Заполнитель искусственный пористый для легких бетонов
ARTIFICIAL POROUS FILLER FOR LIGHT CONCRETE

Изобретение относится к отрасли производства строительных материалов, в частности аналога гранулированного пеностекла - заполнителя искусственного пористого, применяемого в качестве заполнителя при приготовлении легких бетонов по ГОСТ 25820 и силикатных бетонов по ГОСТ 25214, а также в качестве засыпок для теплоизоляции кровель, стен, перекрытий, полов нижних этажей зданий и сооружений различного назначения.
Известна композиционная смесь для получения гранулированного пеностекла (патент РФ №2287495, опубл. 20.11.2006, бюл. №32, МПК С03С 11/00), которая включает бой стекла (у нас стеклобой), шлак ТЭЦ (у нас шлак ТЭС), растворимое стекло и пыль электрофильтров кремниевого производства при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Шлак ТЭЦ
21,5-23
Пыль электрофильтров
кремниевого производства
3,0-5,0
Растворимое стекло
7,0-8,0
Бой стекла
остальное
Недостатком является высокая температура вспенивания 1003-1063°С.
Известен также заполнитель пористый для легких бетонов и теплоизоляционных засыпок (патент РФ №2604527, опубл. 10.12.2016, бюл. №34, МПК С04В 18/10), где в качестве сырьевых материалов шихты используют стеклобой, глицерин, шлак ТЭС, борную кислоту, в следующем соотношении, мас. %:
Шлак ТЭС
50-60
Стеклобой
30-40
Глицерин
4
Борная кислота
6
Недостатком является высокая температура вспенивания 850-870°С.
Наиболее близким по составу является стеклогравий искусственный пористый (патент РФ №2604731, опубл. 10.12.2016, бюл. №34, МПК С03С 11/00, С03В 19/08), содержащий в качестве сырьевых материалов: шлак ТЭС, стеклобой, растворимое стекло (у нас стекло натриевое жидкое), глицерин в следующем соотношении, мас. %:
Шлак ТЭС
25-35
Стеклобой
65-55
Глицерин
8
Растворимое стекло
2
Недостатком является высокая температура вспенивания 850-870°С и время вспенивания - 30 минут.
Задачей изобретения является снижение температуры и времени вспенивания и ресурсоемкости технологии производства заполнителя искусственного пористого для легких бетонов без ухудшения его теплофизических свойств (коэффициента теплопроводности, насыпной плотности и предела прочности на сжатие), снижение себестоимости его производства и утилизацию шлака ТЭС.
Технический результат изобретения заключается в снижении температуры вспенивания до 800-830°С и времени вспенивания до 15-20 минут.
Поставленная задача решается за счет введения в состав заполнителя искусственного пористого для легких бетонов шлака ТЭС, стеклобоя, стекла натриевого жидкого, кристаллического декагидрата тетрабората натрия, глицерина и воды в следующем соотношении, мас. %:
Шлак ТЭС
35-40
Стеклобой
37-42
Стекло натриевое жидкое
10
Кристаллический
декагидрат тетрабората
5
натрия
Глицерин
4
Вода
4
Для снижения температуры и времени вспенивания в состав заполнителя искусственного пористого для легких бетонов вводится кристаллический декагидрат тетрабората натрия, способствующий плавлению шихты при пониженных температурах, уменьшающий вязкость расплава и препятствующий расстеклованию.
Процесс производства заполнителя искусственного пористого для легких бетонов предусматривает следующие технологические стадии: приготовление шихты, формование полуфабриката гранул и термообработку гранул. Для приготовления шихты шлак ТЭС и стеклобой повергают помолу раздельно в шаровой мельнице до достижения размера частиц (фракции) не более 0,1 мм. Далее шлак ТЭС, стеклобой, кристаллический декагидрат тетрабората натрия и стекло натриевое жидкое смешивают в смесителе согласно разработанному рецепту в течение не менее 15 минут. Подготовленную шихту гранулируют на тарельчатом грануляторе с орошением ее водным раствором стекла натриевого жидкого для образования шарообразных полуфабрикатов гранул размером от 5 до 15 мм в диаметре. Далее полуфабрикаты гранул сушат при температуре от 250 до 400°С в течение не менее 10 минут в барабанной сушилке и обсыпают каолином (2-3% от массы гранул) во избежание слипания гранул при термообработке. Полуфабрикаты гранул загружают во вращающуюся печь с охладителем для термообработки, вспенивание проводится по ходу вращения гранул в первой половине печи при температуре 800-830°С в течение 15-20 минут, далее гранулы постепенно охлаждают во второй половине печи в интервале температур 600-300°С для фиксирования структуры материала.
В результате получаем заполнитель искусственный пористый для легких бетонов, отличающийся низкими показателями насыпной плотности и коэффициента теплопроводности при достаточно высоких показателях предела прочности на сжатие.
В таблице приведены теплофизические свойства заполнителя искусственного пористого для легких бетонов.
Пример №1.
Для получения шихты заполнителя искусственного пористого для легких бетонов в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: шлак ТЭС, стеклобой, стекло натриевое жидкое, кристаллический декагидрат тетрабората натрия, глицерин и воду. Состав заполнителя искусственного пористого для легких бетонов в данном случае следующий (состав №1), мас. %:
Шлак ТЭС
35
Стеклобой
42
Стекло натриевое жидкое
10
Кристаллический
декагидрат тетрабората
5
натрия
Глицерин
4
Вода
4
Процесс производства заполнителя искусственного пористого для легких бетонов предусматривает следующие технологические стадии: приготовление шихты, формование полуфабриката гранул и термообработку гранул. Для приготовления шихты шлак ТЭС и стеклобой повергают помолу раздельно в шаровой мельнице до достижения размера частиц (фракции) не более 0,1 мм. Далее шлак ТЭС, стеклобой, кристаллический декагидрат тетрабората натрия и стекло натриевое жидкое смешивают в смесителе согласно разработанному рецепту в течение не менее 15 минут. Подготовленную шихту гранулируют на тарельчатом грануляторе с орошением ее водным раствором стекла натриевого жидкого для образования шарообразных полуфабрикатов гранул размером от 5 до 15 мм в диаметре. Далее полуфабрикаты гранул сушат при температуре от 250 до 400°С в течение не менее 10 минут в барабанной сушилке и обсыпают каолином (2-3% от массы гранул) во избежание слипания гранул при термообработке. Полуфабрикаты гранул загружают во вращающуюся печь с охладителем для термообработки, вспенивание проводится по ходу вращения гранул в первой половине печи при температуре 800°С в течение 15 минут, далее гранулы постепенно охлаждают во второй половине печи в интервале температур 600-300°С для фиксирования структуры материала.
Пример №2.
Для получения шихты заполнителя искусственного пористого для легких бетонов в качестве сырьевых материалов используют следующие материалы: шлак ТЭС, стеклобой, стекло натриевое жидкое, кристаллический декагидрат тетрабората натрия, глицерин и воду. Состав заполнителя искусственного пористого для легких бетонов в данном случае следующий (состав №2), мас. %:
Шлак ТЭС
40
Стеклобой
37
Стекло натриевое жидкое
10
Кристаллический
декагидрат тетрабората
5
натрия
Глицерин
4
Вода
4
Процесс производства заполнителя искусственного пористого для легких бетонов предусматривает следующие технологические стадии: приготовление шихты, формование полуфабриката гранул и термообработку гранул. Для приготовления шихты шлак ТЭС и стеклобой повергают помолу раздельно в шаровой мельнице до достижения размера частиц (фракции) не более 0,1 мм. Далее шлак ТЭС, стеклобой, кристаллический декагидрат тетрабората натрия и стекло натриевое жидкое смешивают в смесителе согласно разработанному рецепту в течение не менее 15 минут. Подготовленную шихту гранулируют на тарельчатом грануляторе с орошением ее водным раствором стекла натриевого жидкого для образования шарообразных полуфабрикатов гранул размером от 5 до 15 мм в диаметре. Далее полуфабрикаты гранул сушат при температуре от 250 до 400°С в течение не менее 10 минут в барабанной сушилке и обсыпают каолином (2-3% от массы гранул) во избежание слипания гранул при термообработке. Полуфабрикаты гранул загружают во вращающуюся печь с охладителем для термообработки, вспенивание проводится по ходу вращения гранул в первой половине печи при температуре 830°С в течение 20 минут, далее гранулы постепенно охлаждают во второй половине печи в интервале температур 600-300°С для фиксирования структуры материала.
Свойства синтезированного заполнителя искусственного пористого для легких бетонов