[go: up one dir, main page]

RU2377210C2 - Raw material mixture for production of heat insulating light concrete - Google Patents

Raw material mixture for production of heat insulating light concrete Download PDF

Info

Publication number
RU2377210C2
RU2377210C2 RU2008110260A RU2008110260A RU2377210C2 RU 2377210 C2 RU2377210 C2 RU 2377210C2 RU 2008110260 A RU2008110260 A RU 2008110260A RU 2008110260 A RU2008110260 A RU 2008110260A RU 2377210 C2 RU2377210 C2 RU 2377210C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
production
wood
water
raw material
material mixture
Prior art date
Application number
RU2008110260A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008110260A (en
Inventor
Сергей Вячеславович Соколов (RU)
Сергей Вячеславович Соколов
Сергей Иванович Смоловой (RU)
Сергей Иванович Смоловой
Андрей Михайлович Карпенко (RU)
Андрей Михайлович Карпенко
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "РЕМЭНЕРГОТРАНС" (ЗАО "РЕМЭНЕРГОТРАНС")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "РЕМЭНЕРГОТРАНС" (ЗАО "РЕМЭНЕРГОТРАНС") filed Critical Закрытое акционерное общество "РЕМЭНЕРГОТРАНС" (ЗАО "РЕМЭНЕРГОТРАНС")
Priority to RU2008110260A priority Critical patent/RU2377210C2/en
Publication of RU2008110260A publication Critical patent/RU2008110260A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2377210C2 publication Critical patent/RU2377210C2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/24Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
    • C04B28/26Silicates of the alkali metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00017Aspects relating to the protection of the environment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00758Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for agri-, sylvi- or piscicultural or cattle-breeding applications
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/28Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/40Porous or lightweight materials
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: building. ^ SUBSTANCE: invention refers to building and can be implemented at production of building materials for construction of industrial projects, dwelling houses, cottages, agricultural constructions, etc, mainly for heat insulation in form of plates, and also monolithic heat insulation, for example roofs. Raw material mixture for production of heat insulating light concrete consists of, wt %: mineral binding - Portland cement 2-7, wood fibre material 2-7, mineral filler - blown-out vermiculite 2-8, liquid glass 11-20, dust of gas purification of electro-thermal production of silicon and/or ferrosilicon 29-40, water 26-46. The invention is developed in the dependent point of the invention formula. ^ EFFECT: upgraded engineering and economical performance of heat insulating light concrete production. ^ 2 cl, 1 tbl

Description

Предлагаемое изобретение относится к области строительства и может быть использовано при производстве строительных материалов для строительства промышленных объектов, жилых домов, коттеджей, сельскохозяйственных построек и т.д., в основном, для тепловой изоляции в виде плит, а также монолитной тепловой изоляции, например, кровель.The present invention relates to the field of construction and can be used in the production of building materials for the construction of industrial facilities, residential buildings, cottages, agricultural buildings, etc., mainly for thermal insulation in the form of plates, as well as monolithic thermal insulation, for example, roofing.

Для тепловой изоляции ограждающих конструкций промышленных и жилых зданий (стен, покрытий и перекрытий) используют неорганические и органические материалы. Применение теплоизоляционных материалов позволяет повысить степень индустриализации строительных работ. В полносборном домостроении широко применяют облегченные крупные панели с утеплителем. Это дает возможность снизить вес зданий и уменьшить потребность в основных строительных материалах - цементе, арматурной стали и древесине. В обширных северных районах нашей страны, где стоимость перевозки во много раз превосходит стоимость самого материала, наиболее эффективно строительство из легких слоистых элементов, состоящих из наружной прочной оболочки и внутреннего слоя пористого утеплителя. Например, на севере особенно важна способность материала удерживать тепло: количество топлива, расходуемое в течение 4-5 лет на отопление здания, почти равно весу его наружных стен (см. Г.И.Горчаков «Специальные строительные материалы для теплоэнергетического строительства», Изд-во литературы по строительству, Москва, 1972).For thermal insulation of the enclosing structures of industrial and residential buildings (walls, coatings and ceilings), inorganic and organic materials are used. The use of thermal insulation materials allows to increase the degree of industrialization of construction works. In prefabricated housing construction, lightweight large panels with insulation are widely used. This makes it possible to reduce the weight of buildings and reduce the need for basic building materials - cement, reinforcing steel and wood. In the vast northern regions of our country, where the cost of transportation is many times higher than the cost of the material itself, it is most effective to build lightweight layered elements consisting of an outer strong shell and an inner layer of porous insulation. For example, in the north, the ability of a material to retain heat is especially important: the amount of fuel consumed for 4-5 years to heat a building is almost equal to the weight of its external walls (see G.I. Gorchakov “Special Building Materials for Thermal Power Engineering”, Izd- in the literature on construction, Moscow, 1972).

Известна сырьевая смесь для изготовления опилкобетонных блоков по патенту России №2039717, МКИ6 С04В 28/00, 1992 г., включающая в себя мас.%.Known raw mix for the manufacture of sawdust concrete blocks according to the patent of Russia No. 2039717, MKI 6 C04B 28/00, 1992, including wt.%.

ПортландцементPortland cement 20-2520-25 Древесный заполнительWood aggregate 50-5550-55 Минеральный заполнительMineral aggregate 16-2016-20 4-Хлор,2,3,5,6-фторфенолят калия4-Chlorine, 2,3,5,6-potassium fluorophenolate 0,05-0,100.05-0.10 ВодаWater 4-104-10

В качестве древесного заполнителя используют отходы обработки любых пород древесины, опилки, стружки, предварительно измельченные сучья и кора. Минеральным заполнителем служит песок с включением глинистых частиц не более 5-10%, предварительно измельченные зольные отходы топлива (шлак) ТЭЦ и котельных. Для ускорения процесса затвердевания, особенно при температуре ниже 15-16°С, в состав смеси вводят алебастр (CaSO4·0.5 H2O) или гипс (×CaSO4·yCaO).As a wood filler use waste processing of any wood species, sawdust, shavings, pre-chopped branches and bark. Mineral aggregate is sand with inclusion of clay particles of not more than 5-10%, pre-ground ash ash of fuel (slag) from thermal power plants and boiler houses. To accelerate the hardening process, especially at temperatures below 15-16 ° C, alabaster (CaSO 4 · 0.5 H 2 O) or gypsum (× CaSO 4 · yCaO) is introduced into the mixture.

В качестве антисептика при обработке древесностружечных отходов используют водный раствор 4-хлор,2,3,5,6-фторфенолята калия (ХТФФК). Это вещество является менее летучим и менее токсичным, чем пентахлорфенолят натрия. ХТФФК химически стоек, не горит, хорошо растворяется в воде, обладает способностью проникать в глубинные слои древесины, имеет высокую фунгицидную активность при малых концентрациях 0,005-0,05 мас.ч.An aqueous solution of 4-chloro, 2,3,5,6-potassium fluorophenolate (CTFPC) is used as an antiseptic in the processing of wood-based waste. This substance is less volatile and less toxic than sodium pentachlorophenolate. HTPC is chemically resistant, does not burn, it is well soluble in water, has the ability to penetrate into the deeper layers of wood, has a high fungicidal activity at low concentrations of 0.005-0.05 wt.h.

К недостаткам данного изобретения относятся:The disadvantages of this invention include:

- использование в смеси большого содержания портландцемента;- the use of a mixture of a high content of Portland cement;

- использование хоть и малотоксичного, но вредного для здоровья пентахлорфенолята натрия.- the use of sodium pentachlorophenolate, although not toxic, but unhealthy.

Известна арболитовая смесь по патенту России № 2139838, МКИ6 СO4В 28/02, 1998 г., предназначенная для производства легкого бетона, используемого в промышленном, сельскохозяйственном и гражданском строительстве. Данная арболитовая смесь включает в себя вяжущее, состоящее из портландцемента и добавки, древесный заполнитель, хлорид кальция и воду. В качестве добавки вяжущее содержит песок в количестве 11-24 мас.% и имеет удельную поверхность 4500-5000 см2/г, при этом компоненты смеси берут в соотношении, мас.%:Known arbolite mixture according to Russian patent No. 2139838, MKI 6 SO4B 28/02, 1998, intended for the production of lightweight concrete used in industrial, agricultural and civil engineering. This arbolite mixture includes a binder consisting of Portland cement and additives, wood aggregate, calcium chloride and water. As an additive, the binder contains sand in an amount of 11-24 wt.% And has a specific surface area of 4500-5000 cm 2 / g, while the components of the mixture are taken in the ratio, wt.%:

Портландцемент Portland cement 30,7-35,030.7-35.0 ПесокSand 4,4-9,74.4-9.7 Древесный заполнительWood aggregate 31,8-34,031.8-34.0 Хлорид кальцияCalcium chloride 4,2-5,74.2-5.7 ВодаWater 22,5-24,022.5-24.0

Кроме того, в арболитовой смеси песок может содержать полевой шпат и кварц в соотношении 0,9-1,1.In addition, in the arbolite mixture, sand may contain feldspar and quartz in a ratio of 0.9-1.1.

Использование тонкомолотого песка в качестве добавки вяжущего обусловлено тем, что он обладает низкой водопотребностью, повышает удобоукладываемость и водостойкость бетонной смеси, способствует снижению расхода портландцемента. Введение песка в состав вяжущего в количестве менее 11 мас.% технологически нецелесообразно, а его содержание более 24 мас.% приводит к снижению прочности смеси на сжатие. При соотношении в песке полевого шпата и кварца 0,9-1,1 улучшается размалываемость компонентов вяжущего, что приводит к его более стабильному гранулометрическому составу и способствует повышению прочности в начальные сроки твердения смеси. При соотношении полевого шпата и кварца менее 0,9 и более 1,1 дополнительного повышения прочности смеси не происходит.The use of finely ground sand as a binder additive is due to the fact that it has low water demand, increases workability and water resistance of the concrete mixture, and helps to reduce the consumption of Portland cement. The introduction of sand into the binder in an amount of less than 11 wt.% Is technologically impractical, and its content of more than 24 wt.% Leads to a decrease in the compressive strength of the mixture. When the ratio in the sand of feldspar and quartz is 0.9-1.1, the grindability of the binder components improves, which leads to its more stable particle size distribution and helps to increase strength in the initial stages of hardening of the mixture. When the ratio of feldspar and quartz is less than 0.9 and more than 1.1, an additional increase in the strength of the mixture does not occur.

При величине удельной поверхности вяжущего менее 4500 см2/г ухудшаются условия его гидратации, а измельчение до удельной поверхности более 5000 см2/г нецелесообразно.When the specific surface area of the binder is less than 4500 cm 2 / g, the conditions of its hydration worsen, and grinding to a specific surface of more than 5000 cm 2 / g is impractical.

К недостаткам данного патента относятся значительные энергозатраты на измельчение песка до получения его с удельной поверхностью 4500-5000 см2/г.The disadvantages of this patent include significant energy consumption for grinding sand to obtain it with a specific surface area of 4500-5000 cm 2 / g

Известна композиция для изготовления теплоизоляционного материала по патенту России №2053972, МКИ6 СO4В 28/08, от 10.07.1992 г., используемого в производстве строительных материалов для строительных конструкций в качестве несгораемого теплоизоляционного слоя. Данная композиция для изготовления теплоизоляционного материала включает в себя рассыпающийся шлак производства низкоуглеродистого феррохрома, пыль сухой газоочистки производства кремния или кремниевых сплавов, в качестве щелочного компонента - гидроксид натрия при следующем соотношении компонентов сухой смеси, мас.%:A known composition for the manufacture of heat-insulating material according to the patent of Russia No. 2053972, MKI 6 SO4B 28/08, 07/10/1992, used in the production of building materials for building structures as a fireproof insulation layer. This composition for the manufacture of heat-insulating material includes crumbling slag for the production of low-carbon ferrochrome, dry gas cleaning dust for the production of silicon or silicon alloys, sodium hydroxide as the alkaline component in the following ratio of dry mix components, wt.%:

Рассыпающийся шлак производства низкоуглеродистогоCrumbling slag production of low carbon феррохромаferrochrome 5-155-15 Пыль сухой газоочистки производства кремния илиDust dry gas purification silicon production or кремниевых сплавовsilicon alloys 69-8169-81 Гидроксид натрияSodium hydroxide 14-2314-23 При водотвердом отношении в пределахWith a water-solid ratio within 0,25-0,50.25-0.5

Изготовление теплоизоляционных изделий из предлагаемой композиции осуществляют следующим образом. В смеситель загружают гидроксид натрия, затем добавляют пыль сухих газоочисток производства кремния или кремниевых сплавов, измельченный рассыпающийся шлак производства низкоуглеродистого феррохрома и воду. Все эти компоненты перемешивают в течение 30 мин, в результате чего температура смеси за счет экзотермической реакции повышается до 55-65°С, затем охлаждают до +40-45°С. Композицию через бункер объемного дозирования выгружают в формы. Набранный пакет форм подвергают сушке при 310-380°С.The manufacture of thermal insulation products from the proposed composition is as follows. Sodium hydroxide is charged into the mixer, then dust from dry gas purifiers from silicon or silicon alloys, crushed crumbling slag from the production of low-carbon ferrochrome and water are added. All these components are mixed for 30 minutes, as a result of which the temperature of the mixture rises to 55-65 ° C due to the exothermic reaction, then it is cooled to + 40-45 ° C. The composition is discharged into molds through a volumetric metering hopper. The collected package of forms is dried at 310-380 ° C.

При всех достоинствах данной сырьевой смеси она обладает главными недостатками:With all the advantages of this raw material mixture, it has the main disadvantages:

- относительно высокой плотностью теплоизоляционного материала (изделия) ~800 кг/м3;- a relatively high density of thermal insulation material (product) ~ 800 kg / m 3 ;

- высокой теплопроводностью с коэф. Вт/м·K ~ 0.470.- high thermal conductivity with coefficient. W / mK ~ 0.470.

Наиболее близкой по своей технической сущности по составу сырья и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является «Сырьевая смесь для изготовления древесно-бетонных материалов» (в разных комбинациях). Примерный состав сырья представлен при следующих соотношениях компонентов, мас.%:The closest in its technical essence to the composition of the raw materials and the achieved result to the proposed technical solution is “Raw mix for the manufacture of wood-concrete materials” (in various combinations). An approximate composition of the raw material is presented in the following ratios of components, wt.%:

Минеральное вяжущееMineral binder (портландцемент)(Portland cement) 30thirty Древесный заполнительWood aggregate 4040 Минеральный заполнительMineral aggregate (вермикулит вспученный)(expanded vermiculite) 1010 Жидкое стеклоLiquid glass 0,60.6 ВодаWater остальноеrest

См. Бужевич Г.А. «Легкие бетоны на пористых заполнителях», Москва, изд-во литературы по строительству, 1970 г.See Buzhevich G.A. “Lightweight Concrete on Porous Aggregates,” Moscow, Publishing House of Construction Literature, 1970

В качестве минерального вяжущего используют цемент любой марки, в целях его экономии добавляют молотую известь, которая вдобавок служит антисептиком для древесного заполнителя.Cement of any brand is used as a mineral binder, in order to save it, ground lime is added, which in addition serves as an antiseptic for wood aggregate.

В качестве древесного заполнителя по патенту могут использоваться: опилки, стружки, дробленки, он может содержать отходы производства арболита, древесного бетона, древесно-цементных плит и т.д.As a wood filler according to the patent can be used: sawdust, shavings, crushed, it may contain waste from the production of wood concrete, wood concrete, wood-cement boards, etc.

В качестве минерального заполнителя может использоваться вермикулит вспученный.Exfoliated vermiculite may be used as a mineral aggregate.

Технология получения сырьевой смеси для изготовления древесно-бетонных материалов осуществляют следующим образом: в бетоносмеситель загружают древесный заполнитель и минеральное вяжущее и перемешивают насухо до однородного состояния в течение 1-1,5 минут, далее добавляют воду 3/4 от расчетного количества и жидкое стекло, все перемешивают еще 1-1,5 минут. При этом минеральное вяжущее - цемент, как более активное вещество, гидратирует воду, образуя цементный гель, который налипает на древесные частицы, а жидкое стекло, растворяясь в части воды, образует пленку, которая обволакивает частицы древесного заполнителя с частицами цементного геля и образует как бы замкнутую капсулу, в которой стабилизируется процесс схватывания цемента при незначительном колебании влажности древесного заполнителя. Далее загружают минеральный заполнитель (вермикулит) и оставшуюся часть воды и перемешивание ведут 1-2 минуты. При этом частицы минерального заполнителя, не нарушая сложившейся структуры капсулы древесного заполнителя, облепленного цементным гелем и заключенного в пленку жидким стеклом, равномерно распределяются между частицами и увлажняются за счет добавленной воды. После того как частицы минерального заполнителя напитаются водой, они под действием соматических сил прилипнут к частицам-капсулам из древесного заполнителя и цементного геля. Весь процесс перемешивания происходит непрерывно в течение 3-5 минут. При этом получается однородная рассыпчатая масса сырьевой смеси.The technology for obtaining the raw mix for the manufacture of wood-concrete materials is as follows: wood aggregate and mineral binder are loaded into the concrete mixer and mixed dry until smooth for 1-1.5 minutes, then water is added 3/4 of the calculated amount and liquid glass, all mixed for another 1-1.5 minutes. At the same time, the mineral binder - cement, as a more active substance, hydrates water, forming a cement gel that sticks to wood particles, and liquid glass, dissolving in part of the water, forms a film that envelops the particles of wood aggregate with particles of cement gel and forms a closed capsule in which the setting process of cement is stabilized with a slight fluctuation in the moisture content of the wood aggregate. Next, the mineral aggregate (vermiculite) is loaded and the rest of the water and mixing are 1-2 minutes. In this case, the particles of the mineral aggregate, without violating the existing structure of the capsule of the wood aggregate, covered with cement gel and enclosed in a film with liquid glass, are evenly distributed between the particles and moistened by the added water. After the particles of the mineral aggregate are saturated with water, they will adhere to the capsule particles of wood aggregate and cement gel under the action of somatic forces. The entire mixing process takes place continuously for 3-5 minutes. In this case, a homogeneous friable mass of the raw material mixture is obtained.

Из полученной сырьевой смеси можно готовить разнообразные древесно-бетонные изделия-блоки, панели, плиты, брус различных размеров и конфигураций одним из следующих способов: вибрированием с пригрузом, прессованием при температуре 15-20°С, вертикально направленной вибрацией, пневмо- и механическим тромбованием с последующей сушкой и твердением.A variety of wood-concrete products-blocks, panels, slabs, timber of various sizes and configurations can be prepared from the obtained raw material mixture in one of the following ways: by vibrating with a load, pressing at a temperature of 15-20 ° C, vertically directed vibration, pneumatic and mechanical thrombosis followed by drying and hardening.

При всех достоинствах известной сырьевой смеси она обладает главным недостатком, а именно ее высокой стоимостью из-за значительного содержания минерального вяжущего - цемента в своем составе. Кроме того, изделия из этой сырьевой смеси имеют относительно высокую плотность.With all the advantages of the known raw material mixture, it has the main drawback, namely its high cost due to the significant content of mineral binder - cement in its composition. In addition, products from this raw material mixture have a relatively high density.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение технико-экономических показателей производства теплоизоляционного легкого бетона.The objective of the proposed technical solution is to increase the technical and economic indicators of the production of heat-insulating lightweight concrete.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является вовлечение в производство теплоизоляционного легкого бетона недорогих минеральных заполнителей, в том числе отходов производства кремния.The technical result of the invention is the involvement in the production of heat-insulating lightweight concrete inexpensive mineral aggregates, including waste from the production of silicon.

Технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для производства теплоизоляционного легкого бетона, включающая минеральное вяжущее - портландцемент, древесный заполнитель, минеральный заполнитель - вермикулит вспученный, жидкое стекло и воду, содержит в качестве древесного заполнителя - древесный волокнистый материал и дополнительно пыль газоочистки электротермического производства кремния и/или ферросилиция при следующих соотношениях компонентов, мас.%:The technical result is achieved in that the raw material mixture for the production of heat-insulating lightweight concrete, including mineral binder - Portland cement, wood aggregate, mineral aggregate - expanded vermiculite, water glass and water, contains wood fiber material and additional gas cleaning dust from the electrothermal production of silicon as a wood filler and / or ferrosilicon in the following ratios of components, wt.%:

Минеральное вяжущее - портландцементMineral cement - Portland cement 2-72-7 Древесный волокнистый заполнительWood fiber aggregate 2-72-7 Указанная пыль газоочисткиSpecified gas cleaning dust 29-4029-40 Вермикулит вспученныйExfoliated Vermiculite 2-82-8 Жидкое стеклоLiquid glass 11-2011-20 ВодаWater 26-4626-46

Кроме того, в качестве древесного волокнистого материала можно использовать древесную шерсть.In addition, wood wool can be used as wood fiber material.

Химический состав пыли газоочистки циклонов, мас.%: SiO2 57-60; SiC 15-17; Cd 16-20; F2О3 0,75-1; Аl2O3 0,9-1; CaO 1,2-1,92; Na2O 0,2-0,7; MgO 0,4-0,9; прочие 0,1-0,2. Гран состав: 97% частиц, крупностью менее 100 мкм. Химический состав пыли электрофильтров, мас.% потери при прокаливании - 4,57, SiO2 - 88,72, Аl2O3 - 0,58, Fе2O3 - 0,90, CaO - 1,37, MgO - 1,40, SО3 - 0,48, Na2O - 0,20, K2O - 1,80. Гран состав: 95% частиц крупностью менее 1000 мкм.The chemical composition of the dust of gas purification of cyclones, wt.%: SiO 2 57-60; SiC 15-17; Cd 16-20; F 2 O 3 0.75-1; Al 2 O 3 0.9-1; CaO 1.2-1.92; Na 2 O 0.2-0.7; MgO 0.4-0.9; other 0.1-0.2. Granular composition: 97% of particles, particle size less than 100 microns. The chemical composition of the dust of electrostatic precipitators, wt.% Loss on ignition - 4.57, SiO 2 - 88.72, Al 2 O 3 - 0.58, Fe 2 O 3 - 0.90, CaO - 1.37, MgO - 1 , 40, SO 3 - 0.48, Na 2 O - 0.20, K 2 O - 1.80. Gran composition: 95% of particles with a particle size of less than 1000 microns.

Химический состав пыли с электрофильтров производства Fe-Si в мас.%: SiO2 - 91,5, SО3 - 1/39; CaO - 1,28; Аl2О3 - 0,745; Fе2O3 - 1,459; K2O - 0,399; MgO - 0,325; С - 2,45; со следами P2O5 - 910 ppm; Na2O - 660 ppm; V2O5 - 300 ppm; MnO - 290 ppm; TiO2 - 200 ppm; Cl - 89 ppm; ZnO - 81 ppm; CuO - 57 ppm.The chemical composition of dust from electrostatic precipitators produced by Fe-Si in wt.%: SiO 2 - 91.5, SO 3 - 1/39; CaO - 1.28; Al 2 O 3 - 0.745; Fe 2 O 3 - 1.459; K 2 O - 0.399; MgO - 0.325; C - 2.45; with traces of P 2 O 5 - 910 ppm; Na 2 O - 660 ppm; V 2 O 5 - 300 ppm; MnO - 290 ppm; TiO 2 - 200 ppm; Cl - 89 ppm; ZnO - 81 ppm; CuO - 57 ppm.

Обладая высокой удельной поверхностью, эти пыли газоочистки при контактировании с разбавленным водным раствором жидкого стекла (концентрированный раствор силиката натрия с кремнеземистым модулем составляет от 1.5 до 3.5) приобретает вяжущие свойства. Это вызвано тем, что в разбавленном растворе жидкого стекла присутствует щелочной компонент - гидроксид натрия. При взаимодействии активного кремнезема SiO2 с гидроксидом натрия имеет место постепенное загустевание смеси за счет поликонденсационных и коагуляционных процессов, проходящих в растворе образующихся гидросиликатов натрия.Having a high specific surface area, these gas purification dusts, upon contacting with a dilute aqueous solution of liquid glass (a concentrated solution of sodium silicate with a siliceous module is from 1.5 to 3.5), acquires astringent properties. This is because an alkaline component, sodium hydroxide, is present in the diluted solution of water glass. In the interaction of active silica SiO 2 with sodium hydroxide, a gradual thickening of the mixture takes place due to polycondensation and coagulation processes that take place in the solution of sodium hydrosilicates formed.

Таким образом, используемая в сырьевой смеси пыль газоочистки производства кремния и/или ферросилиция выступает не только в качестве минерального заполнителя, но и дополнительного минерального вяжущего одновременно. Использование вспученного вермикулита с низкой плотностью в целом позволяет использовать его в качестве наполнителя для производства теплоизоляционного легкого бетона.Thus, the gas treatment dust used in the raw material mixture of silicon production and / or ferrosilicon acts not only as a mineral aggregate, but also as an additional mineral binder at the same time. The use of expanded vermiculite with a low density as a whole allows it to be used as a filler for the production of heat-insulating lightweight concrete.

Использование древесного заполнителя в виде волокнистых материалов: стружки, древесной шерсти, древесной ваты и т.д., позволяет получать армированный легкий бетон.The use of wood aggregate in the form of fibrous materials: shavings, wood wool, wood wool, etc., allows to obtain reinforced lightweight concrete.

Общими признаками данного предложения и прототипа являются следующие: наличие минерального вяжущего - портландцемента, минерального заполнителя - вермикулита вспученного, древесного заполнителя, жидкого стекла (водный раствор силиката натрия), воды.Common features of this proposal and the prototype are the following: the presence of a mineral binder - Portland cement, a mineral aggregate - expanded vermiculite, wood aggregate, water glass (aqueous solution of sodium silicate), water.

Отличия заключаются:The differences are:

- в том, что в качестве одного из составляющих минерального заполнителя выступает пыль газоочистки электротермического производства кремния и/или ферросилиция (пыль электрофильтров и пыль циклонов);- the fact that one of the components of the mineral aggregate is gas cleaning dust of the electrothermal production of silicon and / or ferrosilicon (dust of electrostatic precipitators and dust of cyclones);

- в том, что в качестве древесного заполнителя используется древесный волокнистый материал;- the fact that wood fiber material is used as a wood filler;

- в содержании в сырьевой смеси всех компонентов в мас.%.- in the content in the raw mix of all components in wt.%.

В этом заключается соответствие технического решения критерию изобретения - «новизна».This is the conformity of the technical solution to the criteria of the invention - "novelty."

Сравнение предлагаемого технического решения, не только с прототипом, но и другими решениями, в этой области известными из патентной и научно-технической информации, показывает, что:Comparison of the proposed technical solution, not only with the prototype, but also with other solutions in this area known from patent and scientific and technical information, shows that:

- известны заявленные в формуле изобретения отдельно взятые компоненты, которые используются в различных составах (комбинациях) и в различных соотношениях по мас.% в сырьевых смесях для производства теплоизоляционных материалов (см. выше обзор патентов - аналогов и прототипа по данной заявке).- known are claimed in the claims separately taken components that are used in various compositions (combinations) and in various ratios by wt.% in raw mixtures for the production of heat-insulating materials (see above for a review of patents - analogues and prototypes for this application).

В то же время новый предлагаемый сырьевой состав для производства теплоизоляционного легкого бетона с новым составом и новым процентным соотношением позволяет:At the same time, the new proposed raw material composition for the production of heat-insulating lightweight concrete with a new composition and a new percentage allows you to:

- использовать в значительных количествах отходы электротермического производства кремния и/или ферросилиция (пыль газоочистки: пыль электрофильтров и пыль циклонов);- use in significant quantities waste from the electrothermal production of silicon and / or ferrosilicon (gas cleaning dust: dust from electrostatic precipitators and dust from cyclones);

- вовлечь в производство древесный волокнистый материал;- involve wood fiber material in the production;

- повысить прочность теплоизоляционного легкого бетона.- increase the strength of heat-insulating lightweight concrete.

Совокупность признаков в предложенном техническом решении, как известных, так и неизвестных (отличительных), заявленных в формуле предлагаемого изобретения по составу и содержанию компонентов, позволяет (как показали опытно-промышленные испытания):The combination of features in the proposed technical solution, both known and unknown (distinctive), stated in the formula of the invention according to the composition and content of the components, allows (as shown by pilot tests):

- снизить содержание минерального вяжущего - портландцемента до 2-7 мас.%;- reduce the content of mineral binder - Portland cement to 2-7 wt.%;

- снизить теплопроводность до 0.10 Вт/м2·°C;- reduce thermal conductivity to 0.10 W / m 2 · ° C;

- снизить объемную плотность до 663-670 кг/м3;- reduce bulk density to 663-670 kg / m 3 ;

- снизить себестоимость производства теплоизоляционного бетона на 5-6% по сравнению с известными бетонами аналогичного назначения;- reduce the cost of production of heat-insulating concrete by 5-6% compared with well-known concrete of similar purpose;

- снизить транспортные расходы.- reduce transportation costs.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет достичь технико-экономического результата более высокого уровня по сравнению с прототипом.Thus, the proposed technical solution allows to achieve a technical and economic result of a higher level in comparison with the prototype.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что техническое решение соответствует критерию изобретения - «изобретательский уровень».Based on the foregoing, we can conclude that the technical solution meets the criteria of the invention - "inventive step".

Промышленная применимость сырьевой смеси доказана в процессе производства строительных работ («Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека» дано положительное заключение. Санитарно-эпидемиологическое заключение №38ИЦ 066.576. Т000627.07.07 от 30.07.2007 г.).The industrial applicability of the raw material mixture has been proven in the process of construction work (the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Well-being has given a positive conclusion. Sanitary and epidemiological conclusion No. 38IC 066.576. T000627.07.07 dated 07.30.2007).

Пределы содержания компонентов в предлагаемой сырьевой смеси определены опытным путем. Данные приведены в таблице.The content limits of the components in the proposed raw material mixture are determined empirically. The data are given in the table.

При содержании портландцемента в сырье менее 2% снижается влагостойкость материала и увеличивается время затвердевания, при увеличении содержания более 7% наблюдается быстрое схватывание бетона, что усложняет процесс разлива, увеличивается расход цемента, а вместе с этим стоимость материала.When the content of Portland cement in the raw material is less than 2%, the moisture resistance of the material decreases and the solidification time increases, with an increase in the content of more than 7%, concrete sets quickly, which complicates the spill process, increases the consumption of cement, and at the same time the cost of the material.

При содержании жидкого стекла менее 11% снижается прочность бетона, при увеличении более 20% - прочность не увеличивается, но возрастает стоимость материала.When the content of liquid glass is less than 11%, the strength of concrete decreases, with an increase of more than 20%, the strength does not increase, but the cost of the material increases.

При содержании вермикулита менее 2% - снижаются теплоизоляционные свойства бетона, при содержании более 8% - снижается механическая прочность, а также увеличивается расход и, соответственно, стоимость материала.When the content of vermiculite is less than 2%, the thermal insulation properties of concrete are reduced, when the content is more than 8%, the mechanical strength is reduced, and the consumption and, accordingly, the cost of the material are increased.

При содержании древесного волокнистого материала менее 2% - снижаются армирующие свойства бетона, при содержании более 7% - армирующие свойства не увеличиваются.When the content of wood fiber material is less than 2%, the reinforcing properties of concrete are reduced, when the content is more than 7%, the reinforcing properties do not increase.

При содержании пыли газоочистки менее 29% - снижаются теплоизоляционные свойства, при содержании более 40% увеличивается плотность бетона.When the dust content of gas purification is less than 29%, the heat-insulating properties are reduced, when the content is more than 40%, the density of concrete increases.

При содержании воды менее 26% возникают трудности в получении однородной массы сырья в процессе перемешивания, при содержании более 46% - увеличивается время затвердевания бетона.With a water content of less than 26%, difficulties arise in obtaining a homogeneous mass of raw materials during the mixing process, with a content of more than 46%, the concrete hardening time increases.

Приготовление сырьевой смеси для производства теплоизоляционного легкого бетона заключается в следующем. Готовят цементное молоко из воды и цемента исходя из соотношения по весу 50% на 50%. Оставшуюся воду заливают в смеситель вместе с жидким стеклом. При непрерывной работе смесителя в него загружают пыль газоочистки электротермического производства кремния и/или ферросилиция, вермикулит и древесные волокнистые материалы. При получении однородной массы в смесителе в него заливают цементное молоко. Процесс смешивания ведут до окончательного получения однородной вязкой массы.The preparation of the raw mix for the production of heat-insulating lightweight concrete is as follows. Cement milk is prepared from water and cement based on a weight ratio of 50% to 50%. The remaining water is poured into the mixer along with liquid glass. During continuous operation of the mixer, gas cleaning dust from the electrothermal production of silicon and / or ferrosilicon, vermiculite and wood fibrous materials are loaded into it. Upon receipt of a homogeneous mass in the mixer, cement milk is poured into it. The mixing process is carried out until the final obtaining of a homogeneous viscous mass.

Figure 00000001
Figure 00000001

Claims (2)

1. Сырьевая смесь для производства теплоизоляционного легкого бетона, включающая минеральное вяжущее - портландцемент, древесный заполнитель, минеральный заполнитель - вермикулит вспученный, жидкое стекло и воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве древесного заполнителя древесный волокнистый материал и дополнительно пыль газоочистки электротермического производства кремния и/или ферросилиция при следующем соотношении компонентов, мас.%:
портландцемент 2-7 древесный волокнистый материал 2-7 указанная пыль газоочистки 29-40 вермикулит вспученный 2-8 жидкое стекло 11-20 вода 26-46
1. The raw material mixture for the production of heat-insulating lightweight concrete, including mineral binder - Portland cement, wood aggregate, mineral aggregate - expanded vermiculite, water glass and water, characterized in that it contains wood fiber material and additional gas cleaning dust of electrothermal silicon production and / or ferrosilicon in the following ratio of components, wt.%:
Portland cement 2-7 wood fiber material 2-7 specified gas cleaning dust 29-40 expanded vermiculite 2-8 liquid glass 11-20 water 26-46
2. Сырьевая смесь по п.1, отличающаяся тем, что в качестве древесного волокнистого материала она содержит древесную шерсть. 2. The raw material mixture according to claim 1, characterized in that it contains wood wool as a wood fibrous material.
RU2008110260A 2008-03-17 2008-03-17 Raw material mixture for production of heat insulating light concrete RU2377210C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008110260A RU2377210C2 (en) 2008-03-17 2008-03-17 Raw material mixture for production of heat insulating light concrete

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008110260A RU2377210C2 (en) 2008-03-17 2008-03-17 Raw material mixture for production of heat insulating light concrete

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008110260A RU2008110260A (en) 2009-09-27
RU2377210C2 true RU2377210C2 (en) 2009-12-27

Family

ID=41168909

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008110260A RU2377210C2 (en) 2008-03-17 2008-03-17 Raw material mixture for production of heat insulating light concrete

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2377210C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2447044C2 (en) * 2009-11-24 2012-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "БИОМИН" Construction material (versions) and method of making articles from said material (versions)
RU2473518C1 (en) * 2011-08-17 2013-01-27 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Crude mixture for making light concrete articles
RU2476407C2 (en) * 2010-05-31 2013-02-27 Валерий Александрович Сырых Raw mixture for manufacturing thermal insulation
EA030676B1 (en) * 2017-06-01 2018-09-28 Александр Александрович Бакатович Raw stock mixture for production of heat-insulation material
RU2688718C1 (en) * 2018-09-27 2019-05-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Mixture for producing composite construction materials containing components of municipal wastes

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БУЖЕВИЧ Г.А. Легкие бетоны на пористых заполнителях. - М.: Изд-во литературы по строительству, 1970, с.5, 8, 16, 17-20, 35-37, 39, 40. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2447044C2 (en) * 2009-11-24 2012-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "БИОМИН" Construction material (versions) and method of making articles from said material (versions)
RU2476407C2 (en) * 2010-05-31 2013-02-27 Валерий Александрович Сырых Raw mixture for manufacturing thermal insulation
RU2473518C1 (en) * 2011-08-17 2013-01-27 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" Crude mixture for making light concrete articles
EA030676B1 (en) * 2017-06-01 2018-09-28 Александр Александрович Бакатович Raw stock mixture for production of heat-insulation material
RU2688718C1 (en) * 2018-09-27 2019-05-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." (СГТУ имени Гагарина Ю.А.) Mixture for producing composite construction materials containing components of municipal wastes

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008110260A (en) 2009-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Nuaklong et al. Recycled aggregate high calcium fly ash geopolymer concrete with inclusion of OPC and nano-SiO2
CN102515635B (en) Ceramsite heat insulation brick and preparation method thereof
CN104379534A (en) Lightweight concrete with low thermal conductivity
RU2377210C2 (en) Raw material mixture for production of heat insulating light concrete
JP2004505876A (en) Method for producing concrete or mortar using vegetable aggregate
RU2121987C1 (en) Method of manufacturing building materials with magnesia binding agent
KR20040100202A (en) Concrete Composition for Lightweight and Sound Absorber and Method of Making The Same
KR20130134415A (en) Environment-frendly loess brick and manufacturing method by the same
CN111302752B (en) Polystyrene particle gypsum block and processing method thereof
RU2378228C1 (en) Cellular concrete of autoclave hardening
RU2256632C1 (en) Autoclave ash foamed concrete
RU2004516C1 (en) Concrete mixture
RU2605110C1 (en) Wood-cement mixture for making building blocks
US7837786B2 (en) Compositions of cellular materials that contain anhydrite and methods for its preparation
KR100547955B1 (en) Non-combustible, heat insulation, heat insulation, absorption. Construction method of foamed concrete mortar with sound insulation
RU2220925C2 (en) Raw meal for manufacturing heat-insulation sawdust-concrete
KR100532540B1 (en) Bubble concrete mortar composition and its manufacturing process
KR920002306B1 (en) Preparation method of lightweight adiabatic building material using fly ash
RU2519146C1 (en) Gypsum perlite
CN114988837B (en) Light heat-insulating material and preparation method and application thereof
SU796214A1 (en) Light-weigh concrete mix
JP2001058884A (en) Production of calcium silicate hardened body
RU2776655C9 (en) Arbolite block
JP2002338327A (en) Method for producing moisture control building material
RU2776655C1 (en) Arbolite block

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140318