тонкодисперсного наполнителя с удельной поверхностью 2000-3000 cм2/г (например золы ТЭС) и 0,5-1% гидрофобизующей добавки — кремнийорганической жидкости (например, ГKЖ-10). Сырьевая смесь, перемешанная до однородного состояния, подается в капельном виде в раствор хлористого кальция с температурой 22- 30° С и выдерживается в течение 40 мин для формирования гранул. Полученные сырцовые гранулы подсушиваются при 85-90° С в течение 10- 20 мин и затем вспучиваются при 350-500° С в течение 1-3 мин (RU 2263085 C2, 27.10.2005).

Недостатком известной сырьевой смеси является низкая прочность и водостойкость полученного материала, сложность и длительность технологического процесса его изготовления, а также применение раствора хлористого кальция, вызывающего коррозию используемого оборудования. Проведение конечного процесса вспенивания при высоких температурах определяет высокую энергоемкость процесса, что значительно повышает себестоимость конечного материала.

Кроме того, полученный теплоизоляционный материал в виде гранул имеет ограниченное применение - в качестве засыпок к строительных конструкциях или добавок в легкие бетонные смеси, но непригоден для использования в качестве самостоятельного, например, поверхностного теплоизолирующего слоя.

Известен также состав для получения теплоизолирующего материала «Kpeмнeплacт», включающий измельченное кремнеземистое сырье, обрабатываемое концентрированным раствором щелочи. В качестве кремнеземистого сырья используют природное сырье, содержащее аморфный диоксид кремния: диатомит, трепел или опоку, при соотношении, вec.%: кремнеземистое сырье 70-80, концентрированный раствор щелочи 20- 30, в качестве щелочи используют NaOH или KOH, концентрация раствора 42-46%. Перед перемешиванием кремнеземистое сырье и концентрированный раствор щелочи нагревают до 25-30° C5 после перемешивания полученную массу выдерживают в течение 1-2 часов при 20-25° С. Полученую смесь нагревают до образования густой гомогенной массы с выдерживанием, охлаждают до перехода в хрупкое состояние. Нагревание смеси ведут до 80-90° осуществляют в течение 3 ч по 20° С в час (RU 2173674, C2, 20.09.2001).

Известен также состав для получения теплоизолирующего материала, приведенный в описываемом способе, в котором готовят высокомодульное жидкое стекло с силикатным модулем 4-7, причем высокомодульное жидкое стекло получают гидротермальный обработкой при 68-73° С и атмосферном давлении, в течение 5-10 мин, суспензии из кремнеземсо держащего аморфного материала: микрокремнезема - отхода производства, с составом: кристаллического кремния 83-93 мае. % SiO2 и 6-16 мае. % углеродных примесей — графит (С) и карборунд (SiC), в щелочном растворе гидрата окиси натрия, при соотношении жидкой и твердой фаз Ж/T= 0,94-1,008, гранулируют и термообрабатывают сырцовые гранулы, а термообработку сырцовых гранул проводят при 350-400° С в течение 20-30 мин (RU 2165908, Cl, 27.04.2001).

Недостатком известного способа и полученного теплоизолирующего материала является необходимость длительного ступенчатого нагревания и охлаждания промежуточных смесей и выдерживание их при определенных температурах в течение длительного времени, что усложняет технологический процесс.

Недостатком известного состава для получения теплоизолирующего материала является необходимость большого количества операций по подготовке всех компонентов к конечному процессу вспенивания. Кроме того, проведение конечного процесса вспенивания при высоких температурах определяет высокую энергоемкость процесса, что значительно повышает себестоимость конечного продукта.

Известен состав для изготовления теплоизоляционного материала, включающий жидкое стекло, кремнефтористый натрий, гидрат окиси натрия и кремнеземистый компонент, алюминиевую пудру, портландцемент, воду. В качестве кремнеземистого компонента используется немолотый кварцевый песок и молотый кварцевый песок или немолотый кварцевый песок и молотый шамот или немолотый кварцевый песок и микрокремнезем при следующем соотношении компонентов, мае. %: жидкое натриевое стекло 27-33, кремнефтористый натрий 2,5-4,8, указанный кремнеземистый компонент 38-44, алюминиевая пудра 1,1-1,2, гидрат окиси натрия 2,7-3,3, портландцемент 11,5-13,8, вода 8-13. Причем используют немолотый кварцевый песок и молотый кварцевый песок при соотношении от 1 :2 до 1 :3 по массе, модуль крупности немолотого кварцевого песка равен 0,5-1,2, а тонкость помола молотого кварцевого песка должна характеризоваться удельной поверхностью 250-350 м2/кг. Также используют немолотый кварцевый песок и молотый шамот при соотношении 1:2 до 1:3,59 по массе и используют немолотый кварцевый песок и микрокремнезем при соотношении от 1:1 до 1:2 по массе (RU 2225373, 10.03.2004). Приготовление вышеуказанных сырьевых смесей также требует трудоемких и энергоемких процессов подготовки используемого сырья, что определяется требованиями к крупности вводимых исходных компонентов. Кроме того, операции вспенивания полученных композиций идут и при промежуточных процессах перемешивания, что не гарантирует состав и качество конечного продукта.

Из RU 2234474, 20.08.2004, известен другой способ получения гранулированного теплоизоляционного материала, который включает приготовление высокомодульного жидкого стекла из суспензии микрокремнезема в растворе гидроксида натрия при атмосферном давлении, гидротермальную обработку суспензии при температуре 95° С в течение 10 мин с получением высокомодульного жидкого стекла, термообработку полученных из указанного стекла гранул при температуре 350-400° С, при которой происходит вспучивание гранул. Полученное в результате гидротермальной обработки высокомодульное жидкое стекло из микрокремнезема охлаждают до 18-20° С на пластинчатом конвейере, оборудованном ватержакетом, с конвейера подают на дробильно- сортировочную установку, а термообработку фракционированного щебня - гранул осуществляют в сушильном барабане в течение 10 мин. Из RU 2264363, 20.11.2005 известна сырьевая смесь и способ получения гранулированного теплоизоляционного материала. Сырьевая смесь для гранулированного теплоизоляционного материала включает, мае. %: микрокремнезем — 41,37, сульфатное мыло с концентрацией 40 % в пересчете на сухое вещество - 0,21, раствор гидроксида натрия с концентрацией 45,22% в пересчете на Na2O — 21,97, вода — 36,45. Способ приготовления гранулированного теплоизоляционного материала из сырьевой смеси, включает приготовление суспензии из компонентов смеси, гидротермальную обработку ее при 80-90° С и атмосферном давлении в течение 10-15 мин, грануляцию и последующую термообработку сырцовых гранул при 350-400° С в течение 10 мин.

Из RU 2295508, 20.03.2007, известна другая сырьевая смесь и способ получения гранулированного теплоизоляционного материала. Сырьевая смесь для получения гранулированного теплоизоляционного материала включает микрокремнезем, раствор гидроксида натрия с концентрацией 45,22% и воду, продукт ректификации сырого талового масла сульфатно- целлюлозной переработки древесины с кислотным числом 196 мг KOH на 1 г при следующем соотношении компонентов, мае. %: микрокремнезем - 41,4, указанный продукт - 0,2-0,8, указанный раствор гидроксида натрия в пересчете на Na2O - 21,5, вода - остальное. Способ получения гранулированного теплоизоляционного материала из указанной выше сырьевой смеси характеризуется тем, что включает приготовление суспензии из компонентов смеси, гидротермальную обработку ее при 80-90° С и атмосферном давлении в течение 10-15 мин, грануляцию и последующую термообработку сырцовых гранул при 350-400° С в течение 10 мин.

Вышеуказанные способы относятся к трудоемким и энергоемким процессам. Известны другие способы изготовления теплоизоляционного материала. В частности, известен способ изготовления теплоизоляционного материала, включающий смешивание кремнистой породы из группы: трепел, диатомит, опока и щелочного компонента, укладку смеси в формы и ее термическую обработку (RU 2053984 Cl, 10.02.1996).

Полученные изделия не отличаются хорошей водостойкостью. К тому же данным способом не получают гранулированный теплоизоляционный материал.

Из RU 2293073, 10.02.2007 известен способ изготовления негорючего утеплителя, который включает приготовление сырьевой смеси путем совместного помола кварцевого песка и кремнефтористого натрия, смешения с жидким стеклом, предварительного приготовленным водным раствором пенообразователя ПO-6K и заливку полученной сырьевой смеси между наружным и внутренним слоями строительной конструкции, осуществляют совместный помол кварцевого песка и кремнефтористого натрия при их соотношении 9-10 : 1 вес. Ч. Соответственно в течение 5-6 ч. с получением продукта помола с удельной поверхностью 1700-2500 см /г, жидкое стекло смешивают в течении 5-7 мин с предварительно приготовленным водным раствором пенообразователя ПO-6K в соотношении пенообразователя ПO-6K и воды 1 : 50 вес. ч. при соотношении указанного водного раствора и жидкого стекла 1 : 1,5 вес.ч. с получением сырьевой смеси непосредственно перед ее заливкой. Однако данный способ также не предназначен для получения гранулированного теплоизоляционного материала.

Из SU 1548178, 07.03.1990 известен способ получения теплоизоляционного легкого пористого заполнителя путем смешения силикатного свяжующего (60-80 мac%), представляющего собой продукт плотностью 1,5-1,72 г/см3, полученный в результате обработки раствором щелочи тонкомолотого туфа с тонкодисперсным туфом 11-25 мкм и газообразователем в виде сажи или технического углерода 0,5-1,5, силикатом калция 2,5-4,5, метасиликатом натрия 6-9. Теплоизоляционный материал имеет следующие свойства: средняя плотность 300-600 кг/м3, прочность при сжатии 2-6 МПа, термостойкость 680-8200C, температуроустойчивость 750-900 С, гидролитический класс 2-3-й, кислотостойкость минеральных кислотах 80- 99%, водопоглащение по объему 1,5-12%, теплопроводность 0,080-0,115 Bт/м*гpaд, температура предварительной тепловой обработки 120-1350C. Однако способ достаточно сложен, так как основан на использовании многокомпонентного состава и является не экономичным. Из RU 2177921 10.01.2002, известен способ получения гранулированного теплоизоляционного материала, включающий приготовление жидкого стекла гидротермальной обработки суспензии микрокремнезема в растворе гидросиликата натрия при атмосферном давлении, грануляцию и термообработку сырцовых гранул, при этом в качестве микрокремнезема используют отход производства кристаллического кремния аморфной структуры с размером частиц (0,01-0,l)xl0"6 м следующего химического состава: 83-93 мac.% SiO2 и 6-16 мac.% углеродистых примесей - углерод (С) и карборунд (SiC), соотношение жидкой и твердой фаз в суспензии Ж/Т = 0,94-1,008, гидротермальную обработку суспензии осуществляют 68-730C в течение 5-10 мин с получением высокомодульного жидкого стекла с силикатным модулем 4-7, а термообработку сырцовых гранул проводят при 350-4000C в течение 20-30 мин.

Данный известный способ также отличается определенной сложностью и неэкономичен.

Из RU 2274620, известен способ получения гранулированного теплоизоляционного материала включает приготовление суспензии из компонентов смеси, гидротермальную обработку ее при 80-900C и атмосферном давлении в течении 10-15 мин, грануляцию и последующую термообработку сырцовых гранул при 350-4000C в ечение 10 мин. Сырьевая смесь для гранулированного теплоизоляционного материала включает, мacc.%: микрокремнезем - 41,37, «кapaмeль» - остаточный продукт при переработке древесины по сульфатному способу, содержащий 91,8 мac.% нерастворимых в 72%-нoй H2SO4 веществ, в пересчете на сухое вещество — 0,21, раствор гидроксида натрия с концентрацией 54,22% в пересчете на Na2O - 21 ,97, вода - 36,45.

Данный известный способ также не экономичен, длителен и конечный продукт не обладает всем комплексом необходимых свойств, в частности не обладает необходимой водостойкостью.

Из RU2290379, 27.12.2006 известен способ получения гранулированного теплоизоляционного материала из сырьевой смеси, который включает приготовление суспензии из компонентов смеси, гидротермальную обработку ее при 80-900C и атмосферном давлении в течение 10-15 мин, грануляция и последующую термообработку сырцевых гранул при 350- 4000C в течение 10 мин. Сырьевая смесь для получения гранулированного теплоизоляционного материала содержит, мacc.%: микрокремнезем - 41,4, «кapaмeль» - отход сульфатно-целлюлозной переработке древесины - 0,2- 0,8, раствор гидроксида натрия с концентрацией 45,22% в пересчете HaNa2O - 21,5, вода — остальное.

Данный способ также не экономичен, а полученные гранулы не обладают необходимой прочностью и водостойкостью.

Из RU2329986, 27.07.2008 известен еще один способ получения гранулированного теплоизоляционного материала, который включает приготовление сырьевой смеси, содержащей кремнистую породу типа диатомита, или опоки, или трепела, щелочной компонент в виде гидроксида натрия или калия с добавлением воды в количестве, необходимом для удобства формования массы, перемешивание, формование массы и термообработку. При приготовлении смеси в водный раствор гидроксида натрия или калия вводится этил силикат, содержащий 40,5% двуокиси кремния, 14% тетраэтоксисилана, затем порциями вводят отдозированные кремнистую породу и гидроксид натрия или калия, добавляют воду в указанном количестве. Полученные после формования гранулы опудривают измельченной кремнистой породой. Термообработку осуществляют при температуре 300-5000C в течении 5-15 минут или при температуре 501-900 С в течении 1 -5 минут. Соотношение компонентов сырьевой смеси составляет, мac.%: указанная кремнистая порода 69-91,5, гидроксид натрия или калия 8- 30, указанный этилсиликат 0,5-1.

Получают гранулы экологически чистого теплоизоляционного материала из местного природного сырья с повышенной прочностью и водостойкостью. Однако и данный способ не экономичен, включает использование достаточно дефицитных компонентов.

Краткое описание сущности изобретения.

Итак, технической задачей заявленного изобретения является упрощение процесса, снижение себестоимости готового продукта, а также получение гранулированного продукта с пониженной теплопроводностью, повышенной водостойкостью и морозостойкостью.

Поставленная техническая задача достигается способом получения гранулированного теплоизоляционного материала для строительных изделий, включающий перемешивание аморфного кремнезема с дисперсностью l-100мкм с кремнеземсодержащим сыпучим наполнителем, таким как песок с дисперсностью 5-70 мкм в течение 3-10 мин до получения однородной сыпучей массы, введением в сухую сыпучую массу щелочесодержащего компонента, предварительно разбавленного водой либо в виде кремнезомсодержащего вяжущего с плотностью 1,5-1,7 г/см3 при соотношении его от 1:1 до 4:1, либо в виде водного раствора едкого натра или каустической соды при соотношении от 1:0,2 до 1:0,5, перемешивание сухой сыпучей смеси с этим щелочесодержащим компонентом в течение 3-5 мин до получения однородной пастообразной массы, продавливание этой массы через фильеры диаметром 3-8 мм, резку образующейся на выходе из фильеры нити на куски размером не более 5-6 мм, последующее гранулирование с одновременным вспучиванием гранул при сушке их во вращающейся сушильной камере при температуре до 2500C и при следующем соотношении исходных компонентов в мacc.%: аморфный кремнезем 23,0-34,0 указанный сыпучий наполнитель 49,0-58,0 указанный щелочесодержащий компонент 4,0-13,0 вода остальное. В качестве аморфного кремнезема используют аморфнй кремнезем как природного происхождения (трепел, диатомит, опоки), так и промышленного происхождения (микрокремнеземы).

В качестве кремнеземсодержащего сыпучего наполнителя используют различные пески (кварцевые, намывные речные и морские), отходы добычи и обработки гранита и других горных пород, высушенные глины, супеси, суглинки, шлако-зольные отходы от сжигания различных yглeй(бypыx, антрацитов), вспученные гидрослюды (вермикулит, перлитовый песок), вулканические порода (пемзы, туфы), доменные и металлургические шлаки с дисперсностью 5-70 мкм.

В качестве щелочесодержащего компонента используют едкий натр (калий) (водный раствор) или каустическую соду, а также кремнеземсодержащее вяжущее (связующее) с плотностью 1,5-1,7 г/см3, полученное в частности по патентам RU 2236374, 20.09.2004; RU 2283818, 20.09.2006.

Подробное описание сущности изобретения, раскрытие изобретения. Предлагаемая технология основывается на свойстве вспучивания аморфных кремнеземов затворенных водным раствором щелочного компонента и подвергнутого термообработке при температуре до 2500C. При этом, в зависимости от состава шихты степень вспучивания регулируется от 2 до 6 кратного. При этом полученные гранулы в два раза легче и обладают более низкой теплопроводностью, чем керамзит получаемый при температурах выше 9500C и не уступают керамзиту по несущей способности. Реализация данной технологии осуществляется в следующем порядке. Кварцевый песок дисперсностью 5 -70 мкм, перемешивается в смесителе с аморфным кремнеземом дисперсностью 1 -10 мкм до получения однородной сухой массы в течении 3-10 минут, затем в сухую массу вводится щелочной элемент в виде кремнеземсодержащего вяжущего разбавленного водой в соотношении от 1:1 до 4:1 или водный раствор щелочного компонента в соотношении от 1:0,2 до l;0,5. Производится перемешивание до получения однородной пастообразной массы в течении 3-5 минут. Полученная масса продавливается, например через фильеры с отверстиями диaмeтpoм_3 - 8 мм, на выходе из фильеры происходит резка образующейся нити, например струнная, на куски не более 5-6 мм, которые попадают в гранулятор где приобретают форму близкую к шару. Из гранулятора они направляются во вращающуюся сушильную камеру с температурой 2500C. Проходят ее в постоянном движении. За время прохождения сушильной камеры происходит их вспучивание. Готовая продукция из сушильной камеры попадает в бункер накопитель готовой продукции.

Полученные гранулы имеют сплошную гладкую поверхность, без открытых пор.

Гранулы могут использоваться как засыпной утеплитель или из них изготавливают стеновые блоки.

Ниже приведены примеры составов для получения гранул с использованием кремнеземсодержащего вяжущего и без него (в качестве щелочесодержащеrо компонента), которые однако только иллюстрируют изобретение, но не ограничивают его.

Пример 1.

На вяжущем из песка - 1,59 г/см3 (на кремнеземсодержащем вяжущем по патенту RU2283818).

Состав : вяжущее - 12,0 мac.%

Кремнезем (микрокремнезем) - 23,8 мac.%

Вода - 7,1 мac.%

Песок - 57,1 мac.%

Пример 2.

Этот же материал без использования вяжущего.

Состав: песок — 49,6 мac.%

Кремнезем (трепел) - 33,1 мac.%

Вода- 12,4 мac.%

Едкий натр - 4,9 мac.%

При M350 он имеет следующие характеристики:

Теплопроводность — 0,087

Предел прочности на сдавливание - 2,4 МПа.

Изготовление блоков с использованием полученных гранул может осуществляться двумя способами или с использованием кремнеземсодержащего вяжущего или путем их спекания.

При получении их с использованием вяжущего.

Гранулы обволакиваются вяжущим, засыпаются в форму и подвергаются термообработке при 2500C. Блоки имеют плотность 1200 кг/м3, теплопроводность — 0,158, пpoчнcть-M-150, морозостойкость- F -50.

При получении их спеканием.

Гранулы засыпаются в форму и подвергаются термообработке при 750-

8500C.

Блоки имеют плотность 700-800 кг/м3, теплопроводность - 0,093, прочнсть-

M-100, морозостойкость- F 45.

Промышленная применимость.

Таким образом, как следует из приведенных данных заявленный в качестве изобретения способ позволяет получить гранулированный теплоизоляционный материал в виде гранул, которые обладают хорошими свойствами (прочные, с хорошими теплоизоляционными свойствами), и которые могут использоваться как самостоятельно - как засыпной утеплитель, так и для изготовления из них стеновых блоков, например.

Claims

Ф ОРМУЛА ИЗ ОБРЕТЕНИЯ
Способ получения гранулированного теплоизоляционного материала для строительных изделий , включающий перемешивание аморфного кремнезема с дисперсностью l-100мкм с кремнеземсо держащим сыпучим наполнителем, таким как песок с дисперсностью 5-70 мкм в течение 3-10 мин до получения однородной сыпучей массы, введение в сухую сыпучую массу щелочесодержащего компонента, предварительно разбавленного водой либо в виде кремнеземсодержащего вяжущего с плотностью 1,5-1,7 г/см при соотношении его от 1:1 до 4:1, либо в виде водного раствора едкого натрия или каустической соды при соотношении от 1:0,2 до 1:0,5, перемешивание сухой сыпучей массы с этим щелочесодержащим компонентом в течение 3-5 мин до получения однородной пастообразной массы, продавливание этой массы через фильеры диаметром 3-8мм, резку образующейся на выходе из фильеры нити на куски размером не более 5-6мм, последующее гранулирование с одновременным вспучиванием гранул при сушке их во вращающейся сушильной камере при температуре до 250° С и при следующем соотношении исходных компонентов в мacc%: аморфный кремнезем 23,0-34,0 указанный сыпучий наполнитель 49,0-58,0 указанный щелочесодержащий компонент 4,0-13,0 вода остальное.
PCT/RU2010/000023 2009-06-05 2010-01-20 Способ получения гранулированного теплоизоляционного материала WO2010140919A1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009121342 2009-06-05
RU2009121342A RU2403230C1 (ru) 2009-06-05 2009-06-05 Способ получения гранулированного теплоизоляционного материала

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010140919A1 true WO2010140919A1 (ru) 2010-12-09

Family

ID=43297910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2010/000023 WO2010140919A1 (ru) 2009-06-05 2010-01-20 Способ получения гранулированного теплоизоляционного материала

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2403230C1 (ru)
WO (1) WO2010140919A1 (ru)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2442762C1 (ru) * 2010-09-10 2012-02-20 Виктор Александрович Кондратенко Способ изготовления легковесного керамического теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного материала
RU2504526C2 (ru) * 2011-03-21 2014-01-20 Василий Агафонович Лотов Способ изготовления теплоизоляционных изделий
RU2472726C1 (ru) * 2011-08-31 2013-01-20 Юлия Алексеевна Щепочкина Шихта для производства пористого заполнителя
RU2472728C1 (ru) * 2011-09-30 2013-01-20 Юлия Алексеевна Щепочкина Шихта для производства пористого заполнителя
RU2472727C1 (ru) * 2011-09-30 2013-01-20 Юлия Алексеевна Щепочкина Шихта для производства пористого заполнителя
RU2484029C1 (ru) * 2011-10-06 2013-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Сырьевая смесь для изготовления пеностекла
RU2507168C1 (ru) * 2012-10-05 2014-02-20 Юлия Алексеевна Щепочкина Шихта для производства пористого заполнителя
RU2569949C2 (ru) * 2013-07-02 2015-12-10 Геннадий Дмитриевич Ашмарин Способ изготовления строительных изделий из кремнистых пород

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1495324A1 (ru) * 1986-11-14 1989-07-23 Харьковский инженерно-строительный институт Сырьева смесь дл получени плотного заполнител
DE3941732A1 (de) * 1989-12-18 1990-07-12 Seger Michael Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von schaumglas-formkoerpern
WO1997033843A1 (en) * 1996-03-11 1997-09-18 Zakrytoye Aktsionernoye Obshchestvo 'ksv' Thermally insulating building material
RU2329986C2 (ru) * 2006-08-22 2008-07-27 Людмила Григорьевна Федяева Способ получения гранулированного теплоизоляционного материала

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1495324A1 (ru) * 1986-11-14 1989-07-23 Харьковский инженерно-строительный институт Сырьева смесь дл получени плотного заполнител
DE3941732A1 (de) * 1989-12-18 1990-07-12 Seger Michael Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von schaumglas-formkoerpern
WO1997033843A1 (en) * 1996-03-11 1997-09-18 Zakrytoye Aktsionernoye Obshchestvo 'ksv' Thermally insulating building material
RU2329986C2 (ru) * 2006-08-22 2008-07-27 Людмила Григорьевна Федяева Способ получения гранулированного теплоизоляционного материала

Also Published As

Publication number Publication date
RU2403230C1 (ru) 2010-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9919974B2 (en) High-strength geopolymer composite cellular concrete
Reig et al. Properties and microstructure of alkali-activated red clay brick waste
US8709150B2 (en) Composition for building material and a process for the preparation thereof
CN102875073B (zh) 一种加气砖
CN102875067B (zh) 一种含有改性纳米矿物粉的加气砖
US4824811A (en) Lightweight ceramic material for building purposes, process for the production thereof and the use thereof
CN103467018B (zh) 一种用蛭石制备低密度油井固井水泥试块的制备方法
JP4490816B2 (ja) 合成中空小球体
US4086098A (en) Composition of matter comprising cellular aggregate distributed in a binder
CN102875072B (zh) 一种原料含有萤石矿渣的加气混凝土砌块
CN103467023B (zh) 松脂岩制备低密度油井固井水泥试块的制备方法
US20180007191A1 (en) Lightweight synthetic particle and method of manufacturing same
CN100463881C (zh) 保温节能型轻质加气墙砖及其制备方法
RU2283818C1 (ru) Способ изготовления изделий на основе кремнеземсодержащего связующего
US8609244B2 (en) Engineered low-density heterogeneous microparticles and methods and formulations for producing the microparticles
RU2416579C2 (ru) Водная суспензия на основе гидравлического связующего и способ ее получения
Kouamo et al. Synthesis of volcanic ash-based geopolymer mortars by fusion method: Effects of adding metakaolin to fused volcanic ash
US4430108A (en) Method for making foam glass from diatomaceous earth and fly ash
CN103601430B (zh) 碳化硅陶瓷微珠制备低密度油井固井水泥试块的方法
CN102010168B (zh) 一种免烧空心保温砌块及其制备方法
CN100408506C (zh) 一种高强度粉煤灰陶砂的制造方法
CN101618968B (zh) 超微孔轻质隔热保温耐火砖及其制造方法
JP4615683B2 (ja) 繊維強化セメント成形体およびその製法
CN103964765B (zh) 一种利用抛光废渣制造陶粒透水砖的方法
CN103880359B (zh) 二氧化硅氧化铝复合陶瓷微珠制备油井固井水泥试块方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10783637

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase in:

Ref country code: DE

122 Ep: pct app. not ent. europ. phase

Ref document number: 10783637

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A, DATED 24-05-2012)

122 Ep: pct app. not ent. europ. phase

Ref document number: 10783637

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1