Сырьевая смесь для приготовления керамических материалов повышенной пористости

 

Сырьевая смесь относится к составам для приготовления керамических теплоизоляционных материалов, используемых для изготовления строительных конструкций. Технический результат: повышение прочности при сжатии при умеренном росте средней плотности, снижение себестоимости материала, увеличение сроков жизнеспособности сырьевых компонентов, расширение сырьевой базы. Сырьевая смесь для приготовления керамических теплоизоляционных материалов включает кремнеземистый компонент, добавки, пенообразователь и воду, причем в качестве кремнеземистого компонента содержит микрокремнезем с удельной поверхностью более 25 тыс. см²/г и содержанием аморфного SiO₂ 90-95%, в качестве добавок - зола-унос и портландцемент, в качестве пенообразователя - шлам холодного отстоя – отход сульфатно-целлюлозной обработки древесины, представляющий собой смесь низкомолекулярной составляющей инверсионного осадка и отстоя проинвертированного предгидролизата – прошедшего обработку Na₂CO₃, содержащий 93-97 мас.% лигнина, эмульгированный NaOH и стабилизированный жидким стеклом на основе микрокремнезема при следующем соотношении компонентов, мас.%: микрокремнезем 11,97-12,51; зола-унос 22,23-23,24; портландцемент 14,65-15,32; пенообразователь 13,04-9,09; вода 38,11-39,85. 2 табл.

Изобретение относится к составам для приготовления неавтоклавных ячеистых бетонов, используемых для изготовления строительных конструкций.

Наиболее близким аналогом является сырьевая смесь, включающая, мас.%: диатомит 60,18-61,98; опилки 1,81-1,84; казеино-канифольный пенообразователь 9,50-70,75; вода 28.51-28.41 /1/.

Недостатком указанной смеси является необходимость высококачественного сырья и относительно низкая прочность материала.

Технический результат - повышение прочности при сжатии при умеренном росте средней плотности, снижение себестоимости материала, увеличение сроков жизнеспособности и сырьевых компонентов, расширение сырьевой базы.

Технический результат достигается тем, что в качестве сырьевых компонентов используются микрокремнезем, зола-унос, цемент, пенообразователь и вода при следующем cooтношении компонентов, мас.%:

Микрокремнезем 11,97-12,51

Зола-унос 22,23-23,24

Портландцемент 14,65-15,32

Пенообразователь 13,04-9,09

Вода 38,11-39,85

Для приготовления пенообразователя отдельно готовят эмульсию шлама холодного отстоя путем самоэмульгирования 8% водного раствора шлама в 2%-ном водном растворе NaOH при температуре 75-85°С. В качестве стабилизатора используют жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Эмульсия шлама холодного отстоя 25-50

Жидкое стекло 75-50

Жидкое стекло с силикатным модулем n=3, =1,28 г/см было получено по технологии согласно патенту [патент РФ № 2056353, МКИ С 04 В 28/04, БИ №8, 1996 г.] путем прямого растворения микрокремнезема с удельной поверхностью более 25 тыс. см²/г и содержанием аморфного SiO₂ 90-95% в щелочных растворах в один этап при атмосферном давлении и температуре до 100°С в течение 40-120 мин.

Золы-уносы oт сжигания бурых углей Канско-Ачинского бассейна (Ирша-Бородинское, Назаровское, Березовское месторождения) являются высококальциевыми и содержат, мас.%: SiO₂ 21-55; Al₂O₃ 4-11; Fe₂O₃ 6-16; CaO 20-46; MgO 3-6; К₂O 0,2-1,5; Na₂O 0,2-0,6; SO₃ 0,9…9; CaO_св 3-13; горючие примеси - не более 2-2,5.

Микрокремнезем производства кристаллического кремния является дисперсным отходом, характеризующимся малым размером частиц (0,1-3 мкм) и, как следствие, высокой удельной поверхностью (более 25 тыс. см²/г). Микрокремнезем осаждается в электрофильтрах системы газоочистки плавильных печей производства кристаллического кремния. Химический состав микрокремнезема, мас.%: SiO₂ 90-95, Al₂O₃ до 0,8, Fe₂O₃ до 0,8, СаО до 1,6, MgО до 1,2, SiC до 5, С_общ до 9, К⁺ до 0,25, Na⁺ до 0,06, п.п.п. до 20.

Портландцемент М400 производства Ачинского цементного завода.

Шлам холодного отстоя - отход сульфатно-целлюлозной oбpaбoтки древесины, смесь низкомолекулярной составляющей инверсионного осадка и отстоя проинвертированного предгидролизата (прошедшего обработку Na₂CO₄). Химический состав шлама холодного отстоя, мас.%: лигнин и его соединения 93-97; нейтральные и окисленные вещества 2-3; минеральные вещества 0,5.

Пример

Процесс приготовления сырьевой смеси включает следующие операции. Сухие компоненты тщательно перемешиваются и затворяются водой. Отдельно, методом барботирования готовится пена на основе вышеописанного пенообразователя. Полученная пена постепенно вводится в сырьевую смесь. Формование осуществляется путем заливки массы в смазанные формы. Образцы выдерживаются в формах в течение суток при комнатной температуре, затем изделие подвергается пропариванию в камере ТВО по режиму 3+6+3 при Т = 85-95°С. Пропаренные образцы после распалубки высушивают и обжигают при температуре 750°С. Состав компонентов и физико-механические показатели готовых изделий представлены в таблицах 1 и 2.

Примечание. Коэффициент конструктивного качества рассчитан как отношение прочности (МПа) к средней плотности (кг/м³).

ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ

1.Китайцев В.А. Технология теплоизоляционных материалов. - М.: Издательство литературы по строительству, 1970 г., стр. 223, 227-230.

Формула изобретения

Сырьевая смесь для приготовления керамических теплоизоляционных материалов, включающая кремнеземистый компонент, добавки, пенообразователь и воду, отличающаяся тем, что в качестве кремнеземистого компонента содержится микрокремнезем с удельной поверхностью более 25 тыс. см²/г и содержанием аморфного SiO₂ 90…95%, в качестве добавок - зола-унос и портландцемент, в качестве пенообразователя - шлам холодного отстоя – отход сульфатно-целлюлозной обработки древесины, представляющий собой смесь низкомолекулярной составляющей инверсионного осадка и отстоя проинвертированного предгидролизата, прошедшего обработку Na₂CO₃, содержащий 93-97 мас.% лигнина, эмульгированный NaOH и стабилизированный жидким стеклом на основе микрокремнезема при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Микрокремнезем 11,97-12,51

Зола-унос 22,23-23,24

Портландцемент 14,65-15,32

Пенообразователь 13,04-9,09

Вода 38,11-39,85