RU2448065C2 - Method to produce heat insulation and insulant material for building products - Google Patents
Method to produce heat insulation and insulant material for building products Download PDFInfo
- Publication number
- RU2448065C2 RU2448065C2 RU2009129198/03A RU2009129198A RU2448065C2 RU 2448065 C2 RU2448065 C2 RU 2448065C2 RU 2009129198/03 A RU2009129198/03 A RU 2009129198/03A RU 2009129198 A RU2009129198 A RU 2009129198A RU 2448065 C2 RU2448065 C2 RU 2448065C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- binder
- silica
- heat
- insulating
- products
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/006—Compositions 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 mineral polymers, e.g. geopolymers of the Davidovits type
- C04B28/008—Mineral polymers other than those of the Davidovits type, e.g. from a reaction mixture containing waterglass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/20—Resistance against chemical, physical or biological attack
- C04B2111/28—Fire resistance, i.e. materials resistant to accidental fires or high temperatures
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/10—Production of cement, e.g. improving or optimising the production methods; Cement grinding
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Geology (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Building Environments (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, конкретно относится к производству теплоизоляционных и утеплительных материалов для различных (и в различных) строительных изделий (изделиях), и может быть использовано в гражданском и промышленном строительстве, в частности при утеплении и тепло-, звукоизоляции различных конструкций и элементов зданий и сооружений стен, перегородок, мансард, лоджий, полов, потолков, в том числе и непосредственно на строящемся объекте.The invention relates to the building materials industry, specifically relates to the production of heat-insulating and insulation materials for various (and in various) building products (products), and can be used in civil and industrial construction, in particular for insulation and heat, sound insulation of various designs and elements of buildings and structures of walls, partitions, attics, loggias, floors, ceilings, including directly at the facility under construction.
Известны способы получения теплоизоляционных материалов на основе кремнистых пород, к которым относятся кремнистые породы осадочного происхождения, такие как диатомиты, трепелы и опоки. Это природные гидратные кремнеземы в аморфном состоянии (аморфные кремнеземы), относящиеся к группе опала.Known methods for producing thermal insulation materials based on siliceous rocks, which include siliceous rocks of sedimentary origin, such as diatomites, tripoli and flasks. These are natural hydrated silicas in an amorphous state (amorphous silicas) belonging to the opal group.
Эти известные способы получения теплоизоляционных материалов на основе кремнистых пород могут быть подразделены, в частности, на две группы в зависимости от вида поризации:These known methods for producing silica-based heat-insulating materials can be divided, in particular, into two groups depending on the type of porosity:
- пенопоризация шликера с последующей сушкой и обжигом изделий;- foam slurry foam with subsequent drying and firing products;
- термохимическое вспучивание за счет использования выгорающих добавок (кокса), диссоциирующих добавок (известняка) или удаления гидратной воды.- thermochemical expansion due to the use of burnable additives (coke), dissociative additives (limestone) or the removal of hydrated water.
Первая группа представлена технологией получения пенодиатомитовых изделий (Майзель И.Л., Сандлер В.Г. Технология теплоизоляционных материалов. М.: Высшая школа, 1988) заключается в тонком измельчении диатомита, приготовлении пенодиатомитовой массы и формовании изделий, стабилизации пористой структуры изделий посредством сушки и образования пористого керамического черепка обжигом высушенного сырца. Очень высокая влажность пеномассы, достигающая 200-250%, является причиной больших усадочных деформаций при сушке (20-25%), что ухудшает качество готовых изделий. Сушка пенодиатомитовых изделий производится в формах, что предопределяет неблагоприятные условия для удаления влаги, так как ее испарение может происходить только с поверхности. Это обстоятельство, а также значительные сушильные усадки пеномассы определяют большую (48-96 ч) продолжительность процесса сушки.The first group is represented by the technology for producing foam diatomite products (Meisel I.L., Sandler V.G. Technology of heat-insulating materials. M .: Higher school, 1988) consists in fine grinding of diatomite, preparation of foam diatomite mass and molding of products, stabilization of the porous structure of products by drying and the formation of a porous ceramic crock by roasting the dried raw. Very high humidity of the foam mass, reaching 200-250%, is the reason for large shrinkage deformation during drying (20-25%), which affects the quality of the finished product. Drying of foam diatomaceous products is carried out in forms, which determines unfavorable conditions for the removal of moisture, since its evaporation can occur only from the surface. This fact, as well as significant drying shrinkage of the foam mass, determine the long (48-96 h) duration of the drying process.
Обжигают изделия в туннельных печах при максимальной температуре 800-900°С в течение 18-22 часов.Burn products in tunnel ovens at a maximum temperature of 800-900 ° C for 18-22 hours.
Согласно другой известной монографии (Горлов Ю.П. Технология теплоизоляционных акустических материалов и изделий. М.: Высшая школа, 1989, с.197-207) изделия имеют плотность 450-600 кг/м3, прочность 0,6-0,9 МПа. Таким образом, недостатком данного способа являются повышенная плотность, высокие энергозатраты, связанные с длительными тепловыми процессами и высоким водосодержанием, значительная усадка полученного материала.According to another well-known monograph (Gorlov Yu.P. Technology of heat-insulating acoustic materials and products. M: Higher school, 1989, pp. 197-207), the products have a density of 450-600 kg / m 3 , strength 0.6-0.9 MPa Thus, the disadvantage of this method is the increased density, high energy costs associated with long thermal processes and high water content, significant shrinkage of the obtained material.
В частности, известен способ изготовления теплоизоляционного материала, включающий смешивание кремнистой породы из группы: трепел, диатомит, опока и щелочного компонента, укладку смеси в формы и ее термическую обработку (RU 2053984 С1, кл. С04В 38/02, 10.02.1996).In particular, a known method of manufacturing a heat-insulating material, comprising mixing siliceous rock from the group: tripoli, diatomite, flask and alkaline component, laying the mixture into molds and its heat treatment (RU 2053984 C1, class C04B 38/02, 02/10/1996).
Полученные изделия не отличаются хорошей водостойкостью. К тому же данным способом не получают гранулированный теплоизоляционный материал.The resulting products are not distinguished by good water resistance. In addition, this method does not obtain granular insulating material.
Из RU 2293073, 10.02.2007 известен способ изготовления негорючего утеплителя, который включает приготовление сырьевой смеси путем совместного помола кварцевого песка и кремнефтористого натрия, смешения с жидким стеклом, предварительно приготовленным водным раствором пенообразователя ПО-6К и заливку полученной сырьевой смеси между наружным и внутренним слоями строительной конструкции, осуществляют совместный помол кварцевого песка и кремнефтористого натрия при их соотношении 9-10:1 вес.ч. Соответственно в течение 5-6 ч с получением продукта помола с удельной поверхностью 1700-2500 см/г жидкое стекло смешивают в течение 5-7 мин с предварительно приготовленным водным раствором пенообразователя ПО-6К в соотношении пенообразователя ПО-6К и воды 1:50 вес.ч. при соотношении указанного водного раствора и жидкого стекла 1:1,5 вес.ч. с получением сырьевой смеси непосредственно перед ее заливкой.From RU 2293073, 02/10/2007, a method for manufacturing a non-combustible insulation is known, which includes preparing a raw material mixture by co-grinding quartz sand and sodium silicofluoride, mixing with liquid glass, a pre-prepared aqueous solution of PO-6K foaming agent, and pouring the resulting raw material mixture between the outer and inner layers building structure, carry out joint grinding of quartz sand and sodium silicofluoride at a ratio of 9-10: 1 weight.h. Accordingly, for 5-6 hours to obtain a grinding product with a specific surface of 1700-2500 cm / g, liquid glass is mixed for 5-7 minutes with a pre-prepared aqueous solution of PO-6K foaming agent in a ratio of PO-6K foaming agent and water of 1:50 weight .h. when the ratio of the specified aqueous solution and liquid glass 1: 1.5 parts by weight with obtaining the raw material mixture immediately before pouring it.
Однако данный способ также не предназначен для получения гранулированного теплоизоляционного материала.However, this method is also not intended to produce granular insulating material.
Из SU 1548178, 07.03.1990 известен способ получения теплоизоляционного легкого пористого заполнителя путем смешения силикатного свяжующего (60-80 мас %), представляющего собой продукт плотностью 1,5-1,72 г/см3, полученный в результате обработки раствором щелочи тонкомолотого туфа с тонкодисперсным туфом 11-25 мкм и газообразователем в виде сажи или технического углерода 0,5-1,5, силикатом кальция 2,5-4,5, метасиликатом натрия 6-9. Теплоизоляционный материал имеет следующие свойства: средняя плотность 300-600 кг/м3, прочность при сжатии 2-6 МПа, термостойкость 680-820°С, температуроустойчивость 750-900°С, гидролитический класс 2-3-й, кислотостойкость минеральных кислот 80-99%, водопоглощение по объему 1,5-12%, теплопроводность 0,080-0,115 Вт/м*град, температура предварительной тепловой обработки 120-135°С.From SU 1548178, 03/07/1990, a method is known for producing a heat-insulating lightweight porous aggregate by mixing silicate binder (60-80 wt%), which is a product with a density of 1.5-1.72 g / cm 3 obtained by treatment with an alkali solution of finely ground tuff with finely divided tuff 11-25 microns and a gasifier in the form of soot or carbon black 0.5-1.5, calcium silicate 2.5-4.5, sodium metasilicate 6-9. Thermal insulation material has the following properties: average density 300-600 kg / m 3 , compressive strength 2-6 MPa, heat resistance 680-820 ° C, temperature resistance 750-900 ° C, hydrolytic class 2-3, acid resistance of mineral acids 80 -99%, water absorption by volume 1.5-12%, heat conductivity 0.080-0.115 W / m * deg, temperature of preliminary heat treatment 120-135 ° С.
Однако способ достаточно сложен, так как основан на использовании многокомпонентного состава и является неэкономичным.However, the method is quite complicated, as it is based on the use of a multicomponent composition and is uneconomical.
Известен способ изготовления утеплительного материала, преимущественно керамзита с коэффициентом формы 1,05-1,2, путем измельчения глины, формования крошки в виде стержней, подсушивания и вылеживания в течение 2-6 часов в герметизированном бункере-накопителе. После вылеживания крошку подают на формование сырцовых гранул объемным сжатием /SU 8676603, 1979 г./.A known method of manufacturing insulation material, mainly expanded clay with a shape factor of 1.05-1.2, by grinding clay, molding crumbs in the form of rods, drying and aging for 2-6 hours in a sealed storage hopper. After aging, the crumb is fed to the molding of raw granules by volume compression / SU 8676603, 1979 /.
Известный способ изготовления керамзита с коэффициентом формы 1,05-1,2 является сложным и длительным. В известном способе необходимо соблюдать размеры крошки 5-30 мм, поддерживать определенную влажность и соблюдать подсушивание в течение 2-6 часов.A known method of manufacturing expanded clay with a shape factor of 1.05-1.2 is complex and lengthy. In the known method, it is necessary to observe the size of the crumbs 5-30 mm, maintain a certain humidity and observe the drying for 2-6 hours.
Известен способ формования заготовок из глинистого сырья в виде куба при изготовлении обжигового искусственного заполнителя - керамдора (SU 765236, 1980).A known method of forming blanks from clay raw materials in the form of a cube in the manufacture of fired artificial aggregate - ceramdora (SU 765236, 1980).
В известном способе необходимо получить керамдор, являющийся заменителем природного щебня и гравия, с высокой плотностью и прочностью, для чего проводят прокаливание по новому режиму, что позволяет практически полностью осуществить процессы, связанные с выделением газообразных продуктов до обжига, что исключает получение пористых гранул для легких марок керамзита.In the known method, it is necessary to obtain ceramdor, which is a substitute for natural gravel and gravel, with high density and strength, for which calcination is carried out according to the new regime, which allows almost completely to carry out the processes associated with the release of gaseous products before firing, which eliminates the production of porous granules for light brands of expanded clay.
Каждый из указанных известных способов не лишен определенных недостатков, а именно отличаются определенной сложностью, длительностью и не позволяют получить экологически чистый и одновременно прочный и водостойкий материал с хорошими теплоизоляционными свойствами.Each of these known methods is not without certain drawbacks, namely, it is distinguished by a certain complexity, duration and does not allow to obtain environmentally friendly and at the same time durable and waterproof material with good thermal insulation properties.
Технической задачей изобретения является получение экологически чистого продукта с хорошими прочностными свойствами, пониженной теплопроводностью, а также упрощение процесса и снижение себестоимости готового продукта.An object of the invention is to obtain an environmentally friendly product with good strength properties, reduced thermal conductivity, as well as simplifying the process and reducing the cost of the finished product.
Поставленная техническая задача достигается заявленной группой изобретения, касающейся способа получения теплоизоляционного и утеплительного матариала.The stated technical problem is achieved by the claimed group of the invention regarding a method for producing a heat-insulating and insulating material.
Одним из изобретений заявленной группы является способ получения теплоизоляционного и утеплительного материала для строительных изделий на основе аморфного кремнезема, включающий перемешивание связующего на основе аморфного кремнезема с дисперсностью 1-10 мм с сыпучим теплоизоляционным наполнителем с дисперсностью 0,5-15,0 мм в течение 3-10 мин до получения однородной сухой смеси, последующее затворение сухой смеси водным раствором щелочного компонента при дальнейшем перемешивании их в течение 1-5 мин и последующем формовании изделий методом сухого прессования с усилием 5-10,2 кг/см2 и термообработку их при 150-850°С.One of the inventions of the claimed group is a method for producing thermal insulation and insulation material for building products based on amorphous silica, comprising mixing a binder based on amorphous silica with a dispersion of 1-10 mm with a loose heat-insulating filler with a dispersion of 0.5-15.0 mm for 3 -10 min until a homogeneous dry mixture is obtained, subsequent mixing of the dry mixture with an aqueous solution of an alkaline component with further stirring for 1-5 minutes and subsequent molding of the products dry pressing house with a force of 5-10.2 kg / cm 2 and heat treatment at 150-850 ° C.
При этом в составе связующего (вяжущего) на основе аморфного кремнезема дополнительно можно использовать кремнеземсодержащее вяжущее (связующее) с плотностью 1,2-2,2 г/см3 или 1,3-2,4 г/см3 и модулем 15-30 при различных соотношениях их, полученное на основе кремнеземсодержащего сырья (компонента) и неорганической связки.Moreover, in the composition of the binder (binder) based on amorphous silica, it is additionally possible to use a silica-containing binder (binder) with a density of 1.2-2.2 g / cm 3 or 1.3-2.4 g / cm 3 and a module of 15-30 at various ratios of them, obtained on the basis of silica-containing raw materials (component) and inorganic binder.
И в частности, используют кремнеземсодержащее вяжущее, полученное с использованием карьерной глины, обожженной глины, суглинки, супесей, лессовых отложений.And in particular, a silica binder is used, obtained using quarry clay, calcined clay, loam, sandy loam, loess deposits.
При получении указанного кремнеземсодержащего вяжущего, которое может быть дополнительно использовано в составе связующего совместно с аморфным кремнеземом, в качестве неорганической связки используют, например, силикатную связку (жидкое стекло с модулем 2,3-4,0, силикат-глыбу, гидросиликаты натрия, алюмосиликаты, отходы производства оконного и технического стекла, кремнегели (отход металлургического производства или производства фтористого алюминия с содержанием диоксида кремния, например, 88,0-88,2 мас.%.Upon receipt of the specified silica binder, which can be additionally used in the binder together with amorphous silica, for example, a silicate binder (liquid glass with a module of 2.3-4.0, silicate block, sodium hydrosilicates, aluminosilicates) is used as an inorganic binder , waste from the production of window and industrial glass, silica gel (waste from metallurgical production or production of aluminum fluoride with a content of silicon dioxide, for example, 88.0-88.2 wt.%.
Таким вяжущим, в частности, является известное вяжущее, описанное в патенте RU 2236374, 20/09/2004 или вяжущее по патенту RU 2283818, 20.09.2006.Such a binder, in particular, is a known binder described in patent RU 2236374, 09/20/2004 or binder according to patent RU 2283818, 09/20/2006.
Способ осуществляют с использованием в качестве сыпучего теплоизоляционного наполнителя минерального наполнителя на основе кремнеземсодержащей породы, древесных отходов, растительных отходов сельскохозяйственного производства.The method is carried out using, as a bulk heat-insulating filler, a mineral filler based on silica-containing species, wood waste, and vegetable waste from agricultural production.
Способ осуществляют с использованием в качестве минерального наполнителя керамзита, вспученного вермикулита, перлитового песка; а также с использованием в качестве растительных отходов таких отходов, как шелуха подсолнечника, соломокостра от переработки льна.The method is carried out using expanded clay, expanded vermiculite, perlite sand as a mineral filler; as well as using waste products such as sunflower husks and straw from the processing of flax as plant waste.
Способ осуществляют с использованием в качестве аморфного кремнезема, например, трепела или микрокремнезема промышленного производства.The method is carried out using as amorphous silica, for example, tripoli or silica fume industrial production.
Для осуществления способа по изобретению используют различные измельчающие устройства и различные перемешивающие устройства, обеспечивающие измельчение компонентов до необходимого заданного размера и эффективное перемешивание исходной смеси. К числу таких устройств относятся валковые и дисковые мельницы, различные диссольверы, шаровые мельницы, бисерные, дисковые мешалки, смесители с якорной мешалкой, планетарный смеситель, шнековые, планетарные смесители с трехмерным движением спирально-ленточных рабочих органов.To implement the method according to the invention, various grinding devices and various mixing devices are used, which ensure grinding of the components to the required predetermined size and effective mixing of the initial mixture. These devices include roller and disk mills, various dissolvers, ball mills, bead, disk mixers, mixers with an anchor mixer, a planetary mixer, screw, planetary mixers with three-dimensional movement of spiral-tape working bodies.
Другим изобретением заявленной группы (вариантом изобретения) является способ получения теплоизоляционного и утеплительного материала для строительных изделий на основе глинистого кремнеземсодержащего вяжущего (связующего), полученного из глинистого сырья и неорганической связки, включающей перемешивание вяжущего с сыпучим теплоизоляционным наполнителем, выбранным из группы, включающей вспученный вермикулит, перлитовый песок керамзит, древесные отходы в виде опилок и стружек, растительные отходы сельскохозяйственных производств, последующее введение в полученную при перемешивании смесь щелочесодержащего компонента в виде его водного раствора и дальнейшего перемешивания их до получения однородной массы и дальнейшее формование из нее теплоизоляционных изделий методом полусухого прессования при усилии прессования 2,5-35,0 кг/см и термообработку их при 150-850 С в зависимости от типа теплоизоляционного наполнителя в течение периода времени, обеспечивающего полное отверждение его.Another invention of the claimed group (embodiment of the invention) is a method for producing thermal insulation and insulation material for building products based on clay siliceous binder (binder) obtained from clay raw materials and inorganic binders, including mixing the binder with a loose heat insulating filler selected from the group comprising expanded vermiculite , perlite sand expanded clay, wood waste in the form of sawdust and shavings, vegetable waste from agricultural production , subsequent introduction into the mixture obtained with stirring of an alkali-containing component in the form of its aqueous solution and further mixing them to obtain a homogeneous mass and further molding of heat-insulating products from it by semi-dry pressing with a pressing force of 2.5-35.0 kg / cm and heat treatment with 150-850 C, depending on the type of heat-insulating filler for a period of time ensuring its full cure.
При этом в качестве вяжущего (связующего) используют вяжущее, полученное на основе глинистого сырья, такого как карьерные глины, обожженные глины, суглинки, супеси, лессовые отложения с влажностью не более 6%, так и более 10%, и неорганической связки.At the same time, a binder obtained on the basis of clay raw materials, such as quarry clays, calcined clays, loams, sandy loams, loess deposits with a moisture content of not more than 6% and more than 10%, and an inorganic binder are used as a binder (binder).
В частности, в качестве такого вяжущего (связующего) в способе используют вяжущее, полученное известным способом, полученным по патенту RU 2236374, 20.09.2004, или способом, полученным по заявке RU №2009121120, поданной в Патентное ведомство РФ 03.06.2009, или по патенту RU 2283818, 20.09.2006.In particular, as such a binder (binder) in the method, a binder obtained by a known method obtained according to patent RU 2236374, 09/20/2004, or by a method obtained according to application RU No. 2009121120 filed with the Patent Office of the Russian Federation on 03.06.2009, or according to patent RU 2283818, 09/20/2006.
При осуществлении заявленного способа (вариантов его) в качестве щелочесодержащего компонента используют, например, едкий натр. При этом при получении утеплительного и теплоизоляционного материала заявленным в качестве изобретения способом с использованием в качестве связующего аморфного кремнезема соотношения исходных компонентов выбирают, например, следующее, мас.%:When implementing the inventive method (variants thereof) as alkali-containing component, for example, sodium hydroxide is used. In this case, upon receipt of the insulating and heat-insulating material by the method claimed as the invention using amorphous silica as a binder, the ratios of the starting components are selected, for example, the following, wt.%:
При этом, как указано выше, глинистое вяжущее, используемое при осуществлении заявленных вариантов способа, как и кремнеземсодержащее дополнительное вяжущее, используемое наряду (или совместно) с аморфным кремнеземом получают либо по известному патенту RU 2236374, 20.09.2004, либо по заявке №2009121120 от 03.06.2009.Moreover, as indicated above, the clay binder used in the implementation of the claimed method variants, as well as a silica-containing additional binder used along with (or in conjunction with) amorphous silica, is obtained either according to the known patent RU 2236374, 09/20/2004, or according to application No. 2009121120 from 06/03/2009.
Согласно способу, описанному в патентной заявке №2009121120 от 03.06.2009, получают кремнеземсодержащее связующее на основе неорганической связки, кремнеземсодержащего компонента и воды при их интенсивном перемешивании, заключающемся в том, что перемешивание осуществляют в присутствии солей плавиковой кислоты, взятой в количестве от 0,5 до 10,0 мас.% в расчете на смесь, в качестве неорганической связки используют гидроксид щелочного металла или аммония или силикатную связку, в качестве кремнеземсодержащего компонента используют кремнеземсодержащий компонент с размером частиц от 0,2 до 20,0 мм или предварительно измельченный до размера частиц от 40 Å до 60 мкм, выбранный из группы, включающей песок кварцевый или кварцевую муку с влажностью не более 4%, карьерные глины с влажностью более 10%, обожженные глины, суглинки, супеси, лессовые отложения, микрокремнеземы, полученные из отходов производства ферросплавов, отходы камнеобработки, полученные при распиловке или шлифовке, например, гранита или при производстве гранитного щебня, гидрослюду, такую как используют при производстве вермикулита или вспученного перлита, при этом интенсивное перемешивание осуществляют в высокоскоростном смесителе со скоростью перемешивания 1500-6000 об/мин, частоте колебаний перемешиваемых частиц 2000-45000 об/мин, при 80-90°С или при воздействии электрического поля с напряженностью 15-40 Вт и силой тока до 60А, и перемешивание осуществляют в течение периода времени от 10 минут до 12 часов в зависимости от дисперсности кремнеземсодержащего компонента, после чего осуществляют охлаждение смеси при постоянном перемешивании со скоростью от 40 до 100 об/мин при 15-25°С в течение 10-12 часов или с использованием воздушной аэрации при 10-20°С в течение 6-11 часов до получения связующего с плотностью 1,3-2,4 г/см3 и силикатным модулем 15-30 при следующем соотношении компонентов, исходной смеси, мас.%:According to the method described in patent application No. 2009121120 from 06/03/2009, a silica-containing binder is obtained on the basis of an inorganic binder, a silica-containing component and water with intensive mixing, which consists in the presence of hydrofluoric acid salts, taken in an amount of from 0, 5 to 10.0 wt.% Based on the mixture, alkali metal or ammonium hydroxide or a silicate bond are used as the inorganic binder, silica-containing component is used as the silica-containing component a component with a particle size of 0.2 to 20.0 mm or pre-crushed to a particle size of 40 Å to 60 μm, selected from the group consisting of silica sand or quartz flour with a moisture content of not more than 4%, quarry clays with a moisture content of more than 10 %, calcined clays, loams, loamy sand, loess deposits, silica fume obtained from ferroalloy production waste, stone processing waste obtained from sawing or grinding, for example, granite or granite crushed stone production, hydromica, such as used in the production of vermiculi one or expanded perlite, while intensive mixing is carried out in a high-speed mixer with a stirring speed of 1500-6000 rpm, a vibration frequency of mixed particles of 2000-45000 rpm, at 80-90 ° C or when exposed to an electric field with a strength of 15-40 W and current up to 60A, and mixing is carried out for a period of time from 10 minutes to 12 hours, depending on the dispersion of the silica-containing component, after which the mixture is cooled with constant stirring at a speed of 40 to 100 rpm at 15-25 ° for 10-12 hours or with air aeration at 10-20 ° C for 6-11 hours to provide a binder with a density of 1.3-2.4 g / cm 3 and silicate module 15-30 in the following ratio, the initial mixture, wt.%:
В качестве неорганической связки используют силикатную связку, выбранную из группы, включающей гидросиликаты натрия, жидкое стекло, силикат-глыбу, стеклобой, образующийся при производстве или применении стекла, кремнезоли, кремнегели, алюмосиликаты, а качестве воды используют воду пресную, воду морскую, воду минерализованную.As an inorganic binder, a silicate binder is used, selected from the group consisting of sodium hydrosilicates, liquid glass, silicate block, cullet formed during the production or use of glass, silica sol, silica gel, aluminosilicates, and fresh water, sea water, and mineralized water are used .
В качестве кремнеземсодержащего сырья (компонента) используют, например, кварцевый песок, кварцевую муку с содержанием SiO2 до 99 мас.% и влажностью не более 4%, микрокремнеземы, полученные из отходов производства ферросплавов, отходы камнеобработки, полученные при распиловке или шлифовке, например, гранита или при производстве гранитного щебня, гидрослюду, такую как используют при производстве вермикулита или вспученного перлита, а также различные глины (карьерные с влажностью не более 10%) обожженные, суглинки, супеси, лессовые отложения.As silica-containing raw materials (components), for example, silica sand, silica flour with a SiO 2 content of up to 99 wt.% And a moisture content of not more than 4% are used, silica fume obtained from ferroalloy production waste, stone processing waste obtained by sawing or grinding, for example , granite or in the production of crushed granite, hydromica, such as used in the production of vermiculite or expanded perlite, as well as various clays (quarry with a moisture content of not more than 10%), calcined, loams, sandy loam, loess deposits.
В качестве соли плавиковой кислоты, в частности, используют фтористый кальций (CaF2), фтористый натрий (NaF), кремнефтористый натрий, фтористый алюминий и другие.As the hydrofluoric acid salt, in particular, calcium fluoride (CaF 2 ), sodium fluoride (NaF), sodium silicofluoride, aluminum fluoride and others are used.
Таким образом, в соответствии с заявленной группой изобретения тепоизоляционные и утеплительные материалы получают с использованием известного кремнеземсодержащего вяжущего, в том числе и из глинистого сырья и/или с использованием в качестве связующего аморфного кремнезема как природного, так и промышленного происхождения, смешивания их с сыпучими утеплителями, например вспученный вермикулит, перлитовый песок, керамзит, или отходами производства, например древесные стружки и опилки, или переработки сельскохозяйственной деятельности, например шелуха подсолнечника, соломакостра от переработки льна и затворения их водным раствором щелочесодержащего компонента.Thus, in accordance with the claimed group of the invention, thermal insulation and insulation materials are obtained using a well-known silica-containing binder, including clay raw materials and / or using amorphous silica of both natural and industrial origin as a binder, mixing them with bulk heaters , for example, expanded vermiculite, perlite sand, expanded clay, or industrial waste, such as wood shavings and sawdust, or agricultural processing and, for example, husks of sunflower, straw and straw from processing flax and mixing them with an aqueous solution of an alkali-containing component.
Формование изделий осуществляется методом полусухого прессования при усилии прессования от 2,5 кг/см2 до 35,0 кг/см2. Отформованные изделия подвергаются термообработке при температурах 150-850°С в течение времени, необходимого для полного отверждения изделия.Molding is carried out by semi-dry pressing with a pressing force of 2.5 kg / cm 2 to 35.0 kg / cm 2 . Molded products are subjected to heat treatment at temperatures of 150-850 ° C for the time necessary for complete curing of the product.
Введение в состав формовочной шихты, приготовленной с использованием кремнеземсодержащего вяжущего, аморфного кремнезема, например трепела, позволяет снизить термообработку изделий с 850°С до 150°С.The introduction into the composition of the molding mixture prepared using a silica binder, amorphous silica, such as tripoli, can reduce the heat treatment of products from 850 ° C to 150 ° C.
При незначительном изменении объема используемого сыпучего утеплителя и усилия прессования использование аморфных кремнеземов и изменения режимов термообработки позволяют регулировать в широких пределах прочностные характеристики изделий и их теплопроводность. Увеличение прочностных характеристик связано с кристаллизацией кремнезема вплоть до его остеклования, а низкая теплопроводность связана с увеличением пористости за счет выделяемого газа аморфным кремнеземом при его термообработке в присутствии щелочной среды и полного обезвоживания изделия.With a slight change in the volume of bulk insulation used and pressing efforts, the use of amorphous silicas and changes in the heat treatment regimes make it possible to widely control the strength characteristics of the products and their thermal conductivity. The increase in strength characteristics is associated with crystallization of silica up to its vitrification, and low thermal conductivity is associated with an increase in porosity due to the emitted gas by amorphous silica during its heat treatment in the presence of an alkaline medium and complete dehydration of the product.
Такие свойства утеплителей, изготовленных по данной технологии, позволяют использование их в любых сферах строительного производства, например при производстве железобетонных панелей, утеплении различных конструкций и поверхностей.Such properties of heaters manufactured by this technology allow their use in any areas of construction production, for example, in the production of reinforced concrete panels, insulation of various structures and surfaces.
Увеличение прочностных характеристик с одновременным снижением коэффициента теплопроводности изделий, термообработка которых проходила при температурах до 250°С, под воздействием высоких температур, например при пожаре, позволяет их использовать как огнезащитные покрытия строительных конструкций в промышленных и гражданских зданиях и сооружениях.An increase in strength characteristics with a simultaneous decrease in the thermal conductivity of products whose heat treatment took place at temperatures up to 250 ° C, under the influence of high temperatures, for example, during a fire, allows them to be used as fireproof coatings for building structures in industrial and civil buildings.
Ниже приводятся примеры осуществления заявленной группы изобретения, иллюстрирующие его, но не ограничивающие объем его притязаний.The following are examples of the implementation of the claimed group of the invention, illustrating it, but not limiting the scope of its claims.
В приведенных примерах используют вяжущее в виде аморфного кремнезема (трепел, микрокремнеземы промышленного производства), в виде глинистого вяжущего, а также на основе их смесей.In the above examples, a binder is used in the form of amorphous silica (tripoli, microsilica of industrial production), in the form of a clay binder, and also based on mixtures thereof.
Пример (с использованием аморфного кремнезема в качестве связующего)Example (using amorphous silica as a binder)
В качестве сыпучих утеплителей - любые указанные выше. Технологический процесс изготовления следующий. Сыпучий утеплитель, например вермикулит фракции 2 мм, перемешивается с аморфным кремнеземом, например трепел фракции 1-10 мм, до получения однородной сухой смеси в смесителях принудительного действия, например планетарном, в течение 3-10 мин. Затем эта смесь затворяется водным раствором щелочного компонента, например едкого натра, и перемешивается в течение 1-5 мин.As bulk insulation - any of the above. The manufacturing process is as follows. Loose insulation, for example vermiculite of a fraction of 2 mm, is mixed with amorphous silica, for example tripoli of a fraction of 1-10 mm, until a homogeneous dry mixture is obtained in forced-action mixers, for example planetary, for 3-10 minutes. Then this mixture is closed with an aqueous solution of an alkaline component, for example sodium hydroxide, and mixed for 1-5 minutes.
Готовая шихта подвергается прессованию, например, с усилием 10,2 кг/см2. Сырец изделия подвергается термообработке при 780°С. Полученное изделие по своим характеристикам полностью соответствует приведенным в таблице для изделий, изготовленных с использованием вяжущего.The finished mixture is pressed, for example, with a force of 10.2 kg / cm 2 . The raw product is subjected to heat treatment at 780 ° C. The product obtained in its characteristics fully complies with that given in the table for products made using a binder.
При этом состав формовочной шихты выглядит следующим образом, мас.%:The composition of the molding mixture is as follows, wt.%:
Свойство растворения аморфных кремнеземов в водной щелочной среде с образованием клеящего вещества, которое после термообработки становится практически нерастворимо в воде, позволяет использовать его при производстве теплоизоляционных материалов. При этом свойства изделий ничем не будут отличаться от изготовленных на основе кремнеземсодержащего вяжущего.The property of dissolving amorphous silicas in an aqueous alkaline medium with the formation of an adhesive, which after heat treatment becomes practically insoluble in water, allows its use in the production of heat-insulating materials. In this case, the properties of the products will not differ in any way from those made on the basis of a silica binder.
Использование такого способа производства теплоизоляционных изделий позволяет наиболее рационально использовать все компоненты, входящие в состав формовочной шихты в целях получения изделий с заранее задаваемыми параметрами как прочностных характеристик, так и коэффициентом теплопроводности.The use of this method of production of heat-insulating products allows the most efficient use of all the components that make up the molding mixture in order to obtain products with predetermined parameters of both strength characteristics and thermal conductivity.
В таблицах 1-3 и 4 представлены примеры осуществления заявленного способа (и его вариантов) с использованием других вяжущих и аморфных кремнеземов, указанных выше, а также свойства их.Tables 1-3 and 4 provide examples of the implementation of the claimed method (and its variants) using the other astringents and amorphous silicas mentioned above, as well as their properties.
Таким образом, теплоизоляционные и утеплительные материалы, полученные способом (и вариантов его) по заявленной группе изобретений, ввиду их многообразия форм и достаточно хороших свойств, в том числе и таких, как огнестойкость, могут найти широкое использование в промышленности строительных материалов.Thus, thermal insulation and insulation materials obtained by the method (and its variants) according to the claimed group of inventions, due to their variety of shapes and fairly good properties, including such as fire resistance, can be widely used in the building materials industry.
Claims (10)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009129198/03A RU2448065C2 (en) | 2009-07-29 | 2009-07-29 | Method to produce heat insulation and insulant material for building products |
PCT/RU2010/000025 WO2011014097A1 (en) | 2009-07-29 | 2010-01-20 | Method for producing heat insulation and lagging material for construction articles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009129198/03A RU2448065C2 (en) | 2009-07-29 | 2009-07-29 | Method to produce heat insulation and insulant material for building products |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2448065C2 true RU2448065C2 (en) | 2012-04-20 |
Family
ID=43529541
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009129198/03A RU2448065C2 (en) | 2009-07-29 | 2009-07-29 | Method to produce heat insulation and insulant material for building products |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2448065C2 (en) |
WO (1) | WO2011014097A1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2547534C2 (en) * | 2013-08-12 | 2015-04-10 | федеральное государственное бюджетное образовательно учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный архитектурно-строительный университет" (ФГБОУ ВПО "ТюмГАСУ") | Opal rock-based composite material |
RU2561438C1 (en) * | 2014-07-03 | 2015-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный архитектурно-строительный университет" | Composite material based on terra silicea of sukholozhskoye field of sverdlovsk region |
RU2562646C2 (en) * | 2014-01-09 | 2015-09-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дагестанский государственный технический университет" | Method of production of heat-resistant heat insulating products |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1153299A (en) * | 1965-05-11 | 1969-05-29 | Kurz Fredrik W A | Bonding or impregnating composition. |
RU2206536C1 (en) * | 2002-06-14 | 2003-06-20 | Рыков Павел Валентинович | Method for making building articles |
RU2236374C2 (en) * | 2002-08-08 | 2004-09-20 | Рыков Павел Валентинович | Silicon-containing binder preparation method |
RU2283818C1 (en) * | 2005-01-24 | 2006-09-20 | Александр Николаевич Кондратенко | Method of manufacturing products based on silica-containing binder |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3756839A (en) * | 1971-05-05 | 1973-09-04 | Fiberglas Canada Ltd | Cate foams method for improving the cellular structure of rigid low density sili |
RU2322419C2 (en) * | 2006-05-06 | 2008-04-20 | Юрий Юрьевич Нуштаев | Raw material mix for production of chemically resistant silico-concrete and method of manufacture of articles from this mix |
-
2009
- 2009-07-29 RU RU2009129198/03A patent/RU2448065C2/en not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-01-20 WO PCT/RU2010/000025 patent/WO2011014097A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1153299A (en) * | 1965-05-11 | 1969-05-29 | Kurz Fredrik W A | Bonding or impregnating composition. |
RU2206536C1 (en) * | 2002-06-14 | 2003-06-20 | Рыков Павел Валентинович | Method for making building articles |
RU2236374C2 (en) * | 2002-08-08 | 2004-09-20 | Рыков Павел Валентинович | Silicon-containing binder preparation method |
RU2283818C1 (en) * | 2005-01-24 | 2006-09-20 | Александр Николаевич Кондратенко | Method of manufacturing products based on silica-containing binder |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Щелочные и щелочно-щелочноземельные гидравлические вяжущие. /Под ред. В.Д.ГЛУХОВСКОГО. - Киев: Вища школа, 1979, с.79-98. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2547534C2 (en) * | 2013-08-12 | 2015-04-10 | федеральное государственное бюджетное образовательно учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный архитектурно-строительный университет" (ФГБОУ ВПО "ТюмГАСУ") | Opal rock-based composite material |
RU2562646C2 (en) * | 2014-01-09 | 2015-09-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Дагестанский государственный технический университет" | Method of production of heat-resistant heat insulating products |
RU2561438C1 (en) * | 2014-07-03 | 2015-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный архитектурно-строительный университет" | Composite material based on terra silicea of sukholozhskoye field of sverdlovsk region |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2011014097A1 (en) | 2011-02-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4824811A (en) | Lightweight ceramic material for building purposes, process for the production thereof and the use thereof | |
ES2796865T3 (en) | High-strength geopolymer composite cellular concrete | |
RU2403230C1 (en) | Method of obtaining granular heat insulating material | |
KR101726589B1 (en) | Expanded mortar and method for fabricating thereof | |
CN101182168A (en) | Lightweight heat insulating material and preparation method thereof | |
KR20130004533A (en) | Manufacture method of inorganic foam using geopolymer silica sol.gel method | |
KR101988942B1 (en) | Compositions and manufacturing method for the construction materials having the heat insulation and sound absorbing properties by using the industrial waste materials | |
KR100306866B1 (en) | Thermally insulating building material | |
KR100853754B1 (en) | High strength fire resistant molded object for building and manufacturing method | |
KR101646155B1 (en) | Fly ash composition for preparing a light-weight molded foam article and method for producing a light-weight molded foam article using them and a light-weight molded foam article made thereby | |
RU2448065C2 (en) | Method to produce heat insulation and insulant material for building products | |
CN106082884B (en) | A kind of insulating light wall slab and preparation process containing solid waste cinder | |
KR102034611B1 (en) | Manufacturing Method of Waterproof Foamed Concrete Block | |
CN101244919B (en) | Technique for producing loess foaming light brick | |
RU2405743C1 (en) | Crude mixture for producing foamed silicate material and method of producing foamed silicate material (versions) | |
CN102936129A (en) | Opal shale plate and preparation method thereof | |
RU2341483C2 (en) | Raw mix for foam silicate heat-insulating material production and associated method of production | |
RU2592909C2 (en) | Porous silica-based material and portlandite for filling insulating brick with controlled structure and corresponding production method | |
CN115259823B (en) | Lightweight high-strength low-thermal-conductivity aerated concrete and preparation method thereof | |
RU2154618C2 (en) | Method of manufacturing heat-isolation material based on siliceous rock | |
RU2209793C1 (en) | Composition for preparing heat-insulating material | |
KR102062485B1 (en) | Manufacturing method of nonplastic light weight block | |
KR100603031B1 (en) | Inorganic spontaneous heat generation lightweight foam composition for building and manufacturing method | |
KR102424989B1 (en) | Method for manufacturing non-combustible building panel using expanded perlite | |
KR100857594B1 (en) | Porous lightweight board made of water glass |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150730 |