ГЛИНОФОСФАТНЫЙ МАТЕРИАЛ

ГЛИНОФОСФАТНЫЙ МАТЕРИАЛ


RU (11) 2257359 (13) C1

(51) 7 C04B28/34, C04B111:27 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
к патенту Российской Федерации 
Статус: по данным на 03.05.2007 - прекратил действие, но может быть восстановлен 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2005.07.27 
(21) Регистрационный номер заявки: 2004106816/03 
(22) Дата подачи заявки: 2004.03.09 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.03.09 
(45) Опубликовано: 2005.07.27 
(56) Аналоги изобретения: RU 2148563 C1, 10.05.2000. RU 2138532 C1, 27.09.1999. SU 1219561 A, 23.03.1986. SU 364575 A, 01.01.1973. BG 48380 A, 15.02.1991. 
(72) Имя изобретателя: Сватовская Л.Б. (RU); Якимова Н.И. (RU); Макарова Е.И. (RU); Латутова М.Н. (RU); Дзираева Е.А. (RU); Крюкова Е.В. (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения "Министерства путей сообщения Российской Федерации" (RU) 
(98) Адрес для переписки: 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., 9, ПГУПС МПС России, патентный отдел 

(54) ГЛИНОФОСФАТНЫЙ МАТЕРИАЛ
Изобретение относится к области строительных материалов. Технический результат - замедление сроков схватывания твердеющих материалов при сохранении водостойкости. Глинофосфатный материал, включающий песок, глину кембрийскую, железосодержащий отход металлургического производства с остатком на сите № 008 5...7%, содержащий оксид Fe(II), и раствор ортофосфорной кислоты в отработанном моющем растворе, содержащем 3-5% нефтепродуктов, имеющий плотность 1,25-1,35 г/см3 при следующем соотношении компонентов, мас.%: песок - 40-42, глина кембрийская - 27-28, указанный железосодержащий отход - 12-15, указанный раствор - остальное. 1 табл.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано при производстве строительных блоков. 

Известны материалы на основе глин, суглинков, фосфорной кислоты и добавок - оксидов d-металлов. (Латутова М.Н., Сватовская Л.Б., Чибисов Н.П. и др. Физико-химические особенности твердения ГЛИНФов и АЛЮМФов - Л.: Стройиздат, "Цемент" №10, 1990). В качестве активирующих добавок использованы оксиды Fe(II) или Cu(I), обладающие восстановительными свойствами и способные улучшать технические характеристики глинофосфатных материалов.

Указанные известные глинофосфатные материалы твердеют на воздухе и являются водостойкими.

Недостатком этих материалов является быстрое твердение на воздухе.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является выбранный за прототип глинофосфатный материал на основе суглинка 71... 74 мас.%, железосодержащего отхода металлургического производства с остатком на сите №008 5... 7%, содержащего оксид Fe (II) 7... 11 мас.% и ортофосфорной кислоты плотностью 1,24... 1,25 г/см3 - остальное (Патент RU №2148563, С 04 В 28/34, 10.05.2000).

Недостатком указанного глинофосфатного материала является быстрое твердение на воздухе.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в замедлении сроков схватывания твердеющих материалов за счет сорбционных процессов нефтепродуктов, влияющих на образование конечных фосфатных соединений, при сохранении водостойкости.

Поставленная задача достигается тем, что глинофосфатный материал, включающий песок для строительных работ ГОСТ 8736-93 с содержанием SiO2 - не менее 78% и глинистых частиц не более 2%, модуль крупности 1,9... 2,4 мм; глину кембрийскую состава, мас.%: SiO2-62,83; TiO2+Аl 2О3-17,29; Fе2О3-6,4; CaO-1,24; MgO-2,73; К2О-4,5; SO3-0,54; прочие - 4,47; железосодержащий отход металлургического производства с остатком на сите №008 5... 7%, содержащий оксид железа (II), и концентрированную ортофосфорную кислоту, дополнительно содержит отработанный моющий раствор, содержащий нефтепродукты 3... 5%, а указанная смесь концентрированной ортофосфорной кислоты и отработанного моющего раствора имеет плотность 1,25... 1,35 г/см3 ; при следующем соотношении компонентов, мас.%:

указанный песок 40... 42

указанная глина 27... 28

указанный железосодержащий отход 12... 15

указанная смесь концентрированной ортофосфорной кислоты

и отработанного моющего раствора Остальное

Новым по сравнению с прототипом является использование в качестве жидкости затворения раствора, приготовляемого путем разведения концентрированной ортофосфорной кислоты отработанным моющим раствором (содержащим 3... 5% нефтепродуктов) до достижения плотности 1,25... 1,35 г/см3.

Применение нового раствора замедляет сроки схватывания глинофосфатного материала. 

ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ

Смесь, состоящую из песка, глины и железосодержащего отхода металлургического производства с остатком на сите №008 5... 7%, содержащего оксида Fe(II), перемешивают и затворяют раствором плотностью 1,25... 1,35 г/см3 , состоящим из концентрированной ортофосфорной кислоты, разбавленной отработанным моющим раствором. Используют следующие материалы: железосодержащий отход следующего основного состава, мас.%: FeO-96, CuO-0,1; Аl2О3-0,4; Мо3O 4-0,1; NiO-0,2; SiO2-2,0; Сr2О 3-0,3; С-0,3; песок для строительных работ ГОСТ 8736-93 с содержанием SiO2 - не менее 78% и глинистых частиц не более 2%. Модуль крупности 1,9... 2... 4 мм; глина кембрийская состава, мас.%: SiO2-62,83; TiO2+Аl 2О3-17,29; Fе2О3-6,4; CaO-1,24; MgO-2,73; К2О-4,5; SO3-0,54; прочие - 4,47; ортофосфорная кислота (ГОСТ 65-52-80), разбавленная отработанным моющим раствором, содержащим 3... 5% нефтепродуктов, имеет плотность 1,25... 1,35 г/см3. Моющий раствор представляет собой 5% раствор смеси Na2CO3 · 1,5H2O2 и Na2 SiF6.

После затвердевания на воздухе получается водостойкий глинофосфатный материал, который можно использовать в строительстве.

Содержание в кислоте нефтепродуктов 3... 5% позволяет замедлить сроки схватывания. Сроки схватывания глинофосфатных материалов определялись по ГОСТ 310.3.78.

Примеры составов и результаты испытаний представлены в таблице.

Номер п.п. Состав, мас.% Сроки схватывания, час-мин. Прочность при сжатии, MПa, в возрасте 28 сут. после 2 сут. водонасыщения 
Песок Глина Железосодержащий отход Концентр. ортофос-форная кислота и моющий раствор, плотность, 1,25... 1,35 г/см3 Ортофосфорная кислота, (водный раствор), плотность, 1,24... 1,25 г/см3 начало конец 
1 2 3 4 5 6 7 8 
1 39 28 15 18 - 0-30 0-45 11,0 
2 40 27 15 18 - 0-45 2-35 11,9 
3 41 28 13 18 - 0-55 2-40 10,8 
4 42 28 12 18 - 0-50 2-48 9,8 
5 43 27 12 18 - 1-05 1-55 8,7 
6 39 31 12 18 - 1-10 1-45 8,9 
7 39 27 16 18 - 0-25 0-45 11,4 
8 43 23 16 18 0-22 0-40 11,3 
9 40 27 15 - 18 0-15 0-30 11,0 
10 41 28 13 - 18 0-20 0-40 10,5 
11 42 28 12 - 18 0-25 0-45 9,7 


Анализ таблицы показывает, что использование в качестве жидкости затворения ортофосфорной кислоты, разбавленной отработанным моющим раствором, содержащим 3... 5% нефтепродуктов, дает возможность регулировать сроки схватывания глинофосфатного материала аналогично срокам схватывания портландцемента (начало схватывания - 45 мин, конец - 2 ч 30 мин).




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Глинофосфатный материал, включающий песок, глину кембрийскую, железосодержащий отход металлургического производства с остатком на сите № 008 5...7%, содержащий оксид Fe(II), и раствор ортофосфорной кислоты, отличающийся тем, что он содержит раствор ортофосфорной кислоты в отработанном моющем растворе, содержащем 3-5% нефтепродуктов, имеющий плотность 1,25-1,35 г/см3, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Песок 40-42

Глина кембрийская 27-28

Указанный железосодержащий отход 12-15

Указанный раствор остальное