[go: up one dir, main page]

RU2589120C1 - Composition for making porous aggregate - Google Patents

Composition for making porous aggregate Download PDF

Info

Publication number
RU2589120C1
RU2589120C1 RU2015119118/03A RU2015119118A RU2589120C1 RU 2589120 C1 RU2589120 C1 RU 2589120C1 RU 2015119118/03 A RU2015119118/03 A RU 2015119118/03A RU 2015119118 A RU2015119118 A RU 2015119118A RU 2589120 C1 RU2589120 C1 RU 2589120C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ground
sieve
composition
porous aggregate
production
Prior art date
Application number
RU2015119118/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Елена Сергеевна Абдрахимова
Original Assignee
федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ)
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 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) filed Critical федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ)
Priority to RU2015119118/03A priority Critical patent/RU2589120C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2589120C1 publication Critical patent/RU2589120C1/en

Links

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: invention relates to production of construction materials, particularly to production of porous aggregates based on liquid glass, meant for making light concrete, as well as fill insulations. Composition for making porous aggregate contains, wt%: liquid sodium glass with density of 1.41 g/cm3 50-75, sodium chloride ground to particle size less than 0.3 mm 1-3, burnt rocks, ground to passage through sieve 0.14 mm, 12-34, nepheline sludge wastes ground to passage through sieve 0.14 mm with content of oxides, wt%: SiO2 - 31.9, Al2O3+TiO2 - 5.8, Fe2O3 - 4.3, CaO - 55.7, MgO - 1.4, R2O - 1.8, SO3 - 0.5, 10-15.
EFFECT: technical result is increased compression strength and softening coefficient of porous aggregate, recycling industrial wastes.
1 cl, 4 tbl

Description

Изобретение относится к области производства строительных материалов, в частности к производству пористых заполнителей на основе жидкого стекла, предназначенных для изготовления легких бетонов, а также теплоизоляционных засыпок.The invention relates to the production of building materials, in particular the production of porous aggregates based on liquid glass, intended for the manufacture of lightweight concrete, as well as heat-insulating fillings.

Известна композиция для получения керамзита (пористого заполнителя) состава, мас.%: отходы флотации углеобогащения - 60, модифицированное жидкое стекло - 40 ( Денисов Д.Ю. Использование отходов флотации углеобогащения в производстве керамзита / Д.Ю. Денисов, И.В. Ковков, В.З. Абдрахимов // Башкирский химический журнал. - 2008. - Том 15. - №2. -С. 107-109).A known composition for producing expanded clay (porous aggregate) composition, wt.%: Waste coal flotation - 60, modified liquid glass - 40 (Denisov D.Yu. Use of coal flotation waste in the production of expanded clay / D.Yu. Denisov, I.V. Kovkov, V.Z. Abdrakhimov // Bashkir Chemical Journal. - 2008. - Volume 15. - No. 2. - S. 107-109).

Недостатком указанного состава керамической массы является относительно низкая прочность 1,7-1,9 МПа.The disadvantage of this composition of the ceramic mass is the relatively low strength of 1.7-1.9 MPa.

Известна композиция для получения водостойкого пористого заполнителя состава, мас.%: натриевое жидкое стекло - 50-70, хлорида натрия - 1-3, горелые породы с содержанием глинистой составляющей не менее 50% и потери при прокаливании не менее 16% - 22-49 (Патент №2481286 Российской Федерации, МПК С04В 14/24. Композиция для производства водостойкого пористого заполнителя / Абдрахимов В.З., Семенычев В.К., Абдрахимова Е.С., Вдовина Е.В.; заявитель и патентообладатель Самарская академия государственного и муниципального управления; заявлено 29.06.2011; опубл. 10.05.2013. Бюл. 13).A known composition for producing a waterproof porous filler composition, wt.%: Sodium liquid glass - 50-70, sodium chloride - 1-3, burned rocks with a clay content of at least 50% and loss during calcination of at least 16% - 22-49 (Patent No. 2481286 of the Russian Federation, IPC С04В 14/24. Composition for the production of water-resistant porous aggregate / Abdrakhimov V.Z., Semenychev V.K., Abdrakhimova E.S., Vdovina E.V .; applicant and patent holder Samara State Academy and municipal government; announced June 29, 2011; publ. May 10, 2013. Bull. 13).

Недостатком указанного состава является относительно низкие прочность при сжатии (2,0-2,12 МПа) и коэффициент размягчения (93-94%).The disadvantage of this composition is the relatively low compressive strength (2.0-2.12 MPa) and softening coefficient (93-94%).

Данное техническое решение принято за прототип.This technical solution is taken as a prototype.

Техническим результатом является повышение прочности при сжатии и коэффициента размягчения пористого заполнителя.The technical result is to increase the compressive strength and softening coefficient of the porous aggregate.

Указанный технический результат достигается тем, что в композицию для получения водостойкого пористого заполнителя, включающую натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см3, хлорид натрия, размолотый до размера менее 0,3 мм, и горелые породы, размолотые до прохода через сито 0,14 мм, дополнительно вводят нефелиновый отвальный шлам, размолотый до прохода через сито 0,14 мм с содержанием оксидов, мас.%: SiO2 - 31,9; A12O3+TiO2 - 5,8; Fe2O3 - 4,3; СаО - 55,7; MgO - 1,4; R2O - 1,8 и SO3 - 0,5 при следующем соотношении компонентов, мас.%:The specified technical result is achieved by the fact that in the composition for obtaining a waterproof porous aggregate, including sodium liquid glass with a density of 1.41 g / cm 3 , sodium chloride, ground to a size of less than 0.3 mm, and burned rocks, ground before passing through a sieve 0 , 14 mm, an additional nepheline dump slurry is added, milled before passing through a sieve of 0.14 mm with an oxide content, wt.%: SiO 2 - 31.9; A1 2 O 3 + TiO 2 - 5.8; Fe 2 O 3 - 4.3; CaO - 55.7; MgO - 1.4; R 2 O - 1.8 and SO 3 - 0.5 in the following ratio of components, wt.%:

натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см3 sodium liquid glass with a density of 1.41 g / cm 3 50-7550-75 хлорид натрия, размолотый до размера менее 0,3 ммsodium chloride, ground to a size of less than 0.3 mm 1-31-3 горелые породы, размолотые до прохода через сито 0,14 ммburnt rocks, ground before passing through a sieve of 0.14 mm 12-3412-34 нефелиновый отвальный шлам, размолотый до прохода через сито 0,14 ммnepheline waste slurry, ground prior to passage through a 0.14 mm sieve 10-1510-15

Нефелиновый шлам (белитовый) представляет собой пескообразную смесь с выраженными вяжущими свойствами. Нефелиновый шлам Ачинского глиноземного комбината (ОАО «Русал Ачинск», Красноярский край) является «хвостовым» продуктом переработки кия-шалтырских нефелинов и известняка Мазульского рудника, получаемым после извлечения глинозема и содопродуктов.Nepheline sludge (belitic) is a sandy mixture with pronounced astringent properties. The nepheline sludge of the Achinsk Alumina Refinery (Rusal Achinsk OJSC, Krasnoyarsk Territory) is the tail product of the Kiya-Shaltyr nepheline and limestone of the Mazul mine, obtained after the extraction of alumina and soda products.

Сырьевую базу Ачинского глиноземистого комбината (АГК) составляют Кия-Шалтырский нефелиновый рудник (Кемеровская область), где добыча руды ведется открытым способом, и Мазульский известняковый рудник (г. Ачинск). АГК работает по уникальной технологии, разработанной Всероссийским (Всесоюзным) алюминиево-магниевым институтом (ВАМИ). Она основана на использовании метода спекания нефелиновой руды с известняком и с последующей гидрохимической переработкой спека. АГК является единственным в мире предприятием, занимающимся промышленной переработкой нефелиновой руды. Химический состав нефелинового отвального шлама приведен в таблице 1.The raw material base of the Achinsk alumina refinery (AGK) is made up of the Kiya-Shaltyrsky nepheline mine (Kemerovo region), where ore is mined by open pit mining, and the Mazulsky limestone mine (Achinsk). AGK works on a unique technology developed by the All-Russian (All-Union) Aluminum-Magnesium Institute (VAMI). It is based on the use of the method of sintering nepheline ore with limestone and subsequent hydrochemical processing of cake. AGK is the only enterprise in the world engaged in the industrial processing of nepheline ore. The chemical composition of nepheline dump slurry is shown in table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Фазово-минералогический состав нефелинового отвального шлама, мас.%: 85 - белит (β-2СаО·SiO2); суммарное содержание примесных фаз - 15%, в том числе: 4 - Са(ОН), 3 - СаСО3, 2 - гидрокарбоалюмината (3СаО·А12О3·СаСО3·11H2O), 2 - гидроалюмосиликат натрия (Na2O·A12O3·2SiO2·2H2O), 2 - нефелин, 2 - стекло.Phase-mineralogical composition of nepheline dump slurry, wt.%: 85 - belite (β-2СаО · SiO 2 ); the total content of impurity phases is 15%, including: 4 - Ca (OH), 3 - CaCO 3 , 2 - hydrocarboaluminate (3CaO · A1 2 O 3 · CaCO 3 · 11H 2 O), 2 - sodium hydroaluminosilicate (Na 2 O · A1 2 O 3 · 2SiO 2 · 2H 2 O), 2 - nepheline, 2 - glass.

Наличие в шламах минералов, обладающих гидравлической активностью белита (C2S), и их гидратов предопределяет возможность получения совместно с жидким стеклом вяжущих веществ.The presence in the sludge of minerals with the hydraulic activity of belite (C 2 S), and their hydrates, determines the possibility of obtaining binders together with liquid glass.

Гранулометрический состав нефелинового шлама представлен в таблице 2.The particle size distribution of nepheline sludge is presented in table 2.

Figure 00000002
Figure 00000002

Горелые породы, образовавшиеся после самовозгорания горючих сланцев, использовались в качестве тонкомолотого наполнителя для получения водостойкого пористого заполнителя. Образуются горелые породы в местах добычи сланцев. Сланец, который не удалось в процессе добычи отделить от пустой породы, направляется в отвал. В терриконах при совместном хранении пустых пород и сланцев за счет повышенного количества в смешанных отвальных массах органических соединений происходит самовозгорание, которое приводит к образованию большого количества отхода - горелых пород. Горелые породы представляют собой продукт низкотемпературного обжига при самовозгорании породы (смесь глины и сланцев) в терриконах в окислительной среде. Количество горелых пород в терриконах составляет от 75 до 90% от объема отвала. Химический состав горелых пород, образовавшихся после самовозгорания горючих сланцев, представлен в таблице 1.Burned rocks formed after spontaneous combustion of oil shale were used as a finely ground filler to obtain a water-resistant porous filler. Burned rocks form in the shale mining areas. Slate, which could not be separated from the waste in the mining process, is sent to the dump. In heaps of heaps with joint storage of waste rock and shale due to the increased amount of organic compounds in the mixed waste masses, spontaneous combustion occurs, which leads to the formation of a large amount of waste - burnt rocks. Burned rocks are a product of low-temperature firing during spontaneous combustion of the rock (a mixture of clay and shale) in heaps in an oxidizing environment. The amount of burnt rocks in the heaps ranges from 75 to 90% of the dump volume. The chemical composition of burned rocks formed after spontaneous combustion of oil shale is presented in table 1.

Горелые породы, в отличие от глинистых компонентов, хотя и содержат более 50% глинистых минералов, но не обладают пластичностью и связующей способностью.Burned rocks, unlike clay components, although they contain more than 50% clay minerals, do not have plasticity and binding ability.

1) В качестве жидкого стекла (связующего) использовалось товарное натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см3 (см. ГОСТ 13075-81).1) Commodity sodium liquid glass with a density of 1.41 g / cm 3 was used as liquid glass (binder) (see GOST 13075-81).

2) В качестве добавки-коагулятора использовался хлорид натрия (ГОСТ 13830-97, производства ОАО «Бассоль»), размолотый до размера менее 0,3 мм.2) Sodium chloride (GOST 13830-97, manufactured by Bassol OJSC), milled to a size less than 0.3 mm, was used as a coagulator additive.

3) В качестве тонкомолотых компонентов - горелые породы и нефелиновый отвальный шлам, размолотые до прохода через сито 0,14 мм.3) As finely ground components - burnt rocks and nepheline dump slurry, ground before passing through a sieve of 0.14 mm

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Композиции (таблица 3) для производства пористого заполнителя готовили путем тщательного перемешивания всех компонентов, аналогично технологии, представленной в прототипе. Получение смеси производилось в мешалке принудительного действия в следующем порядке. Сначала в мешалку загружались тонкомолотые компоненты и хлорид натрия, которые тщательно перемешивались, затем в готовую сухую смесь при включенной мешалке заливалось натриевое стекло тонкой струйкой. Перемешивание производилось до получения однородной массы, но не менее 5 минут.Information confirming the possibility of carrying out the invention. Compositions (table 3) for the production of porous aggregate was prepared by thoroughly mixing all the components, similar to the technology presented in the prototype. The mixture was produced in a forced action mixer in the following order. First, finely ground components and sodium chloride were loaded into the mixer, which were thoroughly mixed, then sodium glass was poured into the finished dry mixture with the mixer turned on. Mixing was carried out until a homogeneous mass, but not less than 5 minutes.

Полученная смесь системой ножей разрезалась на отдельные гранулы, которые термообрабатывались при 250-300°C в печном грануляторе, вспучиваясь при этом и образуя шарообразные высокопористые гранулы. Полученные гранулы помещались в электрическую печь, разогретую до температуры 790°С, и выдерживались там 10 минут. После изотермической выдержки гранулы охлаждались при скорости охлаждения 40°С/мин.The resulting mixture with a system of knives was cut into individual granules, which were heat treated at 250-300 ° C in an oven granulator, swelling at the same time and forming spherical highly porous granules. The obtained granules were placed in an electric furnace, heated to a temperature of 790 ° C, and kept there for 10 minutes. After isothermal exposure, the granules were cooled at a cooling rate of 40 ° C / min.

Физико-механические показатели пористого заполнителя представлены в таблице 4.Physico-mechanical properties of the porous aggregate are presented in table 4.

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Как видно из таблицы 4, пористые заполнители из предложенных составов имеют более высокие прочность на сжатие и коэффициент размягчения, чем прототип.As can be seen from table 4, the porous aggregates of the proposed compositions have higher compressive strength and softening coefficient than the prototype.

Техническое решение при использовании нефелинового отвального шлама в предложенных составах позволяет повысить прочность на сжатие и коэффициент размягчения пористого заполнителя.The technical solution when using nepheline dump slurry in the proposed compositions allows to increase the compressive strength and softening coefficient of the porous aggregate.

Использование технического сырья при получении пористого заполнителя способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды, расширению сырьевой базы для керамических материалов.The use of technical raw materials in the production of porous aggregate contributes to the utilization of industrial waste, environmental protection, expansion of the raw material base for ceramic materials.

Claims (1)

Композиция для производства пористого заполнителя, включающая натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см3, хлорид натрия, размолотый до размера менее 0,3 мм, и горелые породы, размолотые до прохода через сито 0,14 мм, отличающаяся тем, что дополнительно содержит нефелиновый отвальный шлам, размолотый до прохода через сито 0,14 мм с содержанием оксидов, мас.%: SiO2 - 31,9, Al2O3+TiO2 - 5,8, Fe2O3 - 4,3, CaO - 55,7, MgO - 1,4, R2O - 1,8 и SO3 - 0,5 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
натриевое жидкое стекло плотностью 1,41 г/см3 50-75 хлорид натрия, размолотый до размера менее 0,3 мм 1-3 горелые породы, размолотые до прохода через сито 0,14 мм 12-34 нефелиновый отвальный шлам, размолотый до прохода через сито 0,14 мм 10-15
Composition for the production of porous aggregate, including sodium liquid glass with a density of 1.41 g / cm 3 , sodium chloride, ground to a size of less than 0.3 mm, and burned rocks, ground before passing through a sieve of 0.14 mm, characterized in that it further contains nepheline waste slurry, ground before passing through a sieve of 0.14 mm with an oxide content, wt.%: SiO 2 - 31.9, Al 2 O 3 + TiO 2 - 5.8, Fe 2 O 3 - 4.3, CaO - 55.7, MgO - 1.4, R 2 O - 1.8 and SO 3 - 0.5 in the following ratio of components, wt.%:
sodium liquid glass with a density of 1.41 g / cm 3 50-75 sodium chloride, ground to a size of less than 0.3 mm 1-3 burnt rocks, ground before passing through a sieve of 0.14 mm 12-34 nepheline waste slurry, ground prior to passage through a 0.14 mm sieve 10-15
RU2015119118/03A 2015-05-20 2015-05-20 Composition for making porous aggregate RU2589120C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015119118/03A RU2589120C1 (en) 2015-05-20 2015-05-20 Composition for making porous aggregate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015119118/03A RU2589120C1 (en) 2015-05-20 2015-05-20 Composition for making porous aggregate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2589120C1 true RU2589120C1 (en) 2016-07-10

Family

ID=56370997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015119118/03A RU2589120C1 (en) 2015-05-20 2015-05-20 Composition for making porous aggregate

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2589120C1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU349659A1 (en) * 1969-11-17 1972-09-04 М. Сычев, В. И. Корнеев, К. Г. Иванов, А. Бадаль нц, И. А. Затуловский Н. С. Шморгуненко MASS FOR THE MANUFACTURE OF A POROUS FILLER
CA971982A (en) * 1970-10-15 1975-07-29 Lawrence F. Gelbman Synthetic light-weight material and process and system for manufacturing same
SU897753A1 (en) * 1980-04-22 1982-01-15 Государственный Всесоюзный научно-исследовательский институт строительных материалов и конструкций им.П.П.Будникова Raw mix for producing porous filler
RU2060238C1 (en) * 1995-02-21 1996-05-20 Владимир Евгеньевич Козлов Method for production of foamed silicate material
RU2111932C1 (en) * 1996-05-31 1998-05-27 Акционерное общество "ЭТНА" Method of production of cellular silicate material
RU2406708C2 (en) * 2009-01-20 2010-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) Method of preparing water-resistant porous aggregate
RU2478084C2 (en) * 2011-07-01 2013-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) Composition for producing water-resistant porous aggregate
RU2481286C2 (en) * 2011-06-29 2013-05-10 Автономное муниципальное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарская академия государственного и муниципального управления" (АМОУ ВПО "САГМУ") Composition for producing water-resistant porous aggregate

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU349659A1 (en) * 1969-11-17 1972-09-04 М. Сычев, В. И. Корнеев, К. Г. Иванов, А. Бадаль нц, И. А. Затуловский Н. С. Шморгуненко MASS FOR THE MANUFACTURE OF A POROUS FILLER
CA971982A (en) * 1970-10-15 1975-07-29 Lawrence F. Gelbman Synthetic light-weight material and process and system for manufacturing same
SU897753A1 (en) * 1980-04-22 1982-01-15 Государственный Всесоюзный научно-исследовательский институт строительных материалов и конструкций им.П.П.Будникова Raw mix for producing porous filler
RU2060238C1 (en) * 1995-02-21 1996-05-20 Владимир Евгеньевич Козлов Method for production of foamed silicate material
RU2111932C1 (en) * 1996-05-31 1998-05-27 Акционерное общество "ЭТНА" Method of production of cellular silicate material
RU2406708C2 (en) * 2009-01-20 2010-12-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) Method of preparing water-resistant porous aggregate
RU2481286C2 (en) * 2011-06-29 2013-05-10 Автономное муниципальное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарская академия государственного и муниципального управления" (АМОУ ВПО "САГМУ") Composition for producing water-resistant porous aggregate
RU2478084C2 (en) * 2011-07-01 2013-03-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) Composition for producing water-resistant porous aggregate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2481286C2 (en) Composition for producing water-resistant porous aggregate
RU2478084C2 (en) Composition for producing water-resistant porous aggregate
RU2505362C2 (en) Method of obtaining inorganic hydraulic binding substances
KR101749831B1 (en) Lightweight geopolymer using fly ash highly containing unburned carbon contents and red mud and manufacturing method for the same
US20160053162A1 (en) Method of manufacturing of light ceramic proppants and light ceramic proppants
KR101377475B1 (en) The method of preparing the block of yellow-soil using masato-soil and sludge coming into being by separating sands from masato-soil
RU2555972C1 (en) Composition for production of porous aggregate
RU2406708C2 (en) Method of preparing water-resistant porous aggregate
RU2614339C1 (en) Composition for manufacture of expanded aggregate
RU2555171C1 (en) Composition for production of porous aggregate
RU2602622C1 (en) Ceramic composition for making bricks
RU2589120C1 (en) Composition for making porous aggregate
KR101658887B1 (en) Method of preparing light weight aggregate using gold mine tail
RU2593284C1 (en) Ceramic composition for making brick
KR101451501B1 (en) Composition of artificial aggregate and making method using inorganic sludge particle
RU2594238C1 (en) Composition for making porous aggregate
RU2646292C1 (en) Charge for manufacture of ceramic series brick
RU2615557C1 (en) Composition for producing porous aggregate
RU2618244C1 (en) Composition for porous aggregate production
RU2622060C1 (en) Composition for porous aggregate production
RU2592927C1 (en) Composition for producing heat-resistant concrete
RU2649206C1 (en) Composition for making porous aggregate
WO2014011066A1 (en) Light ceramic proppants and a method of manufacturing of light ceramic proppants
RU2568458C1 (en) Raw mix to produce ceramic bricks by method of semidry moulding
RU2440312C1 (en) Composition for producing porous aggregate

Legal Events

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

Effective date: 20170521