L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПОРИСТОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ
| Название | КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПОРИСТОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Абдрахимова Елена Сергеевна, Абдрахимов Владимир Закирович, Кайракбаев Аят Крымович |
| Вид объекта патентного права | Изобретение |
| Регистрационный номер | 2602623 |
| Дата регистрации | 20.11.2016 |
| Правообладатель | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) |
| Область применения (класс МПК) | C04B 14/24 (2006.01) C04B 20/06 (2006.01) C04B 38/00 (2006.01) |
Описание изобретения
Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к производству пористых заполнителей на основе жидкого стекла, предназначенных для изготовления легких бетонов, а также теплоизоляционных засыпок. Композиция для производства пористого заполнителя включает, мас.%: натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см3 50-75, хлорид натрия, размолотый до размера менее 0,3 мм 1-3, ферропыль из самораспадающихся шлаков низкоуглеродистого феррохрома с размером частиц не более 0,5 мм и с содержанием оксидов, %: SiO2 - 30,2; Al2O3 - 7,8; СаО - 45,4; MgO - 7,3; Cr2O3 - 7,8; п.п.п. - 1,5. Технический результат - повышение прочности при сжатии, коэффициента размягчения пористого заполнителя, утилизация промышленных отходов. 3 табл.
Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к производству пористых заполнителей на основе жидкого стекла, предназначенных для изготовления легких бетонов, а также теплоизоляционных засыпок.
Известна композиция для получения керамзита (пористого заполнителя) состава, мас. %: отходы флотации углеобогащения - 60, модифицированное жидкое стекло - 40 / Денисов Д.Ю. Использование отходов флотации углеобогащения в производстве керамзита / Д.Ю. Денисов, И.В. Ковков, В.З. Абдрахимов // Башкирский химический журнал. - 2008. - Том 15. - №2. - С. 107-109/.
Недостатком указанного состава керамической массы является относительно низкая прочность 1,7-1,9 МПа.
Известна композиция для получения водостойкого пористого заполнителя состава мас. %: натриевое жидкое стекло - 50-70, хлорид натрия - 1-3, горелые породы с содержанием глинистой составляющей не менее 50% и потери при прокаливании не менее 16% - 22-49 / Патент №2481286 Российская Федерация, МПК C04B 14/24. Композиция для производства водостойкого пористого заполнителя / Абдрахимов В.З., Семенычев В.К., Абдрахимова Е.С., Вдовина Е.В.; заявитель и патентообладатель Самарская академия государственного и муниципального управления; заявлено 29.06.2011; опубл. 10.05.2013. Бюл. 13.
Недостатком указанного состава является относительно низкие прочность при сжатии (2,0-2,12 МПа) и коэффициент размягчения (93-94).
Данное техническое решение принято за прототип.
Техническим результатом является повышение прочности при сжатии и коэффициента размягчения пористого заполнителя.
Указанный технический результат достигается тем, что в композицию для получения водостойкого пористого заполнителя, включающую натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см3 и хлористый натрий, размолотый до размера менее 0,3 мм, дополнительно вводят ферропыль из самораспадающихся шлаков низкоуглеродистого феррохрома с размером частиц не более 0,5 мм и с содержанием оксидов, %: SiO2 - 30,2; Al2O3 - 7,8; СаО - 45,4; MgO - 7,3; Cr2O3 - 7,8; п.п.п. - 1,5 при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см2 | 50-75 |
| хлорид натрия, размолотый до размера менее 0,3 мм | 1-3 |
| ферропыль из самораспадающихся шлаков | |
| низкоуглеродистого феррохрома с размером частиц | |
| не более 0,5 мм и с содержанием оксидов, %: | |
| SiO2 - 30,2; Al2O3 - 7,8; СаО - 45,4; MgO - 7,3; | |
| Cr2O3 - 7,8; п.п.п. - 1,5 | 22-49 |
Ферропыль из самораспадающихся шлаков низкоуглеродистого феррохрома является отходом актюбинского завода ферросплавов филиала АО «ТНК «Казхром».
Самораспадающийся ферросплавный шлак отход электрометаллургического производства феррохрома представляет собой пылевидный материал с размером частиц не более 0,5 мм.
Самораспадающийся шлак - это разрушение зерен двухкальциевого силиката с образованием мелкодисперсного порошка, происходящее вследствие развития в массе зерен напряжения, превышающего их предел прочности. Напряжения в массе зерен возникают в результате полиморфизма 2CaO·SiO2, изменения объема расплава при охлаждении. Переход β->>γ 2CaO·SiO2 сопровождается увеличением объема на 12%. Удельная поверхность самораспадающихся ферросплавных шлаков составляет 1800-2500 см2/г. Химический состав ферропыли из самораспадающихся шлаков низкоуглеродистого феррохрома представлен в таблице 1.
1) В качестве жидкого стекла (связующего) использовалось товарное натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см3 (см. ГОСТ 13075-81).
2) В качестве добавки-коагулятора использовался хлористый натрий (ГОСТ 13830-97, производства ОАО «Бассоль»), размолотый до размера менее 0,3 мм.
3) В качестве тонкомолотого компонента - ферропыль из самораспадающихся шлаков низкоуглеродистого феррохрома с размером частиц не более 0,5 мм.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Композиции (таблица 2) для производства пористого заполнителя готовили путем тщательного перемешивания всех компонентов, аналогично технологии, представленной в прототипе. Получение смеси производилось в мешалке принудительного действия в следующем порядке. Сначала в мешалку загружались тонкомолотый компонент и хлорид натрия, которые тщательно перемешивались, затем в готовую сухую смесь при включенной мешалки заливалось натриевое стекло тонкой струйкой. Перемешивание производилось до получения однородной массы, но не менее 5 минут.
Полученная смесь системой ножей разрезалась на отдельные гранулы, которые термообрабатывались при 250-300°C в печном грануляторе, вспучиваясь при этом и образуя шарообразные высокопористые гранулы. Полученные гранулы помещались в электрическую печь, разогретую до температуры 790°C, и выдерживались там 10 минут. После изотермической выдержки гранулы охлаждались при скорости охлаждения 40°C/мин. Физико-механические показатели пористого заполнителя представлены в таблице 3.
Как видно из таблицы 3, пористые заполнители из предложенных составов имеют более высокие прочность на сжатие и коэффициент размягчения, чем прототип.
Техническое решение при использовании ферропыли из самораспадающихся шлаков низкоуглеродистого феррохрома в предложенных составов позволяет повысить прочность на сжатие и коэффициент размягчения пористого заполнителя.
Использование техногенного сырья при получении пористого заполнителя способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды, расширению сырьевой базы для керамических материалов.
Источники информации
1. Денисов Д.Ю. Использование отходов флотации углеобогащения в производстве керамзита / Д.Ю. Денисов, И.В. Ковков, В.З. Абдрахимов // Башкирский химический журнал. - 2008. - Том 15. - №2. - C. 107-109.
2. Патент №2481286 Российская Федерация, МПК C04B 14/24. Композиция для производства водостойкого пористого заполнителя / Абдрахимов В.З., Семенычев В.К., Абдрахимова Е.С., Вдовина Е.В.; заявитель и патентообладатель Самарская академия государственного и муниципального управления; заявлено 29.06.2011; опубл. 10.05.2013. Бюл. 13.
Формула изобретения
Композиция для производства пористого заполнителя, включающая натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см3 и хлористый натрий, размолотый до размера менее 0,3 мм, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит ферропыль из самораспадающихся шлаков низкоуглеродистого феррохрома с размером частиц не более 0,5 мм и с содержанием оксидов, мас.%: SiO2 - 30,2; Al2O3 - 7,8; СаО - 45,4; MgO - 7,3; Cr2O3 - 7,8; п.п.п. - 1,5 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см3 | 50-75 |
| хлорид натрия, размолотый до размера менее 0,3 мм | 1-3 |
| ферропыль из самораспадающихся шлаков | |
| низкоуглеродистого феррохрома с размером частиц | |
| не более 0,5 мм и с содержанием оксидов, %: | |
| SiO2 - 30,2; Al2O3 - 7,8; СаО - 45,4; MgO - 7,3; | |
| Cr2O3 - 7,8; п.п.п. - 1,5 | 22-49 |
Медаль Альфреда Нобеля