RU2469979C2 - Способ получения пенокерамики и изделий из нее - Google Patents
Способ получения пенокерамики и изделий из нее Download PDFInfo
- Publication number
- RU2469979C2 RU2469979C2 RU2010130850/03A RU2010130850A RU2469979C2 RU 2469979 C2 RU2469979 C2 RU 2469979C2 RU 2010130850/03 A RU2010130850/03 A RU 2010130850/03A RU 2010130850 A RU2010130850 A RU 2010130850A RU 2469979 C2 RU2469979 C2 RU 2469979C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- products
- items
- mixture
- foam
- foaming
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, главным образом к получению пенокерамики, и может быть использовано для различных изделий для строительства эффективных конструкций жилых, промышленных и общественных зданий и других строительных объектов, а также для изготовления изделий декоративного назначения для устройства ландшафта местности и иных целей. В способе получения пенокерамики и изделий из нее, включающем перемешивание глинистого сырья или смеси глинистого сырья и наполнителя со вспенивающим и стабилизирующим форму агентом, формирование и обжиг изделий, в качестве вспенивающего и стабилизирующего форму агента используют водный раствор силиката натрия или калия плотностью 1350 кг/м3, а на полученную смесь воздействуют сверхвысокочастотным электромагнитным излучением с частотой поглощения водой указанного излучения до образования вспученной массы, которую пропускают через отверстие, для получения изделий заданной отверстием формы, ее отвердение, при следующем соотношении компонентов, мас.%: глинистое сырье 55-60, указанный водный раствор силиката 40-45. Технический результат - повышение прочности изделий из пенокерамики, упрощение технологии их получения, получение экологически чистого производства. 1 табл., 2 ил.
Description
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, главным образом к получению пенокерамических материалов, и может быть использовано для различных изделий для строительства эффективных конструкций жилых, промышленных и общественных зданий и других строительных объектов, а также для изготовления иных изделий декоративного назначения для устройства ландшафта местности и иных целей.
Известен способ приготовления пеноглинобетона, включающий приготовление шликера, формирование и 28-суточную выдержку. При этом шликер имеет следующий состав, мас.%: глина 43,8; цемент 21,9; известь 1,31; гидрофобная добавка 0,15; ускоритель отвердевания 0,31; пена 1,22; вода 31,28 (остальные) [см. статью: Черных В., Маштаков А., Галаган К., Шестакова Е. Строительные изделия с применением глинистого сырья // Строительные материалы. - 2003. - №12. - С.46-7].
Недостатком этого способа является относительно небольшая прочность, высокая плотность и низкий коэффициент водостойкости, низкая морозоустойчивость получаемых строительных изделий.
Известен также способ получения пенокерамики, который предусматривает перемешивание глины, заполнителя, фибры, воды и вспенивающего агента, формирование изделий, сушку и обжиг.В качестве фибры используют базальтовое волокно, в качестве заполнителя - молотое стекло или обожженную глину и пену. Дополнительно вводят пластификатор, жидкое стекло, фосфорную кислоту. Соотношение компонентов смеси составляет, мас.%: глина 46-56; заполнитель 7,8-12,8; жидкое стекло 0,07-0,77; фибра 0,39-0,43; пластификатор 0,13-0,23; фосфорная кислота 0,13-0,38; пена 2,6-3,8; вода остальное [см. заявку России №2004111833 по классу С04В 38/02, опубликованную 10.05.2005 года].
Недостатком этого способа является относительно небольшая прочность пенокерамических изделий и их повышенная теплопроводность.
Наиболее близким по своей сущности и достигаемому эффекту, принимаемым за прототип, является способ получения пенокерамики и изделий из нее, включающий совместное перемешивание глины, заполнителя, выгорающей, стабилизирующей и флюсующей добавок, жидкого стекла, пластификатора, портландцемента, воды и вспенивающего агента, формирование, сушку и обжиг изделий. В качестве выгорающей добавки используют древесные опилки фракции 0,25-0,315 мм, в качестве заполнителя - молотый бой керамического кирпича, в качестве флюсующей добавки - молотое стекло и отходы травления алюминия плотностью 1,05-1,3 г/см3, в качестве вспенивающего агента - отдельно приготовленную пену, при этом глину, бой керамического кирпича и молотое стекло перед смешиванием компонентов измельчают до размера частиц 70-100 мкм, дополнительно вводят портландцемент; сушку отформованных образцов осуществляют при температуре 40-60°С, а обжиг при температуре 980-1050°С, при этом соотношение компонентов смеси составляет, мас.%: глина 36,30-41,90; молотый бой керамического кирпича 7,72-9,10; отходы травления алюминия 3,20-5,30; молотое стекло 6,30-9,70; жидкое стекло 1,25-1,29; древесные опилки 1,90-4,40; пластификатор 0,10-0,20; портландцемент 4,25-4,80; пена 0,30-0,40; вода 30,10-32,60 [см. патент России №2349563 по классу С04В 38/02, опубликованный 20.03.2009 г. в Бюл. №8].
Основным недостатком этого способа получения пенокерамики и изделий из нее является необходимость использования многокомпонентных смесей реагентов, некоторые из которых еще нуждаются в предварительной подготовке, например пена. Большое количество компонентов, как известно, ставит в высокую зависимость возможность реализации способа от них: если бы хотя одного из них не будет для приготовления смеси, способ осуществить невозможно. Кроме того, в состав смеси входят некоторые относительно дорогостоящие компоненты, что автоматически приводит к росту стоимости готовых изделий.
Вторым существенным недостатком известного способа получения пенокерамики и изделий из нее является высокая длительность процесса изготовления изделий из-за наличия операции сушки отформованных образцов при определенной температуре. Кроме того, способ предусматривает использование большого количества дорогостоящих жаростойких форм для формовки образцов, что еще в большей мере повышает себестоимость пенокерамических изделий.
Третьим существенным недостатком известного способа получения пенокерамики и изделий из нее следует считать его экологически загрязняющим из-за выгорания некоторых компонентов, например древесных опилок. Продукты выгорания попадают в окружающую среду и загрязняют ее.
В основу изобретения поставлена задача упрощения технологии получения пенокерамики с одновременным сокращением времени и стоимости изготовления изделий и получения экологически чистого процесса за счет уменьшения и изменения компонентов в смеси, изменения технологии вспучивания и стабилизации формы полуфабрикатов путем использования в смеси водного раствора силиката натрия или калия и воздействием на них сверхвысокочастотным электромагнитным излучением, повышение прочности изделий, полученных из пенокерамики.
Изобретение иллюстрируется рис.1 и 2.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе получения пенокерамики и изделий из нее, включающем перемешивание глинистого сырья или смеси глинистого сырья и наполнителя со вспенивающим и стабилизирующим форму агентом, формирование и обжиг изделий, согласно предложению в качестве вспенивающего и стабилизирующего форму агента используют водный раствор силиката натрия или калия плотностью 1350 кг/м3, а на полученную смесь воздействуют сверхвысокочастотным электромагнитным излучением с частотой поглощения водой указанного излучения до образования вспученной массы, которую пропускают через отверстие, для получения изделий заданной отверстием формы, ее отвердение, при следующем соотношении компонентов, мас.%: глинистое сырье 55-60, указанный водный раствор силиката 40-45.
Для получения предложенной пенокерамики и изделий из нее в качестве глинистого сырья используется любая глина (в примерах, например, красная кирпичная глина) и суглинки из любого месторождения или смесь глины и наполнителя (например, строительный песок или измельченные породные отходы обогащения углей) в соотношении до 50% массы наполнителя к массе глины, и водный раствор силиката натрия (жидкое стекло по ГОСТ 13078-81), который представляет собой густую жидкость желтого или серого цвета без механических включений и примесей.
Предложенную пенокерамическую смесь готовят следующим образом: смеситель заполняют глиной или смесью глины и наполнителя и водным раствором силиката натрия или калия в указанных выше границах (в мас.%) и тщательно перемешивают до образования однородной массы полужидкой консистенции. При необходимости получения более жидкой консистенции в эту массу можно добавлять воду. Подготовленную таким образом полужидкую массу гранулируют (хотя это и не обязательно) путем продавливания массы через матрицу с фильерами - пластину с многочисленными отверстиями. Далее полученный гранулят подвергают воздействию сверхвысокочастотного электромагнитного излучения с частотой поглощения водой указанного излучения. Такая частота находится в пределах 0,9-15 ГГц (в примерах, например, 2,5 ГГц). Под воздействием указанного излучения гранулы полужидкой массы разогреваются до температуры примерно 150°С. При этом вода в водном растворе силиката натрия или калия превращается в пар, а масса вспучивается и внутри нее образуются поры. Разогрев полужидкой массы с использованием сверхвысокочастотного электромагнитного излучения позволяет равномерно воздействовать теплом на всю массу (что на поверхности, что в середине), что способствует однородному порообразованию во всем объеме полуфабриката. К тому же вышеуказанные силикаты натрия или калия являются хорошими стабилизаторами формы вспученной массы, что исключает необходимость введения в смесь дополнительных компонентов, препятствующих осадке вспученной массы. Этот процесс может (при необходимости) осуществляться непрерывно. Вспенивание (вспучивание) и отвердение происходит со скоростью 9 см3/сек при воздействии на массу сверхвысокочастотным электромагнитным излучением мощностью 6 кВт.
Полученную таким образом еще пластичную вспученную массу далее пропускают через отверстие необходимой формы (например, отверстие имеет форму прямоугольника с размерами, совпадающими с размерами сечения обычного кирпича или строительного блока с пустотами) с одновременным ее прогреванием до отвердения. Далее, сформированный таким образом твердый «бесконечный» пористый «стержень» обрезается до необходимой длины размера - полуфабриката, который потом обжигают по обычной технологии, например, при температуре 950-1050°С, до образования пенокерамики. Длительность обжига зависит от вида используемой глины и находится в пределах 10-12 часов. Твердое состояние полуфабрикатов позволяет при обжиге не использовать специальные формы из жаростойкого материала. Предложенный способ позволяет получать пенокерамику с плотностью от 650 кг/м3 вплоть до плотности сплошной керамики. Плотность пенокерамики и размер пор определяются количеством раствора силиката, вводимого в смесь.
Предложенное техническое решение, по физическому явлению, относится к способу вспучивания - низкотемпературному газообразованию, может быть использовано практически в любом производстве керамических кирпичей для изготовления конструкционно-теплоизоляционных пенокерамических изделий, применяемых в строительстве жилых объектов, промышленных и общественных зданий.
Предложенное техническое решение (пенокерамика) проверено на практике, состоит из обычных и известных материалов, технология изготовления изделий не содержит никаких операций или оборудования, которые невозможно было бы воспроизвести на современном этапе развития производства, в частности производства строительных материалов, следовательно, приемлемо для промышленного применения, имеет определенные преимущества перед известными пенокерамическими изделиями из-за предложенного изменения состава смеси и вида энергетического воздействия на нее, что подтверждает достижение технического результата заявляемого объекта, в известных источниках информации не обнаружено подобных способов получения пенокерамических материалов и технологии изготовления из них изделий с отмеченными в предложении существенными признаками, а потому считается таковым, что может получить правовую охрану.
В таблице приведены составы для получения пенокерамики.
Компоненты | Состав, мас.%: | |||
1 | 2 | 3 | 4 | |
Красная глина | 55 | 57 | 59 | 60 |
Наполнитель: строительный песок | - | 27,5 (от массы глины) | - | |
измельченные отходы обогащения углей | - | - | - | 30 (от массы глины) |
Водный раствор силиката натрия плотностью 1350 кг/м3 | 45 | - | 41 | - |
Водный раствор силиката калия плотностью 1350 кг/м3 | - | 43 | - | 40 |
Прочность, кг/см2 | 75,2 | 77,46 | 70,23 | 71,5 |
Теплопроводность, Вт/м·°C | 0,148 | 0,151 | 0,171 | 0,162 |
К техническим преимуществам предложенного технического решения по сравнению с прототипом можно отнести следующее:
- уменьшение количества компонентов в композиции пенокерамики за счет того, что в качестве стабилизатора формы и одновременно порообразователя использован водный раствор силиката натрия или калия;
- использование в составе смеси простых и распространенных во всем мире исходных материалов;
- однородность пористой структуры пенокерамики по всему объему за счет того, что прогревание полужидкой массы происходит под воздействием сверхвысокочастотного электромагнитного излучения с частотой поглощения водой указанных волн;
- непрерывная технология производства пористых полуфабрикатов необходимой геометрической формы за счет того, что пористая масса локально вспучивается и отвердевает в нужном месте под воздействием указанного излучения;
- простота изменения плотности пенокерамики и размеров в ней пор путем изменения количества водного раствора силиката в составе;
- нет необходимости в парке дорогостоящих форм, поскольку пористая масса имеет определенную форму и отвердевает еще до операции обжига;
- уменьшение энергозатрат для изготовления пенокерамических изделий за счет отсутствия длительной операции предварительной сушки полуфабрикатов.
Социальный эффект от использования предложенного технического решения в сравнении с использованием прототипа получают за счет применения экологически чистого производства, поскольку в процессе вспучивания массы выделяется только водяной пар.
Экономический эффект от внедрения предложенного технического решения в сравнении с использованием прототипа получают за счет снижения себестоимости изготовления изделий из пенокерамики в результате непрерывности технологии, уменьшения количества ингредиентов и отсутствия парка форм из дорогостоящих жаропрочных материалов.
После описания предложенной пенокерамики и способа ее получения и изготовления из нее изделий специалистам в данной отрасли знаний должно быть очевидным, что все вышеописанное является лишь иллюстративным, а не ограничительным, будучи представленным данным примером. Многочисленные возможные модификации форм изделий, изменения температурного режима обработки, могут изменяться в зависимости от последних достижений науки и техники и, понятно, находятся в пределах объема одного из обычных и естественных подходов в данной отрасли знаний, и рассматриваются таковыми, что находятся в пределах объема предложенного технического решения, а потому уже не требуют никакого творческого подхода от конструкторов и инженеров, следовательно, не могут считаться результатами их творческой деятельности или новыми объектами интеллектуальной собственности, отвечающими защите охранительными документами.
Claims (1)
- Способ получения пенокерамики и изделий из нее, включающий перемешивание глинистого сырья или смеси глинистого сырья и наполнителя со вспенивающим и стабилизирующим форму агентом, формирование и обжиг изделий, отличающийся тем, что в качестве вспенивающего и стабилизирующего форму агента используют водный раствор силиката натрия или калия плотностью 1350 кг/м3, а на полученную смесь воздействуют сверхвысокочастотным электромагнитным излучением с частотой поглощения водой указанного излучения до образования вспученной массы, которую пропускают через отверстие, для получения изделий заданной отверстием формы, ее отвердение, при следующем соотношении компонентов, мас.%: глинистое сырье 55-60, указанный водный раствор силиката 40-45.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010130850/03A RU2469979C2 (ru) | 2010-07-22 | 2010-07-22 | Способ получения пенокерамики и изделий из нее |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010130850/03A RU2469979C2 (ru) | 2010-07-22 | 2010-07-22 | Способ получения пенокерамики и изделий из нее |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010130850A RU2010130850A (ru) | 2012-01-27 |
RU2469979C2 true RU2469979C2 (ru) | 2012-12-20 |
Family
ID=45786296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010130850/03A RU2469979C2 (ru) | 2010-07-22 | 2010-07-22 | Способ получения пенокерамики и изделий из нее |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2469979C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2615199C1 (ru) * | 2015-10-29 | 2017-04-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113045263B (zh) * | 2021-03-18 | 2022-11-08 | 西南石油大学 | 一种混杂纤维水泥基泡沫复合吸波材料及其制备方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU1838273C (ru) * | 1985-04-06 | 1993-08-30 | Динамит Нобель АГ | Формовочна композици |
RU2134669C1 (ru) * | 1998-05-29 | 1999-08-20 | Брыков Сергей Иванович | Масса для изготовления пористого силикатного материала под действием сверхвысокочастотного излучения |
EP1007892A1 (en) * | 1997-04-10 | 2000-06-14 | Nucon Systems Inc. | Process and apparatus for the preparation of thick-walled ceramic products |
RU2197423C1 (ru) * | 2002-02-19 | 2003-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Ярси" | Способ получения алюмосиликатного пористого материала |
RU2251540C1 (ru) * | 2004-04-20 | 2005-05-10 | Галаган Константин Викторович | Способ изготовления пенокерамических изделий |
RU2349563C2 (ru) * | 2007-05-03 | 2009-03-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный архитектурно-строительный университет ФГОУ ВПО КГАСУ | Способ получения пенокерамических изделий |
-
2010
- 2010-07-22 RU RU2010130850/03A patent/RU2469979C2/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU1838273C (ru) * | 1985-04-06 | 1993-08-30 | Динамит Нобель АГ | Формовочна композици |
EP1007892A1 (en) * | 1997-04-10 | 2000-06-14 | Nucon Systems Inc. | Process and apparatus for the preparation of thick-walled ceramic products |
RU2134669C1 (ru) * | 1998-05-29 | 1999-08-20 | Брыков Сергей Иванович | Масса для изготовления пористого силикатного материала под действием сверхвысокочастотного излучения |
RU2197423C1 (ru) * | 2002-02-19 | 2003-01-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Ярси" | Способ получения алюмосиликатного пористого материала |
RU2251540C1 (ru) * | 2004-04-20 | 2005-05-10 | Галаган Константин Викторович | Способ изготовления пенокерамических изделий |
RU2349563C2 (ru) * | 2007-05-03 | 2009-03-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный архитектурно-строительный университет ФГОУ ВПО КГАСУ | Способ получения пенокерамических изделий |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЛУНДИНА М.Г. Добавки в шихту при производстве керамических стеновых материалов. - М.: ВНИИЭСМ, 1974, с.5, 70, 79, 83. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2615199C1 (ru) * | 2015-10-29 | 2017-04-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" | Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010130850A (ru) | 2012-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105859243A (zh) | 一种硫氧镁水泥发泡砖及其制备方法 | |
US4824811A (en) | Lightweight ceramic material for building purposes, process for the production thereof and the use thereof | |
CN105837153A (zh) | 一种硫氧镁发泡水泥外墙保温板及其制备方法 | |
CN106242426A (zh) | 外墙保温材料及其制备方法 | |
US8641961B2 (en) | Method of manufacturing building brick | |
CN102304955A (zh) | 复合自保温混凝土空心砌块及其生产方法 | |
RU2469979C2 (ru) | Способ получения пенокерамики и изделий из нее | |
RU2387617C1 (ru) | Способ получения сырьевой смеси для золокерамических стеновых материалов | |
CN101712180A (zh) | 全封闭式粘土中空砖及其制造方法 | |
CN102417344A (zh) | 一种制作煤矸石烧结多孔保温砖的泥料 | |
RU2455253C1 (ru) | Способ получения конструкционно-теплоизоляционного строительного материала на основе алюмосиликатных микросфер | |
CN103964890A (zh) | 新型泡沫混凝土保温砌块及制备方法 | |
CN106365684A (zh) | 一种制备防水环保砖的方法 | |
RU2524364C2 (ru) | Способ изготовления конструкционно-теплоизоляционного материала | |
CN106220112A (zh) | 一种竹纤维灰砂砖 | |
WO2011005240A1 (ru) | Способ получения пенокерамики и изделий из нее | |
WO2004099102A2 (en) | Composition for blocks for masonry and facing and method for their production | |
RU2251540C1 (ru) | Способ изготовления пенокерамических изделий | |
CN101538167A (zh) | 多孔混凝土拌合物及其制品的制备方法 | |
CN101255036B (zh) | 泡沫粉保温墙体空心砖及其制备方法 | |
RU2569422C1 (ru) | Древесно-цементная смесь | |
JP2013227188A (ja) | リサイクル材料を用いた建材の製造方法及び建材 | |
CN110818357B (zh) | 一种基于宏微双孔隙结构的防水抗裂全再生骨料泡沫砌块及其制备方法 | |
KR960011328B1 (ko) | 후라이 애쉬(fly-ash)를 주재로 한 고강도 경량골재의 제조방법 | |
RU2422409C1 (ru) | Способ производства поризованного строительного кирпича |