ЖАРОСТОЙКИЙ ШЛАКОЩЕЛОЧНОЙ ПЕНОБЕТОН

ЖАРОСТОЙКИЙ ШЛАКОЩЕЛОЧНОЙ ПЕНОБЕТОН


--- Закажите полную версию данного патента ---

RU (11) 2306301 (13) C1

(51) МПК
C04B 38/10 (2006.01)
C04B 28/08 (2006.01)
C04B 111/20 (2006.01) 

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

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

Документ: В формате PDF 
(14) Дата публикации: 2007.09.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 2006104395/03 
(22) Дата подачи заявки: 2006.02.13 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2006.02.13 
(45) Опубликовано: 2007.09.20 
(56) Аналоги изобретения: RU 2149853 C1, 27.05.2000. SU 1759811 A1, 07.09.1992. RU 2123484 C1, 20.12.1998. RU 2096374 C1, 20.11.1997. DE 4327074 A1, 16.02.1995. 
(72) Имя изобретателя: Сватовская Лариса Борисовна (RU); Масленникова Людмила Леонидовна (RU); Абу-Хасан Махмуд (RU); Шершнева Мария Владимировна (RU); Кияшко Алексей Геннадьевич (RU); Бухарина Дарья Николаевна (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" (RU) 
(98) Адрес для переписки: 190031, Санкт-Петербург, Московский пр., 9, ПГУПС, патентный отдел 

(54) ЖАРОСТОЙКИЙ ШЛАКОЩЕЛОЧНОЙ ПЕНОБЕТОН
Настоящее изобретение относится к области строительных материалов, в частности к жаростойким шлакощелочным бетонам, предназначенным для теплоизоляции тепловых агрегатов. Технический результат изобретения - создание жаростойкого шлакощелочного пенобетона с пониженной теплопроводностью при обеспечении прочности, достаточной для практического применения, утилизация промышленных отходов. Жаростойкий шлакощелочной пенобетон содержит, мас.%: низкомодульное жидкое стекло плотностью 1,48 г/см3 30,70-33,90, тонкодисперсный шлак 17,25-17,35, пенообразователь 0,17-0,20, тонкодисперсный нефелиновый шлам 14,90-15,30, тонкодисперсный вспученный вермикулит плотностью 200 кг/м3 11,80-12,40, нейтрализованный гальваношлам с влажностью 80% 13,85-14,60, осадок очистных сооружений станций водоподготовки с влажностью 80%, содержащий гидроокись алюминия Al(ОН) 3, 8,13-9,45. 2 табл.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Настоящее изобретение относится к области строительных материалов, в частности к жаростойким шлакощелочным бетонам, предназначенным для теплоизоляции тепловых агрегатов.

Известны жаростойкие бетоны, содержащие вяжущее - жидкое стекло, заполнитель - керамзитовый, шамотный, вермикулитовый и т.д., тонкомолотую добавку - шамотную, магнезитовую и отвердитель - фтористый натрий, феррохромовый шлак, нефелиновый шлам (К.Д.Некрасов, М.Г.Масленникова. Легкие жаростойкие бетоны на пористых заполнителях. М., 1982, Стройиздат, с.94-125).

Недостатками таких бетонов является высокая теплопроводность, а сырьевые компоненты, входящие в состав таких бетонов, дефицитны и дорогостоящи.

Известен жаростойкий бетон, предназначенный для теплоизоляции тепловых агрегатов, содержащий (мас.%): тонкодисперсный шлак 53,65-74,32, низкомодульное жидкое стекло 25,07-45,02, пенообразователь 0,161-0,755, щелочестойкое стекловолокно в виде волокон длиной 2-3 см 0,1337-0,46 и воду - остальное (А.С. СССР №1759811, кл. С04В 28/24, 1992).

Недостатками известного технического решения являются высокая теплопроводность бетона, а также дефицитность и дорогостоимость сырьевых компонентов.

Наиболее близким аналогом по технической сущности к заявляемому изобретению является жаростойкий шлакощелочной пенобетон (RU №2149853, С04В 28/08 27.05.2000), содержащий: тонкодисперсный шлак, низкомодульное жидкое стекло, пенообразователь, щелочестойкое стекловолокно, натрий фосфорно-кислый, воду при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

тонкодисперсный шлак 55,0-57,56 
низкомодульное жидкое стекло 30,29-32,063 
пенообразователь 0,17-0,2 
щелочестойкое стекловолокно 0,27-0,29 
натрий фосфорно-кислый 0,27-0,46 
вода 11,36-12,13 


Недостатком известного технического решения также является высокая теплопроводность бетона.

Настоящее изобретение направлено на создание нового жаростойкого шлакощелочного пенобетона с пониженной теплопроводностью при обеспечении прочности, достаточной для практического применения, и одновременной утилизации промышленных отходов.

Поставленная техническая задача достигается тем, что жаростойкий шлакощелочной пенобетон, содержащий тонкодисперсный шлак, низкомодульное жидкое стекло с плотностью 1,48 г/см 3, пенообразователь, дополнительно содержит тонкодисперсный нефелиновый шлам, тонкодисперсный вспученный вермикулит плотностью 200 кг/м3, нейтрализованный гальваношлам и осадок очистных сооружений станций водоподготовки с влажностью 80%, содержащий гидроокись алюминия при следующих соотношениях, мас.%

низкомодульное жидкое стекло, с плотностью 1,48 г/см3 30,70-33,90 
тонкодисперсный шлак 17,25-17,35 
пенообразователь 0,17-0,20 
тонкодисперсный нефелиновый шлам 14,90-15,30 
тонкодисперсный вспученный вермикулит 
с плотностью 200 кг/м 3 11,80-12,40 
нейтрализованный гальваношлам с влажностью 80% 13,85-14,60 
осадок очистных сооружений станций водоподготовки 
с влажностью 80%, содержащий Al(ОН) 3 8,13-9,45 


Нейтрализованный гальваношлам представляет собой отход гальванического производства влажностью до 80 % с ионами тяжелых металлов, имеющий щелочную среду (рН 8-10).

Таблица 1. 
Содержание в мг/кг (г/т) Содержание в % 
Cu Zn Ni Mn Pb Cd Cr S сульф S общ Влага Fe общ. 
31200 60000 2994 1380 7016 550 17587 0,84 1,35 7,9 16,02 


Нефелиновый шлам - попутный продукт, образующийся в процессе производства глинозема с содержанием -2CaO*SiO2 от 75 до 80%. Основная масса представляет собой -2CaO*SiO2 в виде мелких зерен и агрегатных скоплений. Кроме того, наблюдаются мелкие зерна продуктов гидратации 2Ca*SiO2. Общее количество гидратированных частиц составляет 5-7%, присутствуют зерна нефелина и оксидов железа.

Осадок очистных сооружений станций водоподготовки представляет собой коллоидный осадок влажностью 80%, имеющий следующий химический состав, мас.%:

Al(ОН)3*Н 2O 31,5 
Fe(OH)3*H2O 3,5 
SiO2 15,6 
Al 2(SO4)3 0,4 
AlPO 4 0,3 
MgF 2 0,8 
CaF 2 1,05 
Органические примеси 27 
Гидратная вода, в основном состоящая 
из гидроокиси алюминия остальное 


На дату подачи заявки, по мнению авторов и заявителя, заявляемый жаростойкий шлакощелочной пенобетон неизвестен и данное техническое решение обладает новизной.

Заявляемая совокупность существенных признаков проявляет новое свойство, которое позволяет получить технический результат.

Совместное присутствие тонкомолотых нефелинового шлама, вермикулита, осадка очистных сооружений станций водоподготовки с влажностью 80%, нейтрализованного гальваношлама и жидкого стекла приводит к твердению бетона, а также образованию силикатов алюминия, отличающихся низким значением коэффициента теплопроводности. Нейтрализованный гальваношлам активизирует поверхность зерен заполнителя и способствует образованию жидкой фазы при обжиге на границе раздела фаз. D-металлы, находящиеся в гальваношламе, способствуют химической активации адгезии частиц заполнителя к матрице, состоящей из жидкого стекла и тонкодисперсного отвердителя - нефелинового шлама и шлака. Все вышеперечисленное приводит к более прочному контакту зерен заполнителя (вермикулита) с матрицей при спекании и созданию армирующего каркаса всей системы, что позволяет при низкой плотности без армирующего стекловолокна получить прочность, достаточную для практического применения, кроме того, нефелиновый шлам совместно со шлаком и нейтрализованным гальваношламом ускоряет твердение жаростойкого пенобетона.

Оптимальное содержание жидкого стекла в пенобетоне - 30,70-33,90%. При выходе за пределы оптимального содержания понижается прочность при сжатии жаростойкого пенобетона. При введении тонкодисперсного нефелинового шлама менее 14,9% увеличивается время твердения пенобетона. Увеличение содержания нефелинового шлама сверх 15,3% снижает прочность при сжатии пенобетона.

Содержание тонкодисперсного вспученного вермикулита менее 11,8% повышает плотность жаростойкого пенобетона, а увеличение его более 12,4% влечет за собой повышенный расход жидкого стекла в составе бетона, что снижает огнеупорность композиции, а следовательно, и температуру применения жаростойкого пенобетона. Увеличение содержания в составе пенобетона осадка очистных сооружений станций водоподготовки с влажностью 80% - более 9% - приводит к снижению прочности пенобетона после обжига, а уменьшение - менее 8,83% - к снижению стойкости пены и повышению теплопроводности.

Содержание нейтрализованного гальваношлама менее 13,85% приводит к плохой удобоукладываемости пенобетона, а содержание более 14,60% к повышенной текучести и замедлению сроков схватывания.

Учитывая вышеизложенное, можно сделать вывод, что предлагаемый состав жаростойкого шлакощелочного пенобетона явным образом не следует из уровня техники, и вся совокупность существенных признаков проявляет новое свойство, позволяющее достичь указанный технический результат, т.е. изобретение соответствует критерию охраноспособности - "изобретательский уровень".

Пример конкретного выполнения.

Изготовление жаростойкого шлакощелочного пенобетона.

1. Дозируют тонкодисперсные гранулированный шлак, вермикулит и нефелиновый шлам.

2. Дозируют часть жидкого стекла плотностью 1,48 г/см3 с силикатным модулем 2,0 и нейтрализованный гальваношлам.

3. Приготавливают бетонную смесь, смешивая отдозированные компоненты в бетономешалке в течение 3-5 минут.

4. Пену приготавливают из раствора пенообразователя Centripor SK-120 - окиси амина с осадком очистных сооружений станций водоподготовки с влажностью 80 % и стабилизатором - раствором жидкого стекла, в пеногенераторе. Содержание компонентов для приготовления раствора пенообразователя следующее: 1:50:15.

5. Дозируют приготовленную пену в бетономешалку в зависимости от необходимой плотности и смешивают ее с бетонной смесью в течение 2-3 минут, так производят приготовление пенобетонной смеси.

6. Жаростойкая пенобетонная смесь используется для изготовления изделий требуемой формы и образцов для проведения физико-механических испытаний методом литья.

7. Твердение пенобетона осуществляется в течение 1 суток в нормальных условиях.

8. Затвердевшие изделия вынимают из форм и проводят термообработку в течение суток при температуре 100-110°С.

9. Высушенные изделия готовы к эксплуатации.

Для определения физико-механических характеристик бетона (плотности и прочности на сжатие) изготавливались образцы-кубы с размером ребра 100 мм. Для определения коэффициента теплопроводности по ГОСТ 7076-99 изготовлялись плитки размером 100 мм* 100 мм и высотой 20 мм. Физико-механические характеристики жаростойкого шлакощелочного пенобетона представлены в таблице 2.

Анализ данных табл.2 показывает, что предлагаемый состав обеспечивает получение жаростойкого пенобетона, у которого коэффициент теплопроводности снижается до 0,07-0,09 при той же плотности и прочности, и, следовательно, расширяется диапазон применения. При получении жаростойкого пенобетона заявляемого состава используются побочные продукты станций водоподготовки и гальванического производства (нейтрализованные гальваношламы), что благоприятно сказывается на экологической обстановке, а также снижает себестоимость продукции.

Жаростойкий бетон, характеризуемый физико-механическими характеристиками, указанными в табл.2, может быть использован для изготовления теплоизоляционных изделий с температурой применения до плюс 1150°С, к которым предъявляют повышенные требования по теплозащитным свойствам.






ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Жаростойкий шлакощелочной пенобетон, содержащий тонкодисперсный шлак, низкомодульное жидкое стекло, пенообразователь, отличающийся тем, что он содержит низкомодульное жидкое стекло плотностью 1,48 г/см3 и дополнительно - тонкодисперсный нефелиновый шлам, тонкодисперсный вспученный вермикулит плотностью 200 кг/м3, нейтрализованный гальваношлам и осадок очистных сооружений станций водоподготовки с влажностью 80%, содержащий гидроокись алюминия Al(ОН)3 при следующем соотношении, мас.%:

низкомодульное жидкое стекло плотностью 1,48 г/см3 30,70-33,90 
тонкодисперсный шлак 17,25-17,35 
пенообразователь 0,17-0,20 
тонкодисперсный нефелиновый шлам 14,90-15,30 
тонкодисперсный вспученный вермикулит 
плотностью 200 кг/м 3 11,80-12,40 
нейтрализованный гальваношлам с влажностью 80% 13,85-14,60 
осадок очистных сооружений станций водоподготовки 
с влажностью 80%, содержащий Al(ОН) 3 8,13-9,45






ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к СТРОЙИНДУСТРИИ: строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ, бетон, специальный бетон, добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства, специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения, лакокрасочные, клеевые составы и композиции, строительные изделия, окна и двери. шторы и жалюзи. фурнитура, гарнитура и комплектующие, устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. приспособления и устройства, устройство покрытий полов. наливные полы. смеси и композиции, строительство и ремонт гидротехнических сооружений, технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения, новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ, строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ.



Новые технологии и изобретения в стройиндустрии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "силикатный кирпич" будет найдено словосочетание "силикатный кирпич". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("силикатный" или "кирпич").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+силикатный -кирпич".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "кирпич" будут найдены слова "кирпич", "кирпичи" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "кирпич!".


Строительные составы, смеси и композиции для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Специальные строительные составы, смеси и композиции обладающие гидроизолирующими, теплозащитными, звукоизоляционными, антикоррозийными, герметизирующими, радиационно-защитными свойствами и способы их получения | Лакокрасочные, клеевые составы и композиции | Строительные изделия | Новые технологии и способы ведения ремонтно-строительных работ | Окна и двери. Шторы и жалюзи. Фурнитура, гарнитура и комплектующие | Устройство кровли, крыш зданий и сооружений кровельные материалы и изделия. Приспособления и устройства | Бетон. Добавки для бетона, влияющие на его физические и химические свойства | Устройство покрытий полов. Наливные полы. Смеси и композиции | Строительство и ремонт гидротехнических сооружений | Технологии строительства и ремонтно-строительные работы при возведении объектов промышленного и гражданского назначения | Строительная техника и оборудование для производства строительных материалов и ведения строительных работ | Способы производства строительных материалов из древесины и отходов деревообработки


Рейтинг@Mail.ru