Способ изготовления крупнопористых изделий

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22)Заявлено 23.11.81 (21) 3362082/29-33с присоединением заявки Ля,2 (088.8) по делам кэобретеккй и етхрытмйК "+Ддщи . ъТ,Г,Гуданович, М.И. Зейфман, А, П. Меркини В. К. СиняковМосковский ордена Трудового Красного Знамениинженерно-строительный институт им. В.В,Куйс 1 ышеваи Московский гидромелиоративный институт(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КРУПНОПОРИСТЫХ ИЗДЕЛИЙИзобретение относится к способустроительных материалов,Известен способ изготовлениякрупнопористых изделий, например дренажных труб, из керамзита, жидкогостекла и тонкомолотого керамзитапутем приготовления сырьевой смеси,формования, сушки и обжига изделий 1 11.Недостаток известного способа зак.люцается в сравнительно низкой прочности изделий и необходимости длительного и энергоемкого процессасушки.По технической сущности и достигаемому результату наиболее близокк изобретению способ изготовлениякрупнопористых керамических иэделийзаключающийся в ориготовлении сырьевой смеси иэ пористого заполнителя, жидкого стекла и добавки карбонатных пород, Формовании иэделий, сушке их и обжиге 1 2 1,Недостатком известного способаявляются сравнительно низкие прочность, водостойкость и коррозионнаястойкость.Целью изобретения явЛяется повышение коррозионной стойкости и прочности крупнопористых изделий,.Поставленная цель достигаетсятем, цто по способу изготовлениякрупнопористых изделий, включающемуперемешивание в смесителе пористого заполнителя, жидкого стекла, и1 Окарбонатных пород, формование изделий и обжиг, предварительно в смеситель загружают пористый заполнительи 40-601 всей массы жидкого стеклас последующим введением карбонатныхпород и оставшейся части жидкогостекла, а после формования иэделияподвергают продувке углекислым газомпри давлении 1-4 атм в течение 1560 сек.Влажность в с.месителе поддерживают 70-901, а концентрацию углекислого газа 0,5-1".;, В качестве пористого заполнителя используют керамзит, з 10 аргилит и другие известные заполни" тели.В качестве карбонатных пород в сырьевую в смесь вводят доломиты, известняки в виде порошка с удельной поверхностью 2,5-3,5 тыс.смог. Тон" кодисперсная часть карбонатных пород размер частиц менее 50 мк), переходя в бикарбонат, дает водорастворимое соединение с образованием ионов кальция, Последние, взаимодействуя с жидким стеклом, дают прочные водостойкие соединения силикатов кальция, обеспечивающих получение некоторого коли,чества водостойких цементирующих новообразований. Грубодисперсная часть карбонатных пород 1 размер частиц более 50 мк выполняет роль микронаполнителя жидкого стекла, структурируя систему и обеспечивая необходимыереологические свойства.Известно, что повысить прочность и стойкость изделий на жидком стекле можно путем обработки углекислым газом. Однако жидкое стекло плохо удерживается на поверхности частиц карбонатных пород и поэтому при традиционных методах обработки углекислым газом уже отформованных изделий на обнаженные участки водонерастворимых частиц карбоната действует углекислый газ с образованием водо- растворимого бикарбоната, 8 результате адгезия на границе;грубодисперсная фракция карбонатных пород " жидкое стекло, резко уменьшается, и структурирующая роль снижается. При этом вяжущие свойства композиции и прочностные показатели изделий ухудшаются.Предложенная двухступенчатая система обработки углекислым газом позволяет значительно повысить как прочность, так и стойкость иэделий.Двухстадийная обработка СО компонентов смеси, увеличивая объем твер дой фазы карбонатных новообразований вокруг заполнителя, приводит к дополнительному уплотнению связки, повышая тем самым коррозионную стойкость бетонаВ результате двухстадийной обра" ботки формуются устойчивые новообразования, не разлагающиеся в хлоридносульфитных водах с рН 8. При одностадийной обработке в новообраэованиях содержится много. кремнегеля, который характеризуется в щелочной среде пониженной стойкость. При двухстадийной обработке вместо кремнегеля фор 02267 4мируются новообразования в виде вторичного кальцита и кальциевых силикатов. Эти карбонатные и силикатныесоединения кальция дают достаточно 5стабильную и долговечную фазу, которая служит основой высокой прочностии коррозионной стойкости крупнопорис.того бетона в хлоридно-сульфатныхслабощелочных средах в течение длительного периода эксплуатации.При смещении пористого заполнителя с 40-603 жидкого стекла в средес влажностью 70-90 и концентрациейуглекислого газа 0,5-1,0 происходитобволакивание заполнителя жидкимстеклом и частичная коагуляция последнего. Предлагаемые влажность и концентрация СО в смесителе обеспечивают связывание щелочи в гидрокарбонаюты, частичное отверждение жидкогостекла с достаточно прочным закреплением последнего на поверхности заполнителя в виде равномерной пленки,Двухстадийное перемешивание обеспечивают более глубокий гидролиз жидкого стекла, так как в процессе перемешивания непрерывно обнажаютсяновые поверхности, на которых идетпроцесс взаимодействия углекислогогаза с продуктами гидролиза. Затем ЗО в смеситель вводят молотую добавкукарбонатных пород и оставшиеся 40603 жидкого стекла. Такое селективноевведение микронаполнителя и оставшейся части жидкого стекла позволяет рав у номерно распределить микронаполнительна подготовленной поверхности заполнителя и обеспечить последующее равномерное распределение вводимогожидкого стекла при минимальном его щ расходе. Последовательность введения компонентов связки позволяет достичь удовлетворительной формуемостисмеси в вертикальных станках ЦНИИ МПСи других агрегатах для формованиякрупнопористых фильтрующих изделийпри равномерном распределении связующего на поверхности заполнителя. Продувку отформованных иэделий углекислым газом осуществляют при давлении 561-4 атм в течение 15-60 сек. Повышение давления свыше 4 атм нецелесообразно из технико-экономических соображений, а давление меньше 1 атм, непозволяет провести продувку. При давлении 1-4-атм полная карбонизация достигается за 15-60 сек.Известным и предлагаемым способами готовят образцы крупнопоривтых изделий и испытывают согласно стандарт19 Показатели1 2 3 Параметры 1. Приготовление смеси 90 80 Влажность среды,4 70 Концентрация СО 0,5 1,0 0,7 Количество жидкого стекла, наносимого на заполнитель, вес,4: 60 40 50 Количество жидкого стекла вводимого после карбонатной добавки, вес.Ф 40,60 50 2Сушка отформованных об" разцов Температура, о СПродолжительность, ч 180 3. Продувка СО Давление, атм Лродолжительность; сек 60 20 5. Показатели свойств ма- териала эОбъемная масса, кг/м 990 1000 990 995 5 1002267 б ным методикам. Все образцы готовят из ры в течение 2 ч и изотермической высмеси, содержащей компоненты при сле- держкой в течение 1 ч ( пример 1) . дующем соотношении, вес.4: П р и м е р 2, Согласно предлагаемому способу образцы готовят путемПористый заполнитель5введения в смеситель заполнителя ( ар(аргиллит фракции гиллита), 40-60 всей дозировки жидко"0-5 мм) 70 го стекла с обеспечением в смесителеДобавка карбонатной влажности 70-904 и концентрации углепороды доломит кислого газа 0,5-1,0 последующим ввеЖидкое стекло нат- ив дением карбонатной добавки и оставшейриевое с модулем 2,811 , ся дозы жидкого стекла. Затем .эрмуатобразцы, подвергают продувке углекисП рй м е р 1, СогласНо известному лым газом при давлении 1-4 атм в теспособу образцы готовят путем переме- чение 15-60 сек и обжигу в том же решцвания компонентов, формования, суш", жиме, что и образцы по примеру 1 ки и и 150 - 200 Ср 5 - 0 С и в течение 2 ч и Режимы и результаты испытаний при,обжига при 450 С с подъемом температу- ведены в таблице.1002267 Продолжение таблицы Показатели гПараметры Предел прочности присжатии, МПа 14,2 13,58 12,6 6,2 ФКоррозионная стойкость, Ф 25- тП. р и м е ч а н и е: коррозионную стойкость определяют по потере прочности образцов после двухчасового кипячения в агрессивной минерализованной среде, соответствующейпо составунаиболее агрессивным природным хлоридносульфатным водам с рН более 8, характерным дляоайонов Средней Азии. Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,Степень минералиэации более 60 г/л. риала заключается в повышенной проч- Химический состав минералиэованной ности и коррозионной стойкости, а воды, г/л: Са(НСО)- 0,014, СаР 04 - следовательно, в большей долговечнос 2,37, МдВО, - 13,29, Ма "О - 1,86, ти.МаС - 43,34, , 25Как видно из таблицы, двухстадийная обработка углекислым газом поэво" Формула изобретения ляет повысить прочность более чемв 2 раза и значительно повысить ( на Способ изготовления крупнопорис-20)стойкость изделий в агрессив- зв тых изделий, включающий перемешиваных водах. ние в смесителе пористого эаполнитеИзделия, изготавливаемые предла- ля, жидкого стекла и карбонатных погаемым способом, могут быть исполь- род, Формование изделий и обжиг, о тзованы благодаря своим высоким пока- л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью зателям коррозионной стойкости и проч повышения коррозионной стойкости и ности в качестве фильтрующего мате- прочности, предварительно в смеси- риала в агрессивных средах. тель загружают пористый заполнительЭкономическая эффективность ис- и 40-603 всей массы жидкого стекла с пользования предложенного способа обу последующим введением карбонатных пословлена как повышением эксплуатацион- род и оставшейся части жидкого стекюных характеристик, так и снижением ла, а после формования изделия подэнергоемкости и повышением производи- вергают продувке углекислым газом при тельности за счет исключения операции давлении 1-4 атм в течение 15-60 с, сушки.Изделия, изготавливаемые предла- Источники информации,45гаемым способом, Могут заменить ши- принятые во внимание при экспертизе рокс применяемые в настоящее время 1. Авторское свидетельство СССР фильтрующие материалы на цементном 1 г 233514, кл. С 04 В 19/04, 1967, вяжущем и материалы из полимербето. Авторское свидетельство СССР на. Преимущество предлагаемого мате 442178, кл. С 04 В 43/00,( прототип)Составитель О.МоторинаРедактор Л.утехина Техред Т.файта Корректор Ю.МакаренкоЗаказ 171 В/8 Тираж 620 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5