СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗВЕСТКОВО-ПЕСЧАНОГО СТРОИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗВЕСТКОВО-ПЕСЧАНОГО СТРОИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА


RU (11) 2149149 (13) C1

(51) 7 C04B28/20, C04B111:20, C04B40/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.10.2007 - прекратил действие 

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

(14) Дата публикации: 2000.05.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 98107302/03 
(22) Дата подачи заявки: 1998.04.17 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 1998.04.17 
(45) Опубликовано: 2000.05.20 
(56) Аналоги изобретения: SU 630236 A, 25.10.1978. SU 763292 A, 15.09.1980. SU 91268 A, 27.01.1959. SU 107981 A, 07.07.1958. SU 968009 A, 23.10.1982. SU 706359 A, 31.12.1979. RU 94029102 A1, 27.07.1997. RU 94006003 A1, 20.05.1996. DE 3726256 A1, 16.02.1989. DE 3203869 C1, 13.10.1983. 
(71) Имя заявителя: Бийский технологический институт Алтайского Государственного технического университета им. И.И. Ползунова 
(72) Имя изобретателя: Громов А.М.; Кабардин А.Г.; Овчаренко Г.И. 
(73) Имя патентообладателя: Бийский технологический институт Алтайского Государственного технического университета им. И.И. Ползунова 
(98) Адрес для переписки: 659305, Алтайский край, г. Бийск-5, ул. Трофимова 27, Бийский технологический институт Алтайского Государственного технического университета им. И.И.Ползунова 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗВЕСТКОВО-ПЕСЧАНОГО СТРОИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА 

Способ относится к технологии получения строительных материалов и может быть использован в строительной промышленности для получения кирпича. Технический результат - повышение производительности способа изготовления строительных изделий с использованием углекислого газа. Способ получения известково-песчаного строительного материала предусматривает получение массы измельчением песка, его химической активацией путем смешения с водным раствором соляной кислоты в количестве 3 - 10% от массы песка, смешением его с негашеной известью - оксидом кальция в количестве 4 - 10%, затем смешением с гашеной известью в количестве 6 - 12%, карбонизацию формованных из массы изделий при атмосферном давлении и температуре 60 - 99°С с последующей сушкой при температуре не более 100°С. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к технологии изготовления строительных материалов на основе песка и извести, и может быть использовано для производства безобжигового кирпича.

Известен способ обработки заполнителя (1), заключающийся в обработке заполнителя 0,1 - 1,0 М водным раствором соляной кислоты, что обеспечивает повышение химической активности заполнителя и увеличение адгезии к цементу. Однако этот способ предусматривает погружение и выдерживание порошкообразного заполнителя в большом объеме водного раствора соляной кислоты и последующее отделение песка от избытка кислоты, что также требует специального коррозионностойкого оборудования, а это усложняет производство и увеличивает время технологического цикла.

Наиболее близким аналогом является способ получения известково-песчаного строительного материала, предусматривающий карбонизацию, твердение в щелочной среде и сушку (2). К недостаткам этого способа следует отнести то, что он требует громоздких, дорогостоящих, корррозионностойких технологических емкостей, в которые помещается щелочной раствор для замачивания и твердения изделий, кроме того он обладает малой производительностью и требует значительных энергозатрат.

Задачей изобретения является разработка более производительного способа изготовления строительных изделий с использованием углекислого газа за счет сокращения времени от момента формирования изделий до окончательной сушки, упразднение сложного технологического оборудования для обработки заполнителя кислотой.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения известково-песчаного строительного материала, включающем карбонизацию углекислым газом формованных из массы изделий с последующей сушкой при температуре не более 100oC, массу получают изменением песка, его химической активацией путем смешения с водным раствором соляной кислоты в количестве 3 - 10% от массы песка, смешением его с негашеной известью - оксидом кальция, в количестве 4 - 10%, затем смешением с гашеной известью в количестве 6 - 12%, а карбонизацию осуществляют при атмосферном давлении и температуре 60 - 99oC.

Получение безобжиговых строительных изделий на основе кремнезема со связующим - известью заключается в том, что под действием температуры, углекислого газа и воды песок, известь и углекислый газ вступают в химическую реакцию с образованием хлоридов, силикатов и карбонатов кальция, которые создают матрицу и цементируют зерна песка, образуя прочную структуру материала.

Одним из факторов, влияющих на прочность материала, является степень подготовки заполнителя. Измельчение частиц песка приводит к химической активации заполнителя, а обработка раствором соляной кислоты еще более усиливает химическую активность кремнезема за счет растворения примесных соединений и очищения поверхности песчинок от более мелких частиц.

Механическое смешение такого заполнителя с негашеной известью имеет своей целью максимально эффективное использование образующихся свободных связей поверхности песка путем механического контакта оксида кальция (основное вещество негашеной извести) с диоксидом кремния (основное вещество песка). При этом проходят топохимические реакции образования силикатов и карбонатов кальция на поверхности кремнезема, а также нейтрализация избытка соляной кислоты. Гашеная известь обладает хорошей адгезий и лучшим химическим сродством к этим новообразованиям, чем к поверхности песка, обеспечивая тем самым большую адгезионную прочность. Проведение указанных выше мероприятий обеспечивает дополнительное увеличение прочности на 5 - 10 МПа.

Введение в смесь 6 - 12% гашеной извести является основной для формирования путем карбонизации требуемой прочности отформованных изделий. Количество гашеной извести менее 6% достаточно для образования соединений кальция на поверхности заполнителя, но недостаточно для формирования матрицы, обеспечивающей прочность материала. Введение в смесь более 12% гашеной извести нецелесообразно, так приводит к падению механической прочности вследствие образования толстой известковой прослойки между частицами песка.

Карбонизацию изделий осуществляют проточным углекислым газом при 60 - 99oC и в течение времени, достаточного для формирования требуемой прочности. При этом наряду с силикатом кальция образуется водонерастворимый каркас из карбоната кальция, в котором зацементированы частицы песка и который обеспечивает необходимые механические характеристики. При температуре менее 60oC скорость реакции карбонизации резко снижается и увеличивается время термовлажностной обработки, необходимое для достижения требуемой прочности материала, а при температуре выше температуры кипения воды (100oC) нарушается водотвердое отношение за счет интенсивного испарения влаги из материала и реакции карбонизации прекращается. Сушку осуществляют при атмосферном давлении и температуре до 100oC.

Эксплуатационные характеристики материала, полученного предложенным способом, приведены ниже:

Плотность - 1950 - 2000 кг/м3

Прочность на сжатие - 15 - 20 МПа

Водопоглощение - 10 - 11%

Теплопроводность - 0,7 - 0,8 Вт (м град)

Морозостойкость - 25 циклов

Источники информации:

1. Авторское свидетельство СССР N 763292, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР N 630236, 1978. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ получения известково-песчаного строительного материала, включающий карбонизацию углекислым газом формованных из массы изделий с последующей сушкой при температуре не более 100oC, отличающийся тем, что массу получают измельчением песка, его химической активацией путем смешения с водным раствором соляной кислоты в количестве 3 - 10% от массы песка, смешением его с негашеной известью - оксидом кальция в количестве 4 - 10%, затем смешением с гашеной известью в количестве 6 - 12%, а карбонизацию осуществляют при атмосферном давлении и температуре 60 - 99oC.