ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2272007

ШИХТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПЕНОЦЕОЛИТА

ШИХТА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПЕНОЦЕОЛИТА

Имя изобретателя: Верещагин Владимир Иванович (RU); Соколова Светлана Николаевна (RU); Казанцева Лидия Константиновна 
Имя патентообладателя: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет
Адрес для переписки: 634050, г.Томск, пр. Ленина, 30, Томский политехнический университет, отдел интеллектуальной и промышленной собственности
Дата начала действия патента: 2004.09.13 

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к производству пеноцеолита, и может быть использован как легкий конструкционный теплоизоляционный материал. Техническим результатом изобретения является снижение температуры вспенивания при производстве пеноцеолита и получение материала с водопоглощением менее 10% по объему. Шихта для получения пеноцеолита содержит цеолитсодержащий туф и щелочной компонент в виде раствора NaOH при следующем соотношении компонентов, мас.%: цеолитсодержащий туф - 86,2-87,2; щелочной компонент - 12,8-13,8.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к производству пеноцеолита, и может быть использован в строительстве как легкий конструкционный теплоизоляционный материал. 

Известным является состав для изготовления гранулированного ячеистого материала, содержащий, мас.%:

Цеолитсодержащая порода 87,2-93,8
Кислотная структурообразующая добавка 0,2-0,8
Щелочная флюсующая добавка 6,0-12,0

Изобретение относится к способу и составу для получения гранулированного ячеистого материала с адсорбционными свойствами из алюмосиликатного сырья для использования в технике. Цель изобретения - повышение адсорбционной емкости и расширение сырьевой базы /Авторское свидетельство №1805109 А1, кл. С 03 С 11/00, 1993/.

Целью данного изобретения является снижение температуры вспенивания при производстве пеноцеолита и получение материала с водопоглощением менее 10% по объему, который предназначен для использования в строительстве как легкий конструкционный теплоизоляционный материал.

Изобретение относится к строительным материалам, к которым предъявляются требования к свойствам, отличающимся от требований к материалам, предназначенным для использования в технике. Одним из таких свойств является водопоглощение, которое для данного вида строительных материалов должно быть <10% (по объему). Достижение таких показателей водопоглощения, используя предлагаемый в аналоге состав и способ получения ячеистого материала, невозможно. В этом и состоит существенное отличие состава от прототипа (табл.1 и 3).

Известной является также шихта для изготовления пеностекла, содержащая, мас.%:

Цеолитсодержащий туф 99,75-99,85
Карбид кремния 0,15-0,25

Основным недостатком данного состава является высокая температура вспенивания 1160-1180°С /Авторское свидетельство СССР №1708784, кл. С 03 С 11/00, 1992/. Высокая температура вспенивания шихты не позволяет организовать производство на существующих заводах по производству пеностекла.

Кроме того, в аналоге есть ограничения в применение цеолитсодержащих туфов по химическому и минералогическому составу.

Породы с повышенным содержанием кварца вспениваются только при температуре выше 1200°С.

Наиболее близкой к предлагаемой по температуре вспенивания является шихта, содержащая, мас.%: цеолитсодержащий туф - 35,0-83,5; стеклобой - 10,0-50,0; газообразователь на основе карбида кремния - 0,5-3,0; кальцинированная сода - 6,0-12,0 /Авторское свидетельство №2051869, кл. С 03 С 11/00, 1996/, которая позволяет производить вспенивание при температуре 900-1000°С. За счет содержания в предлагаемом составе порошкообразного боя стекла с низкими температурами плавления 750-800°С в шихте образуется расплав, способный растворять в себе цеолитсодержащий туф. Однако использование стеклобоя может негативно влиять на качество пеноматериала вследствие непостоянства состава боя стекла и его физико-механических характеристик. Кроме того, наличие нескольких добавок в шихте усложняет технологический процесс из-за необходимости дополнительного оборудования на хранение, транспортирование, дозирование и т.д., что способствует увеличению расходов на производство. А добавка карбида кремния является дефицитной и дорогой.

Задачей изобретения является снижение температуры вспенивания. Для решения поставленной задачи используется шихта при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цеолитсодержащий туф 86,2-87,2
Щелочной компонент 12,8-13,8 (например, NaOH)

При температурах 700-900°С большинство цеолитовых минералов переходят в аморфное состояние, сохраняя при этом с повышением температуры некоторое время канальную систему и соответственно малую плотность. При взаимодействии щелочного компонента и цеолитовой породы происходит заполнение канальных полостей и микропор цеолита, что задерживает выделение цеолитовой воды до температуры 800-850°С, и одновременно.

В качестве щелочного компонента могут быть использованы отходы химической промышленности.

Увеличение количества щелочного компонента выше 20% приводит к снижению качества пористой структуры, образованию крупных пор. При уменьшении щелочного компонента в шихте меньше 10% вспениваемость шихты в указанном температурном интервале прекращается, так как при этом его количество недостаточно для растворения цеолитсодержащей породы.

Пример: Цеолитсодержащую породу измельчают в шаровой мельнице. Тонкость помола характеризуется прохождением пробы через сито 0,5 мм. После предварительной термообработки в течение 30 минут цеолитсодержащий туф перемешивают с раствором щелочи. Смесь помещают в металлические формы и вспенивают при температуре 850°С в течение 10 минут, затем производят отжиг.

В табл.2-3 приведены составы пеностекла и его свойства.

Как видно из таблицы 3, использование щелочного раствора в составе шихты позволяет изготавливать пеноцеолит при более низкой температуре, что позволяет снизить энергетические затраты на его производство.

Таблица 1
Шихта для производства пеноцеолита
№ состава Плотность насыпная, кг/м 3 Водопоглощение, % Адсобция, емкость по СаО мг/г
1 150 83,5 175
2 250 70,4 160
3 300 64,4 152
4 150 80,0 175
5 250 74,6 159
6 300 61,2 150

Таблица 2
Состав смеси, мас.% Температура вспенивания Время обжига, мин. Объемная масса пеностекла, кг/м 3
Цеолитсодержащий туф Стеклобой Кальцинированная соль Карбид кремния
69,5 30 - 0,5 1060 30 910
69,5 30 - 0,5 1040 60 >1000
87,5 - 12 0,5 1060 30 500
87,5 - 12 0,5 1040 60 1000

Таблица 3
Состав смеси, мас.% Температура вспенивания Время обжига, мин. Средняя плотность, кг/м 3 Водопоглощение, %
Цеолитсодержащий туф Щелочной компонент
87,2 12,8 850 10 >950 <20
86,2 13,8 850 10 678 <20
86,2 13,8 900 10 643 <20

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Шихта для получения пеноцеолита, включающая цеолитсодержащий туф, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит щелочной компонент в виде раствора NaOH при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Цеолитсодержащий туф 86,2-87,2
Щелочной компонент 12,8-13,8

Версия для печати
Дата публикации 08.05.2007гг


вверх