RU2109709C1

RU2109709C1 - Molding mixture for manufacturing of silicate articles of non-autoclave hardening

Info

Publication number: RU2109709C1
Application number: RU96105563A
Authority: RU
Inventors: Т.Б. Арбузова; В.Ю. Сухов
Original assignee: Самарская государственная архитектурно-строительная академия
Priority date: 1996-03-22
Filing date: 1996-03-22
Publication date: 1998-04-27

Abstract

FIELD: production of silicate articles which posses high strength immediately after compressing and have considerable increased strength during ageing articles at various conditions. SUBSTANCE: molding mixture comprises hydrated lime-flask composition and filler being used as binder. Carbonate materials of nature and artificial origin and particles seized up to 1.25 mm are used as filler. Molding mixture comprises, mas.%: lime-flask binder, 43.0-47.0; dolomitized lime stone, 43.5-48.0; carbonate slime waste, 5.0-13.5. EFFECT: improved quality of desired articles. 2 tbl

Description

Изобретение относится к составам формовочных смесей неавтоклавного твердения и может быть использовано в промышленности строительных материалов при изготовлении штучных силикатных изделий. The invention relates to compositions of molding mixtures of non-autoclave hardening and can be used in the building materials industry in the manufacture of piece silicate products.

Известны сырьевые смеси для изготовления силикатных изделий, содержащие в качестве вяжущего 50 - 75 мас.% гидратированного нефелинового шлама, который в основном состоит из гидросиликатов кальция нестабильной структуры, а в качестве заполнителя 25 - 50 мас.% регидратированного на 50 - 90% нефелинового шлама [1]. Known raw material mixtures for the manufacture of silicate products containing, as a binder, 50 - 75 wt.% Hydrated nepheline sludge, which mainly consists of calcium hydrosilicates of an unstable structure, and as a filler 25 - 50 wt.% Rehydrated to 50 - 90% nepheline sludge [one].

Недостатком этих составов является необходимость проведения предварительной активизации заполнителя путем регидратации при температуре 600 - 800^oC, что вызывает дополнительные энергетические затраты и существенно усложняет технологию получения силикатных изделий.The disadvantage of these compositions is the need for preliminary activation of the aggregate by rehydration at a temperature of 600 - 800 ^o C, which causes additional energy costs and significantly complicates the technology for producing silicate products.

Из известных составов наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является состав, включающий вяжущее контактного твердения в количестве 60 мас.%, представляющее собой гидросиликаты кальция нестабильной структуры, полученное гидратацией извести и опоки, взятых в соотношении по массе 1 : 1, и заполнитель - кварцевый песок в количестве 40 мас.% [2]. Of the known compositions, the closest to the invention in terms of technical nature and the effect achieved is a composition comprising a binder of contact hardening in an amount of 60 wt.%, Which is calcium hydrosilicates of an unstable structure, obtained by hydration of lime and flask, taken in a mass ratio of 1: 1, and aggregate - quartz sand in an amount of 40 wt.% [2].

Недостатком этого состава является невысокая прочность получаемого камня сразу после прессования и невысокий прирост прочности камня при его "дозревании" в различных условиях. The disadvantage of this composition is the low strength of the resulting stone immediately after pressing and the low increase in the strength of the stone when it is "ripened" in various conditions.

Цель изобретения - получение искусственного силикатного камня, обладающего высокой прочностью сразу после прессования и значительным приростом прочности при "дозревании" камня в различных условиях. The purpose of the invention is the production of artificial silicate stone with high strength immediately after pressing and a significant increase in strength during the "ripening" of the stone in various conditions.

Поставленная цель достигается тем, что в формовочной смеси для изготовления силикатных изделий неавтоклавного твердения, включающей гидратированную известково-опочную композицию в качестве вяжущего и заполнитель, в качестве заполнителя используются карбонатные материалы природного и техногенного происхождения фракции до 1,25 мм - доломитизированный известняк и карбонатный шламовый отход, обладающие положительным электрокинетическим потенциалом, что вызывает во время прессования электростатическое притяжение между частицами заполнителя и частицами вяжущего, имеющими отрицательный электрокинетический потенциал, при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанное известково-опочное вяжущее 43,0 - 47,0; указанный доломитизированный известняк 43,5 - 48,0; указанный карбонатный шламовый отход 5,0 - 13,5. This goal is achieved by the fact that in the molding mixture for the manufacture of non-autoclaved silicate products, including a hydrated calc-lime composition as a binder and a filler, carbonate materials of natural and man-made origin fractions up to 1.25 mm are used - dolomitic limestone and carbonate slurry waste with positive electrokinetic potential, which causes electrostatic attraction between particles during pressing the carrier and binder particles having a negative electrokinetic potential, in the following ratio of components, wt.%: the specified calcareous-binder binder 43.0 - 47.0; the specified dolomitic limestone 43.5 - 48.0; the specified carbonate sludge waste 5.0 - 13.5.

Негашеная известь и опока, взятые в соотношении по массе 5 : 7, подвергаются совместному помолу до удельной поверхности 1500 - 2000 см²/г, гидратации при В/Т = 1,0 - 1,0, пропариванию при непрерывном интенсивном перемешивании до связывания 65 - 80% извести в низкоосновные гидросиликаты кальция аморфной структуры, имеющие отрицательный электрокинетический потенциал поверхности, равный - 7,6 мВ. Полученное вяжущее смешивается с заполнителем - карбонатными материалами, обладающими положительным электрокинетическим потенциалом поверхности: доломитизированным известняком и карбонатным шламовым отходом. Доломитизированный известняк имеет электрокинетический потенциал, равный + 9,33 мВ. В предлагаемых формовочных смесях используется материал фракции до 1,25 мм (0 - 1,25 мм), обладающий удельной поверхностью 700 см²/г, который образуется при дроблении горной породы на щебень. Карбонатные шламовые отходы образуются при реагентной очистке сточных вод на предприятиях металлургии и энергетики и представляют собой весьма тонкодисперсные вещества, обладающие удельной поверхностью 8000 см²/г и имеющие электрокинетический потенциал, равный +3,61 мВ. Количество заполнителя в формовочных смесях составляет 53,0 - 57,0%. Полученная смесь подсушивается до формовочной влажности 15 - 20%. Из полученной формовочной смеси формуют изделия при давлении прессования 30 - 60 МПа, которые сразу после прессования обладают водостойкостью и достаточно высокой прочностью. Высокая прочность сразу после прессования обеспечивается электростатическим притяжением между частицами вяжущего и заполнителя вследствие наличия у них противоположных знаков электрокинетического потенциала. Кроме этого, у карбонатных материалов поверхностный слой мицелл насыщен катионами кальция, что способствует образованию гидросиликатов кальция на поверхности карбонатных частиц, создает наиболее благоприятные условия для завершения процесса кристаллизации после прессования изделий и, как следствие, обеспечивает значительный прирост прочности в процессе "дозревания" изделий в различных условиях. Карбонатный шламовый отход, являясь весьма тонкодисперсным веществом, во время прессования выполняет, с одной стороны, роль пластификатора в формовочной смеси, снижает трение между частицами, способствует их наиболее плотной укладке, а, с другой стороны, являясь положительно заряженным веществом, активно взаимодействует с отрицательно заряженным вяжущим.Quicklime and flask taken in a weight ratio of 5: 7 are subjected to joint grinding to a specific surface of 1500 - 2000 cm ² / g, hydration at W / T = 1.0 - 1.0, steaming with continuous vigorous stirring until binding 65 - 80% of lime in low-basic calcium hydrosilicates of an amorphous structure having a negative electrokinetic surface potential of 7.6 mV. The resulting binder is mixed with aggregate - carbonate materials with a positive electrokinetic surface potential: dolomitic limestone and carbonate sludge waste. Dolomitic limestone has an electrokinetic potential of + 9.33 mV. In the proposed molding mixtures, material of a fraction up to 1.25 mm (0 - 1.25 mm) is used, which has a specific surface area of 700 cm ² / g, which is formed when the rock is crushed into crushed stone. Carbonate sludge wastes are generated during reagent wastewater treatment at metallurgy and energy enterprises and are very finely dispersed substances with a specific surface area of 8000 cm ² / g and having an electrokinetic potential of +3.61 mV. The amount of aggregate in the molding sand is 53.0 - 57.0%. The resulting mixture is dried to a molding moisture content of 15 - 20%. Products are molded from the obtained molding mixture at a pressing pressure of 30-60 MPa, which immediately after pressing have water resistance and a sufficiently high strength. High strength immediately after pressing is ensured by electrostatic attraction between the binder and aggregate particles due to the presence of opposite signs of the electrokinetic potential. In addition, the surface layer of micelles in carbonate materials is saturated with calcium cations, which contributes to the formation of calcium hydrosilicates on the surface of carbonate particles, creates the most favorable conditions for completing the crystallization process after pressing products and, as a result, provides a significant increase in strength in the process of "ripening" of products in different conditions. Carbonate sludge waste, being a very fine substance, during pressing performs, on the one hand, the role of a plasticizer in the molding mixture, reduces friction between particles, contributes to their densest packing, and, on the other hand, being a positively charged substance, actively interacts with negative charged binder.

Для экспериментальной проверки эффективности заявленного состава были приготовлены пять составов формовочных смесей, три из которых показали оптимальные значения прочности при сжатии, полученного из них силикатного камня (табл. 1). For experimental verification of the effectiveness of the claimed composition, five compositions of molding mixtures were prepared, three of which showed optimal values of compressive strength obtained from them of silicate stone (Table 1).

В табл. 2 приведены значения прочности при сжатии силикатного камня, полученного из предлагаемых составов формовочных смесей и из состава по прототипу при давлении прессования 60 МПа. Из приведенных данных видно, что цель изобретения достигнута - силикатный камень, полученный из предложенных составов, имеет, по сравнению с прототипом, значительно более высокую прочность при сжатии сразу после прессования и способен значительно увеличивать свою прочность в результате "дозревания" в различных условиях. In the table. 2 shows the values of compressive strength of silicate stone obtained from the proposed compositions of molding mixtures and from the composition of the prototype at a compression pressure of 60 MPa. From the above data it can be seen that the objective of the invention has been achieved — silicate stone obtained from the proposed compositions has, in comparison with the prototype, a significantly higher compressive strength immediately after pressing and is able to significantly increase its strength as a result of “ripening” under various conditions.

Использование изобретения позволит получать искусственные силикатные материалы из местного недефицитного сырья природного и техногенного происхождения без использования таких энергоемких процессов, как обжиг и автоклавная обработка. The use of the invention will allow to obtain artificial silicate materials from local non-deficient raw materials of natural and technogenic origin without the use of energy-intensive processes such as firing and autoclaving.

Claims

Molding mixture for the manufacture of non-autoclaved silicate products, including a hydrated calc-opaque composition as a binder and aggregate, characterized in that carbonate materials of natural and technogenic origin are used with a fraction of up to 1.25 mm - dolomitic limestone and carbonate sludge waste having positive electrokinetic potential, which causes electrostatic attraction between aggregate particles and particles during pressing a binder having a negative electrokinetic potential, in the following ratio of components, wt.%:
Specified calc-binding binder - 43.0 - 47.0
Specified dolomitic limestone - 43.5 - 48.0
Specified carbonate sludge waste - 5.0 - 13.5ya