[go: up one dir, main page]

WO2017065648A1 - Construction material production method - Google Patents

Construction material production method Download PDF

Info

Publication number
WO2017065648A1
WO2017065648A1 PCT/RU2016/000698 RU2016000698W WO2017065648A1 WO 2017065648 A1 WO2017065648 A1 WO 2017065648A1 RU 2016000698 W RU2016000698 W RU 2016000698W WO 2017065648 A1 WO2017065648 A1 WO 2017065648A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
silica
mixture
manufacturing
building material
containing raw
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/RU2016/000698
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Алексей Игоревич АНТОНОВ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Publication of WO2017065648A1 publication Critical patent/WO2017065648A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/24Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
    • C04B28/26Silicates of the alkali metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/20Silicates
    • C01B33/32Alkali metal silicates
    • C01B33/325After-treatment, e.g. purification or stabilisation of solutions, granulation; Dissolution; Obtaining solid silicate, e.g. from a solution by spray-drying, flashing off water or adding a coagulant
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00Clay-wares
    • C04B33/32Burning methods
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/02Selection of the hardening environment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/60Agents for protection against chemical, physical or biological attack
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/27Water resistance, i.e. waterproof or water-repellent materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/20Resistance against chemical, physical or biological attack
    • C04B2111/29Frost-thaw resistance
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2201/00Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
    • C04B2201/30Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for heat transfer properties such as thermal insulation values, e.g. R-values
    • C04B2201/32Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for heat transfer properties such as thermal insulation values, e.g. R-values for the thermal conductivity, e.g. K-factors

Definitions

  • the technical field The invention relates to construction and relates to the construction materials industry, namely the manufacture of any types of construction products, pavements and can be used in housing and industrial construction, road construction, foundry, chemical production and other fields. State of the art
  • a known method of manufacturing concrete products in which at least at one of the stages of manufacture they are exposed to an electromagnetic field, new, according to the invention, is that the pulse field is created continuously by the following packages electrical video pulses, while the duration of the packet is 2x10 "4 sec - 2x10 " 3 sec, the duty cycle of the pulses in the packet varies in the range of 10 -100, and the specific power is 0.01-0.1 W / m 3 products.
  • the preferred pulse duty cycle value in the packet is 20-60.
  • the influence of an electromagnetic field is effective at the stage of hardening of the product.
  • the best result is achieved by exposure to a pulsed electromagnetic zero at the stages and mixing of the concrete mixture and molding and hardening of the product.
  • the duty cycle of the pulses in the packet can linearly increase, linearly decrease, ramp up, or change according to another acceptable law.
  • the described method does not significantly reduce the production time of building materials and requires significant energy costs, which negatively affects the cost of production.
  • a cheaper and more progressive method of manufacturing building material is associated with the use of binders made in a separate technological process and introduced into the composition of the building material mixture during its preparation.
  • the resulting dry raw mixture is closed with an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of 5-15% and, after final mixing, samples are formed from the freshly prepared mixture, which are loaded into the autoclave with the molds and autoclaved under a pressure of saturated water vapor of 1.2 MPa for 16 hours. After hydrothermal treatment, cooled to room temperature, the samples are removed from the molds, dried at 105-1 10 ° C.
  • the products obtained in this way have the following characteristics: compressive strength up to 1200 MPa, flexural strength up to 250 MPa, impact strength up to 7 MPa, elastic modulus up to 5.5 MPa.
  • the disadvantage of this technical solution is the length of the manufacturing process of products, the use of an autoclave method for processing building materials, which significantly increases the cost of the manufacturing process. Also, the proposed method does not allow to obtain building materials with higher strength characteristics.
  • the technical task of the present invention is to reduce the time and energy consumption in the manufacture of building material, which leads to a reduction in the cost of products, as well as the production of various building materials with increased refractoriness and water resistance, reduced moisture absorption, high strength properties, acid resistance, neutral in relation to the effects of salts and other substances contained in the atmosphere.
  • the technical result of the present invention is to obtain a building material with increased strength (compressive strength from 150 kg / cm 2 (15 MPa) to 1000 kg / cm 2 (100 MPa), frost-resistant, acid-resistant and fireproof, while reducing the cost of manufacturing building products.
  • a method of manufacturing a building material involves mixing silica and a slightly alkaline solution, while simultaneously affecting the mixture with an electromagnetic field. Mixing is carried out until the sand is completely dissolved. The resulting solution is added to silica-containing raw materials in an amount of from 4% to 8% of the total volume of the mixture. Further mixing is carried out until the silica-containing raw materials are completely wetted. Products are formed from the resulting mixture, which are then dried.
  • Fine silica with a particle size of from 20A to 0.1 mm is preferably used.
  • the drying is carried out at a temperature of from 40 ° C to 80 ° C
  • Expanded perlite or vermiculite is preferably added to the silica-containing raw material. Such additives allow to obtain a building material with low thermal conductivity.
  • a method of manufacturing a building material is as follows.
  • the initial step of the method is the manufacture of a binder; for this purpose, silica and a weakly alkaline solution are mixed, for example, alkali metal hydroxide or ammonium hydroxide, while the concentration of a weakly alkaline solution does not exceed 5%.
  • crushed stone crushing waste can be used - dust or sand with a quartz content of at least 65%. It is preferable to use silica finely ground with a particle size of up to 0.1 mm, which further reduces the mixing time of the mixture, reduces energy consumption, which reduces the cost of building material.
  • Mixing of the starting components is carried out when exposed to an electromagnetic field. To create such conditions, a device was developed and manufactured.
  • the figure shows a diagram of a device for producing a binder according to the invention.
  • the binder is prepared in a high-speed flow-type grinding device, circulating the mixture in a closed circuit with its repeated passage through the vortex of ferro-magnetic particles created by the electromagnetic field, and through the dispersing apparatus of the device.
  • Silica (or dust) is loaded into the receiving hopper 1 through a conduit 6, and a weakly alkaline solution, for example, an alkali metal hydroxide or ammonium hydroxide solution, is charged through a conduit 7.
  • a weakly alkaline solution for example, an alkali metal hydroxide or ammonium hydroxide solution
  • the mixture is fed to the disperser pump of the homogenizer 2, after passing through which the mixture is fed into the electromagnetic activator 3 through the pipe 9.
  • the mixture is subjected to an activating treatment in the working zone, which is made in the form of a pipe with a diameter of 50 to 150 mm, with ferro magnetic needle particles that are constantly held in the working area of the apparatus by a magnetic field.
  • the needles Under the influence of an external electromagnetic field, the needles move along the working zone, colliding with the particles of the mixture. In this case, the effects of acoustic waves (from 20,000 Hz to 40,000 Hz Hz), magnetostriction, mechanostriction and cavitation with high specific power are generated. As a result, the particles of the mixture are intensively mixed with simultaneous grinding to micron and submicron sizes, active, accelerated physical and mechanical processes of amorphization and dissolution of silica occur in the mixture.
  • the power of the electromagnetic activator depending on its volume, is from 2.6 kW to 20 kW. Processing the mixture in an electromagnetic field is carried out depending on the volume of the mixture for 3 minutes to 10 minutes. Such electromagnetic activation of the mixture requires significantly less time and energy costs.
  • the binder pipe 1 1 can be fed to a reprocessing. For complete dissolution of silica, depending on the particle size of the silica used, no more than three cycles are sufficient. After complete dissolution of the silica, the obtained binder through the valve 5 by a pipe 12 is fed into the dispenser, and then into the mixer, into which the silica-containing raw material is already filled.
  • the resulting binder is used in an amount of from 4% to 8% of the total volume of the mixture. Mixing is carried out at normal speed in mixers, eliminating sticking to the walls and working bodies (two gross, planetary, etc.) When using a binder less than 4% of the total volume of the product mixture, there are places where dry components are poorly glued to each other, which leads to decrease in strength. With an increase in the binder of more than 8%, the strength of the resulting products decreases.
  • any mineral natural substances with a silica content of at least 65% are used as silica-containing raw materials, the most acceptable are screening crushed stone, coarse, medium and fine or ground sand, diatomite, tripoli, marshalite, flasks and others.
  • expanded perlite or vermiculite can be added to the mixer to obtain products with low thermal conductivity, that is, to obtain building materials with good thermal insulation properties, and marble or granite chips are added to the mixture to obtain decorative products with an original pattern on the surface. .
  • the silica-containing raw materials are completely wetted with a binder.
  • the products are molded by the method of simple or hyper-pressing, by vibro-pressing, by the shock-pressing method, or by another known method, and construction products of any shape are obtained.
  • the molded products are dried at a temperature of 40 - 80 ° C for 1 - 2 hours, if necessary, or (to obtain special properties) are treated with steam at a temperature of 90 - 120 ° C at atmospheric pressure or fired at high temperatures depending on the type of product and its destination.
  • the most effective hardening of building material is obtained by processing molded products with electromagnetic fields of ultra-high frequency (microwave).
  • the parameters of the molding sand, drying and heat treatment are determined by the technological regulations for the manufacture of a particular product.
  • various grinding devices and various mixing and dispersing devices are used, which provide preliminary grinding of silica-containing raw materials and effective mixing of the initial mixture.
  • These devices include centrifugal impact, ball, roller and disk mills, various dissolvers, bead mills; high-speed mixers - disk mixers, disk-propeller and disk-paddle mixers, mixers with an anchor mixer, high-speed rotor-stator mixer, planetary mixer, screw, planetary mixers with three-dimensional movement of spiral-tape working bodies.
  • Example 1 In the serial and mass production of building products (wall materials - bricks, facing and paving slabs, etc.) weighing from 0.5 to 5 kg.
  • a binder in the installation, (depending on the volume of production cyclically or constantly), crushing dust of crushed stone or sand (utilized waste from other industries) - with a silica content of at least 60% and a particle size of up to 1 mm, and a slightly alkaline solution of sodium hydroxide with a concentration of 5%.
  • a solution of water you can use fresh, marine or technical. The ratio of dry and liquid components 1/1. The mixture is treated as described above for 10 minutes.
  • silica-containing raw materials must have the particle size distribution necessary to obtain a close-packed matrix.
  • silica-containing raw materials consists of screening crushing gravel or coarse sand (1-Zmm) and fine sand in a ratio of 1/1.
  • the raw material mixture is loaded into the mixer and cristobalite is added, in the form of silica fume, to obtain products of dark gray or black colors, in the form of tripoli, to obtain products of white flowers, in the form of a flask, to obtain products of light beige or brown colors, in the amount of 5% up to 10% of the volume of the raw mix (depending on the required strength and color of the products).
  • a binder is added to the raw material mixture in a volume of 4% - 8% of the total volume of the mixture (strength characteristics in this range do not change, and the required volume is adjusted based on the moisture content of the feedstock, the higher the moisture content of the raw material mixture, the lower the volume of the binder).
  • Stirring is carried out until the composition is completely wetted with a binder for 5 to 10 minutes.
  • the resulting mixture is molded by simple pressing, vibration or hyperpressing, drying is carried out by processing the molded products in a through or dead end microwave oven immediately after removal of the products from the press.
  • the resulting products have the following characteristics:
  • Residual compressive strength after firing at 1200 ° C, not less Mohs hardness, up to
  • the table below shows the characteristics of the materials obtained during the experiment, which were manufactured as described in the example, but have a different amount of binder from 3% to 9%.
  • the table shows that going beyond the stated limits in terms of the quantitative composition of the binder worsens the characteristics of the finished material.
  • Example 2 Production of concrete products weighing up to 2 tons.
  • a binder is prepared as described in Example 1.
  • Silica-containing raw materials have the following ratio: granite crushed stone (10
  • the resulting mixture is formed by vibro-laying with a load or horizontal vibroforming. Drying is carried out by steaming at a temperature of 120 ° C - 180 ° C for 2 to 12 hours (depending on the weight of the product) or microwave drying for 2 hours. Dried under normal conditions for 2 hours.
  • Residual compressive strength after firing at 1200 ° C, not less than 100%
  • Example 3 The manufacture of thermal insulation boards.
  • a binder is prepared as described in Example 1.
  • silica-containing raw materials consist of coarse sand (1-3 mm) and fine sand in a ratio of 1 / 1-60% of the volume, expanded perlite (or vermiculite) - 31% of the volume and cristobalite (silica fume, tripoli and t .d.) 5% of the volume.
  • the raw material mixture is loaded into the mixer and pre-mixed in dry form.
  • a binder in a volume of 4% of the total volume is added to the raw material mixture. Stirring is carried out until the composition is completely wetted with a binder for 7 minutes.
  • the resulting mixture is formed by simple pressing. Drying is carried out by processing molded products in continuous or dead-end microwave oven immediately after removal of products from the press.
  • the resulting products have a thermal conductivity of not more than 0.175 W / MhK while maintaining all the strength characteristics:
  • Residual compressive strength after firing at 1200 ° C, not less than 100%
  • Products obtained by the claimed method can be used as any building materials with high technical characteristics, namely with increased refractoriness and water resistance, reduced moisture absorption, high strength properties, acid resistance, neutral with respect to the effects of salts and other substances contained in the atmosphere. Moreover, the claimed method allows to reduce the time of manufacturing products and reduce energy costs for their manufacture. With high strength characteristics of the product have a low cost.

Landscapes

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

Abstract

The invention relates to construction and pertains to the field of construction materials, and specifically to the production of any type of construction products and road pavement, and may be used in residential and commercial construction, in road construction, in casting and chemical production, and in other fields. A construction material production method includes mixing silica with a weak alkaline solution while simultaneously exposing the mixture to an electromagnetic field. Mixing is carried out until the sand is fully dissolved. The produced solution is added to a silica-containing raw material in a quantity of 4-8% of the total volume of the mixture. Further mixing is carried out until the silica-containing raw material is fully wetted. The resulting mixture is used to form products which are then dried.

Description

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА  METHOD FOR PRODUCING BUILDING MATERIAL

Область техники Изобретение относится к строительству и касается промышленности строительных материалов, а именно изготовлению любых видов строительных изделий, дорожных покрытий и может быть использовано при жилищном и промышленном строительстве, строительстве дорог, в литейном, химическом производстве и других областях. Предшествующий уровень техники The technical field The invention relates to construction and relates to the construction materials industry, namely the manufacture of any types of construction products, pavements and can be used in housing and industrial construction, road construction, foundry, chemical production and other fields. State of the art

Известны способы изготовления строительного материала с применением инертных заполнителей в виде щебня и песка, скрепленных связующими на основе портландцемента, гипса, жидкого стекла, глины и других материалов.  Known methods for the manufacture of building material using inert aggregates in the form of crushed stone and sand, bonded with binders based on Portland cement, gypsum, water glass, clay and other materials.

Известны различные технические решения получения строительного материала, различающиеся по составу смесей и способам термообработки (патенты US JY°3754952, US Ns 4234347, GB N" 1277154, FR 7026259, DE N.2031268 и JP J °1007581).  There are various technical solutions for the production of building materials, differing in the composition of the mixtures and heat treatment methods (patents US JY ° 3754952, US Ns 4234347, GB N "1277154, FR 7026259, DE N.2031268 and JP J ° 1007581).

Известен способ изготовления бетонных изделий (РФ N°2204476, заявка JS«2001129477/03 , 01.1 1.2001), при котором как минимум на одной из стадий изготовления осуществляют воздействие электромагнитным полем, новым, согласно изобретению является то, что импульсное поле создают непрерывно следующими пакетами электрических видеоимпульсов, при этом длительность пакета составляет 2х10"4 сек - 2х10"3 сек, скважность импульсов в пакете изменяется в диапазоне 10 -100, а удельная мощность составляет 0,01-0,1 Вт/м3 изделия. Предпочтительное значение скважности импульсов в пакете - 20-60. Воздействие электромагнитного поля эффективно на стадии твердения изделия. Наилучший результат достигается при воздействии импульсным электромагнитным нолем на стадиях и затворения бетонной смеси и формования и твердения изделия. При реализации способа скважность импульсов в пакете может линейно нарастать, линейно снижаться, пилообразно изменяться, или изменяться по другому приемлемому закону. Однако, описанный способ не позволяет значительно сократить время производства строительных материалов и требует значительных энергетических затрат, что отрицательно сказывается на себестоимости продукции. Более дешевый и прогрессивный способ изготовления строительного материала связан с использованием связующих, изготавливаемых в отдельном технологическом процессе и вводимых в состав смеси для строительног о материала при ее приготовлении. A known method of manufacturing concrete products (RF N ° 2204476, application JS "2001129477/03, 01.1 1.2001), in which at least at one of the stages of manufacture they are exposed to an electromagnetic field, new, according to the invention, is that the pulse field is created continuously by the following packages electrical video pulses, while the duration of the packet is 2x10 "4 sec - 2x10 " 3 sec, the duty cycle of the pulses in the packet varies in the range of 10 -100, and the specific power is 0.01-0.1 W / m 3 products. The preferred pulse duty cycle value in the packet is 20-60. The influence of an electromagnetic field is effective at the stage of hardening of the product. The best result is achieved by exposure to a pulsed electromagnetic zero at the stages and mixing of the concrete mixture and molding and hardening of the product. When implementing the method, the duty cycle of the pulses in the packet can linearly increase, linearly decrease, ramp up, or change according to another acceptable law. However, the described method does not significantly reduce the production time of building materials and requires significant energy costs, which negatively affects the cost of production. A cheaper and more progressive method of manufacturing building material is associated with the use of binders made in a separate technological process and introduced into the composition of the building material mixture during its preparation.

Наиболее близким по технической сути является техническое решение известное из патента N°223961 1 (заявка ^ 2003123525/03, 29.07.2003 «Смесь для приготовления особо прочных крупногабаритных строительных изделий (варианты)»). В соответствии с патентом для изготовления строительного изделия берут тридимит-кристобалитовое вяжущее с содержанием 0,1-0,2 мол.% Na20 в зернах естественной гранулометрии после обжига природного кварцевого песка во вращающейся печи и смешивают его с кварцевым песком молотым до удельной поверхности 4800 см2/г, рядовым кварцевым песком в качестве заполнителя и добавляют армирующее термообработанное минеральное волокно с диаметром нити 0,2-0,5 мм при его длине 50-150 мм при указанном в п.1 формулы содержании компонентов смеси. Полученную сухую сырьевую смесь затворяют водным раствором едкого натрия с концентрацией 5-15% и после окончательного перемешивания из свежеприготовленной смеси формуют образцы, которые загружают с формами в автоклав и подвергают автоклавной обработке под давлением насыщенного водяного пара 1,2 МПа в течение 16 ч. После гидротермальной обработки охлажденные до комнатной температуры образцы извлекают из форм, высушивают при 105-1 10°С. Полученные таким способ изделия обладают следующими характеристика: предел прочности при сжатии до 1200 МПа, предел прочности при изгибе до 250 МПа, ударная прочность до 7 МПа, модуль упругости до 5,5 МПа. The closest in technical essence is the technical solution known from patent N ° 223961 1 (application ^ 2003123525/03, 07.29.2003 "Mix for the preparation of especially durable large-sized building products (options)"). In accordance with the patent, for the manufacture of a building product, a tridymite-cristobalite binder with a content of 0.1-0.2 mol% Na 2 0 in natural granulometry grains after firing natural quartz sand in a rotary kiln is taken and mixed with ground quartz sand to a specific surface 4800 cm 2 / g, with ordinary quartz sand as a filler and reinforcing heat-treated mineral fiber with a filament diameter of 0.2-0.5 mm and its length of 50-150 mm at the content of the mixture components specified in claim 1 is added. The resulting dry raw mixture is closed with an aqueous solution of sodium hydroxide with a concentration of 5-15% and, after final mixing, samples are formed from the freshly prepared mixture, which are loaded into the autoclave with the molds and autoclaved under a pressure of saturated water vapor of 1.2 MPa for 16 hours. After hydrothermal treatment, cooled to room temperature, the samples are removed from the molds, dried at 105-1 10 ° C. The products obtained in this way have the following characteristics: compressive strength up to 1200 MPa, flexural strength up to 250 MPa, impact strength up to 7 MPa, elastic modulus up to 5.5 MPa.

Недостатком данного технического решения является длительность процесса изготовления изделий, использование автоклавного способа обработки строительного материала, что значительно удорожает процесс изготовления. Также предложенный способ не позволяет получать строительные материалы с более высокими прочностными характеристиками.  The disadvantage of this technical solution is the length of the manufacturing process of products, the use of an autoclave method for processing building materials, which significantly increases the cost of the manufacturing process. Also, the proposed method does not allow to obtain building materials with higher strength characteristics.

Сущность изобретения SUMMARY OF THE INVENTION

Технической задачей настоящего изобретения является сокращение времени и энергозатрат при изготовлении строительного материала, что приводит к снижению себестоимости изделий, а также получение различных строительных материалов с повышенной огнеупорностью и водостойкостью, пониженным влагопоглощением, высокими прочностными свойствами, кислотостойкостью, нейтральных по отношению к воздействию солей и других веществ, содержащихся в атмосфере. The technical task of the present invention is to reduce the time and energy consumption in the manufacture of building material, which leads to a reduction in the cost of products, as well as the production of various building materials with increased refractoriness and water resistance, reduced moisture absorption, high strength properties, acid resistance, neutral in relation to the effects of salts and other substances contained in the atmosphere.

Технический результат настоящего изобретения заключается в получении строительного материала с повышенной прочностью (прочность на сжатие от 150 кг/см2 (15 МПа) до 1000 кг/см2 (100 МПа), морозоустойчивые, кислотостойкие и огнеупорные, при снижении себестоимости изготовления строительных изделий. The technical result of the present invention is to obtain a building material with increased strength (compressive strength from 150 kg / cm 2 (15 MPa) to 1000 kg / cm 2 (100 MPa), frost-resistant, acid-resistant and fireproof, while reducing the cost of manufacturing building products.

Технический результат достигается тем, что способ изготовления строительного материала включает перемешивание кремнезема и слабощелочного раствора, при одновременном воздействии на смесь электромагнитным полем. Перемешивание осуществляют до полного растворения песка. Полученный раствор добавляют к кремнеземсодержащему сырью в количестве от 4% до 8% от общего объема смеси. Дальнейшее перемешивание осуществляют до полного смачивания кремнеземсодержащего сырья. Из полученной смеси формуют изделия, которые затем высушивают.  The technical result is achieved by the fact that a method of manufacturing a building material involves mixing silica and a slightly alkaline solution, while simultaneously affecting the mixture with an electromagnetic field. Mixing is carried out until the sand is completely dissolved. The resulting solution is added to silica-containing raw materials in an amount of from 4% to 8% of the total volume of the mixture. Further mixing is carried out until the silica-containing raw materials are completely wetted. Products are formed from the resulting mixture, which are then dried.

Предпочтительно использовать кремнезем тонкого помола с размером частиц от 20А до 0,1 мм.  Fine silica with a particle size of from 20A to 0.1 mm is preferably used.

Предпочтительно сушку осуществлять при температуре от 40 °С до 80 °С  Preferably, the drying is carried out at a temperature of from 40 ° C to 80 ° C

Предпочтительно сушку осуществлять путем пропаривания изделия при температуре от 90 °С до 120 °С .  It is preferable to carry out the drying by steaming the product at a temperature of from 90 ° C to 120 ° C.

Предпочтительно сушку осуществлять путем воздействия на изделие СВЧ излучением.  It is preferable to carry out the drying by exposing the article to microwave radiation.

Предпочтительно к кремнеземсодержащему сырью добавлять вспученный перлит или вермикулит. Такие добавки позволяют получать строительный материал с пониженной теплопроводностью .  Expanded perlite or vermiculite is preferably added to the silica-containing raw material. Such additives allow to obtain a building material with low thermal conductivity.

Предпочтительно к кремнеземсодержащему сырью добавлять гранитную крошку. Предпочтительно к кремнеземсодержащему сырью добавлять мраморную крошку. It is preferable to add granite chips to the silica-containing raw materials. It is preferable to add marble chips to the silica-containing raw materials.

Добавление гранитной и мраморной крошки к смеси позволяет получать отделочные строительные материалы с имитацией гранитного или мраморного камня. Adding granite and marble chips to the mixture allows you to get finishing building materials with imitation of granite or marble stone.

Указанный технический результат достигается всей совокупностью заявленных признаков.  The specified technical result is achieved by the totality of the claimed features.

Варианты осуществления изобретения В последующем заявляемое техническое решение поясняется подробным описанием конкретных, но не ограничивающих настоящее решение, примеров его выполнения и прилагаемым чертежом, на котором схематично изображено устройство для получения связующего. Embodiments of the invention In the following, the claimed technical solution is illustrated by a detailed description of specific but not limiting the present solution, examples of its implementation and the attached drawing, which schematically shows a device for producing a binder.

Способ изготовления строительного материала осуществляется следующим образом. Начальным этапом способа является изготовление связующего, для этого осуществляют смешивание кремнезема и слабощелочного раствора, например гидроксида щелочного металла или гидроксида аммония, при этом концентрация слабощелочного раствора не превышает 5%. A method of manufacturing a building material is as follows. The initial step of the method is the manufacture of a binder; for this purpose, silica and a weakly alkaline solution are mixed, for example, alkali metal hydroxide or ammonium hydroxide, while the concentration of a weakly alkaline solution does not exceed 5%.

В качестве кремнезема можно использовать отход дробления щебня - пыль или песок с содержанием кварца не менее 65%. Предпочтительно использовать кремнезем тонкого помола с размером частиц до 0,1мм, что дополнительно сокращает время перемешивания смеси, уменьшает энергозатраты, что приводит к снижению себестоимости строительного материала.  As silica, crushed stone crushing waste can be used - dust or sand with a quartz content of at least 65%. It is preferable to use silica finely ground with a particle size of up to 0.1 mm, which further reduces the mixing time of the mixture, reduces energy consumption, which reduces the cost of building material.

В способе по изобретению для получения слабощелочного раствора используют пресную, например техническую воду, воду морскую, минерализованную, что позволяет использовать способ по изобретению в различных природных условиях, а также утилизировать различную техническую воду, улучшая тем самым экологию.  In the method according to the invention, for producing a slightly alkaline solution, fresh, for example, industrial water, sea water, mineralized water is used, which makes it possible to use the method according to the invention in various environmental conditions, as well as to utilize various technical water, thereby improving the ecology.

Перемешивание исходных компонентов осуществляют при воздействии электромагнитным полем. Для создания таких условий было разработано и изготовлено устройство.  Mixing of the starting components is carried out when exposed to an electromagnetic field. To create such conditions, a device was developed and manufactured.

На рисунке представлена схема устройства для получения связующего согласно изобретению. Связующее готовят в высокоскоростном измельчительном устройстве проточного типа, осуществляя циркулирующий по замкнутому контуру поток смеси с повторным ее прохождением через вихрь ферро-магнитных частиц, создаваемый электромагнитным полем, и через диспергирующий аппарат устройства.  The figure shows a diagram of a device for producing a binder according to the invention. The binder is prepared in a high-speed flow-type grinding device, circulating the mixture in a closed circuit with its repeated passage through the vortex of ferro-magnetic particles created by the electromagnetic field, and through the dispersing apparatus of the device.

В приемный бункер 1 , через трубопровод 6 загружают кремнезем (или пыль), а через трубопровод 7 слабощелочной раствор, например раствор гидроксида щелочного металла или гидроксида аммония. После перемешивания в приемном бункере компонентов смесь, через трубопровод 8, подаются в насос диспергатора гомогенезатора 2, пройдя через который смесь трубопроводом 9 подают в электромагнитный активатор 3. Здесь смесь подвергают активирующей обработке в рабочей зоне, которая выполнена в виде трубы диаметром от 50 до 150 мм, с размещенными в ней ферро- магнитными игольчатыми частицами, которые постоянно удерживаются в рабочей зоне аппарата магнитным полем. Под воздействием внешнего электромагнитного поля иглы перемещаются по рабочей зоне, соударяясь с частицами смеси. При этом генерируются эффекты акустических волн ( от 20 ООО до 40 ООО Гц), магнитострикции, механострикции и кавитации с большой удельной мощностью. Вследствие этого частицы смеси интенсивно перемешиваются с одновременным измельчением до микронных и субмикронных размеров, в смеси происходят активные, ускоренные физико-механические процессы аморфизации и растворения кремнезема. Мощность электромагнитного активатора в зависимости от его объема составляет от 2,6 кВТ до 20 кВТ. Обработка смеси в электромагнитном поле осуществляется в зависимости от объема смеси в течение от 3 мин до 10 мин. Такая электромагнитная активация смеси требует существенно меньших временных и энергетических затрат. Пройдя через фильтр 4 связующее трубопроводом 1 1 может подаваться на повторную обработку. Для полного растворения кремнезема в зависимости от размера частиц используемого кремнезема достаточно не более трех циклов. После полного растворения кремнезема полученное связующее через вентиль 5 трубопроводом 12 подается в дозатор, а затем в смеситель, в который уже засыпано кремнеземсодержащее сырье. Silica (or dust) is loaded into the receiving hopper 1 through a conduit 6, and a weakly alkaline solution, for example, an alkali metal hydroxide or ammonium hydroxide solution, is charged through a conduit 7. After mixing the components in the receiving hopper, the mixture, through line 8, is fed to the disperser pump of the homogenizer 2, after passing through which the mixture is fed into the electromagnetic activator 3 through the pipe 9. Here, the mixture is subjected to an activating treatment in the working zone, which is made in the form of a pipe with a diameter of 50 to 150 mm, with ferro magnetic needle particles that are constantly held in the working area of the apparatus by a magnetic field. Under the influence of an external electromagnetic field, the needles move along the working zone, colliding with the particles of the mixture. In this case, the effects of acoustic waves (from 20,000 Hz to 40,000 Hz Hz), magnetostriction, mechanostriction and cavitation with high specific power are generated. As a result, the particles of the mixture are intensively mixed with simultaneous grinding to micron and submicron sizes, active, accelerated physical and mechanical processes of amorphization and dissolution of silica occur in the mixture. The power of the electromagnetic activator, depending on its volume, is from 2.6 kW to 20 kW. Processing the mixture in an electromagnetic field is carried out depending on the volume of the mixture for 3 minutes to 10 minutes. Such electromagnetic activation of the mixture requires significantly less time and energy costs. After passing through the filter 4, the binder pipe 1 1 can be fed to a reprocessing. For complete dissolution of silica, depending on the particle size of the silica used, no more than three cycles are sufficient. After complete dissolution of the silica, the obtained binder through the valve 5 by a pipe 12 is fed into the dispenser, and then into the mixer, into which the silica-containing raw material is already filled.

Полученное связующее используют в количестве от 4% до 8% от общего объема смеси. Перемешивание осуществляют при нормальной скорости в смесителях, исключающих налипание на стенки и рабочие органы (двух валовые, планетарные и пр.) При использовании связующего менее 4% от общего объема смеси изделия имеют места, где сухие компоненты плохо склеены друг с другом, что приводит к снижению прочности. При увеличении связующего более 8% снижается прочность получаемых изделий.  The resulting binder is used in an amount of from 4% to 8% of the total volume of the mixture. Mixing is carried out at normal speed in mixers, eliminating sticking to the walls and working bodies (two gross, planetary, etc.) When using a binder less than 4% of the total volume of the product mixture, there are places where dry components are poorly glued to each other, which leads to decrease in strength. With an increase in the binder of more than 8%, the strength of the resulting products decreases.

В качестве кремнеземсодержащего сырья используют любые минеральные природные вещества с содержанием кремнезема не менее 65%, наиболее приемлемыми являются отсев дробления щебня, крупный, средний и мелкий или молотый песок, диатомит, трепел, маршалит, опоки и другие. При этом в состав смеси хорошо добавлять до 15% кристобалит в виде твердых пылевидных отходов металлургических производств и угольных котельных, которые улавливают из отходящих газов и дыма (микрокремнезем). Можно получать кристобалит непосредственно в процессе производства путем кратковременного (1 - 3 сек) обжига кремнезема (песка или пыли) при температуре от 800°С до 1200°С. Одновременно с кремнеземсодержащим сырьем, в смеситель, могут быть добавлены вспученный перлит или вермикулит для получения изделий с низкой теплопроводностью, то есть для получения строительного материала с хорошими теплоизоляционными свойствами, а для получения отделочных изделий с оригинальным рисунком на поверхности в смесь добавляют мраморную или гранитную крошку. Any mineral natural substances with a silica content of at least 65% are used as silica-containing raw materials, the most acceptable are screening crushed stone, coarse, medium and fine or ground sand, diatomite, tripoli, marshalite, flasks and others. At the same time, it is good to add up to 15% cristobalite to the composition of the mixture in the form of solid pulverized waste from metallurgical industries and coal-fired boilers, which are captured from exhaust gases and smoke (silica fume). You can get cristobalite directly in the production process by short-term (1 - 3 sec) firing of silica (sand or dust) at a temperature of from 800 ° C to 1200 ° C. At the same time as silica-containing raw materials, expanded perlite or vermiculite can be added to the mixer to obtain products with low thermal conductivity, that is, to obtain building materials with good thermal insulation properties, and marble or granite chips are added to the mixture to obtain decorative products with an original pattern on the surface. .

Перемешивание осуществляют до полного смачивания кремнеземсодержащего сырья связующим. Затем из полученной смеси осуществляют формование изделий методом простого или гипер прессования, вибро прессованием, ударно-прессовым способом или другим известным методом, при этом получают строительные изделия любой формы. Отформованные изделия сушат при температуре 40 - 80°С в течение 1 - 2 часов, при необходимости или (для получения особых свойств) обрабатывают паром при температуре 90 - 120°С при атмосферном давлении или обжигают при больших температурах в зависимости от вида изделия и его назначения. Наиболее эффективное твердение строительного материала получается при обработке отформованных изделий электромагнитными полями сверхвысокой частоты (СВЧ). Так изделия имеющие массу до 5 кг., достигают прочности на сжатие 150 - 200кг/см2 в течении 5 минут, а 500 - 700кг/см2 в течении 30 минут. Параметры формовочной смеси, сушки и термообработки определяются технологическим регламентом на изготовление конкретного изделия. Mixing is carried out until the silica-containing raw materials are completely wetted with a binder. Then, from the resulting mixture, the products are molded by the method of simple or hyper-pressing, by vibro-pressing, by the shock-pressing method, or by another known method, and construction products of any shape are obtained. The molded products are dried at a temperature of 40 - 80 ° C for 1 - 2 hours, if necessary, or (to obtain special properties) are treated with steam at a temperature of 90 - 120 ° C at atmospheric pressure or fired at high temperatures depending on the type of product and its destination. The most effective hardening of building material is obtained by processing molded products with electromagnetic fields of ultra-high frequency (microwave). So products having a weight of up to 5 kg., Achieve compressive strength of 150 - 200 kg / cm 2 for 5 minutes, and 500 - 700 kg / cm 2 for 30 minutes. The parameters of the molding sand, drying and heat treatment are determined by the technological regulations for the manufacture of a particular product.

Для осуществления способа по изобретению используют различные измельчающие устройства и различные перемешивающие и диспергирующие устройства, обеспечивающие предварительное измельчение кремнеземсодержащего сырья и эффективное перемешивание исходной смеси. К числу таких устройств относятся центробежно-ударные, шаровые, валковые и дисковые мельницы, различные диссольверы, бисерные; высокоскоростные смесители - дисковые мешалки, дисково-пропеллерные и дисково-лопастные мешалки, смесители с якорной мешалкой, высокоскоростной роторно-статорный смеситель, 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 and dispersing devices are used, which provide preliminary grinding of silica-containing raw materials and effective mixing of the initial mixture. These devices include centrifugal impact, ball, roller and disk mills, various dissolvers, bead mills; high-speed mixers - disk mixers, disk-propeller and disk-paddle mixers, mixers with an anchor mixer, high-speed rotor-stator mixer, planetary mixer, screw, planetary mixers with three-dimensional movement of spiral-tape working bodies.

Примеры осуществления способа согласно изобретению.  Examples of the method according to the invention.

Пример 1. При серийном и массовом изготовлении строительных изделий (стеновых материалов - кирпича, облицовочных и тротуарных плит и т. д.) весом от 0,5 до 5 кг. Example 1. In the serial and mass production of building products (wall materials - bricks, facing and paving slabs, etc.) weighing from 0.5 to 5 kg.

Для получения связующего: в установку, (в зависимости от объема производства циклически или постоянно), подается пыль дробления щебня или песка (утилизируемые б отходы других производств) - с содержанием кремнезема не ниже 60% и размером частиц до 1 мм, и слабощелочной раствор гидроксида натрия с концентрацией 5%. Для получения раствора воду можно использовать пресную, морскую или техническую. Соотношение сухого и жидкого компонентов 1/1. Смесь обрабатывают, как было описано выше, в течение 10 минут. To obtain a binder: in the installation, (depending on the volume of production cyclically or constantly), crushing dust of crushed stone or sand (utilized waste from other industries) - with a silica content of at least 60% and a particle size of up to 1 mm, and a slightly alkaline solution of sodium hydroxide with a concentration of 5%. To obtain a solution of water, you can use fresh, marine or technical. The ratio of dry and liquid components 1/1. The mixture is treated as described above for 10 minutes.

Для получения формовочной смеси: кремнеземсодержащее сырье должно иметь гранулометрический состав, необходимый для получения плотноупакованной матрицы. В зависимости от доступности источника сырья, кремнеземсодержащее сырье состоит из отсева дробления щебня или крупного песка (1-Змм) и мелкого песка в соотношении 1/1. Сырьевую смесь загружают в смеситель и добавляют кристобалит, в виде микрокремнезема, для получения изделий темно серых или черных цветов, в виде трепела, для получения изделий белых цветов, в виде опоки, для получения изделий светло бежевых или коричневых цветов, в объеме от 5% до 10% от объема сырьевой смеси (в зависимости от необходимой прочности и цвета изделий). Указанные компоненты предварительно перемешивают в сухом виде. После этого в сырьевую смесь добавляют связующее в объеме 4% - 8% от общего объема смеси (прочностные характеристики в этом диапазоне не изменяются, а необходимый объем регулируется исходя из влажности исходного сырья, чем выше влажность сырьевой смеси, тем меньше объем связующего). Перемешивание осуществляют до полного смачивания состава связующим в течение 5 - 10 минут. Полученную смесь формуют путем простого прессования, вибро или гиперпрессования, Сушку осуществляют путем обработки формованных изделий в проходной или тупиковой СВЧ печи непосредственно после съема изделий с пресса. Получаемые изделия имеют следующие характеристики:  To obtain a molding mixture: silica-containing raw materials must have the particle size distribution necessary to obtain a close-packed matrix. Depending on the availability of the source of raw materials, silica-containing raw materials consists of screening crushing gravel or coarse sand (1-Zmm) and fine sand in a ratio of 1/1. The raw material mixture is loaded into the mixer and cristobalite is added, in the form of silica fume, to obtain products of dark gray or black colors, in the form of tripoli, to obtain products of white flowers, in the form of a flask, to obtain products of light beige or brown colors, in the amount of 5% up to 10% of the volume of the raw mix (depending on the required strength and color of the products). These components are pre-mixed in dry form. After that, a binder is added to the raw material mixture in a volume of 4% - 8% of the total volume of the mixture (strength characteristics in this range do not change, and the required volume is adjusted based on the moisture content of the feedstock, the higher the moisture content of the raw material mixture, the lower the volume of the binder). Stirring is carried out until the composition is completely wetted with a binder for 5 to 10 minutes. The resulting mixture is molded by simple pressing, vibration or hyperpressing, drying is carried out by processing the molded products in a through or dead end microwave oven immediately after removal of the products from the press. The resulting products have the following characteristics:

Предел прочности на сжатие МПа - 30 Tensile strength MPa - 30

Прочность на растяжение Bt, МПа - 2,8  Tensile strength Bt, MPa - 2.8

Морозостойкость Р,число циклов - 200  Frost resistance P, number of cycles - 200

Кислотостойкость по ГОСТ 473.1-72, %, не менее 99  Acid resistance according to GOST 473.1-72,%, not less than 99

Водо и кислотологлощение, %, не более 2,4  Water and acid absorption,%, no more than 2.4

Огнеупорность, °С 1700  Refractoriness, ° С 1700

Термическая стойкость, количество тепло - смен (1200 град.) 20  Thermal resistance, the number of heat - shifts (1200 degrees) 20

Температурный рост, %, не более 0,5  Temperature growth,%, no more than 0.5

Остаточная прочность при сжатии после обжига, при 1200 °С, не менее Твердость по шкале Мооса, до Residual compressive strength after firing, at 1200 ° C, not less Mohs hardness, up to

Ниже приведена Таблица, в которой приведены характеристики материалов, полученные в ходе эксперимента, которые были изготовлены, как описано в примере, но имеют разное количество связующего от 3% до 9%. Из таблицы видно, что выход за заявленные пределы по количественному составу связующего ухудшает характеристики готового материала. The table below shows the characteristics of the materials obtained during the experiment, which were manufactured as described in the example, but have a different amount of binder from 3% to 9%. The table shows that going beyond the stated limits in terms of the quantitative composition of the binder worsens the characteristics of the finished material.

Таблица  Table

Figure imgf000010_0001
Figure imgf000010_0001

Пример 2. Изготовление бетонных изделий массой до 2 тонн. Example 2. Production of concrete products weighing up to 2 tons.

Связующее получают, как описано в примере 1. Кремнеземсодержащее сырье имеет следующее соотношение: щебень гранитный (10A binder is prepared as described in Example 1. Silica-containing raw materials have the following ratio: granite crushed stone (10

- 30 мм) 20% от объема, отсев дробления (до 10мм) 40% от объема, песок мелкий 17% от объема микрокремнезем или любой другой вид кристбалита 15% от объема. Сухая смесь перемешивается в смесителе до равномерного состояния, после чего в смеситель вводят связующее 8% от объема. Перемешивание осуществляют до полного смачивания сухих компонентов связующим. - 30 mm) 20% of the volume, crushing screenings (up to 10mm) 40% of the volume, fine sand 17% of the volume of silica fume or any other kind of cristbalite 15% of the volume. The dry mixture is mixed in the mixer until uniform, after which a binder of 8% by volume is introduced into the mixer. Mixing is carried out until the dry components are completely wetted with a binder.

Полученную смесь формуют путем виброукладки с пригрузом или горизонтальным виброформованием. Сушку осуществляют путем пропаривания при температуре 120°С - 180°С в течение 2 - 12 часов (в зависимости от веса изделия) или СВЧ сушкой в течении 2 часов. Досушивают при нормальных условиях в течение 2-х часов.  The resulting mixture is formed by vibro-laying with a load or horizontal vibroforming. Drying is carried out by steaming at a temperature of 120 ° C - 180 ° C for 2 to 12 hours (depending on the weight of the product) or microwave drying for 2 hours. Dried under normal conditions for 2 hours.

Полученное изделие имеет следующие характеристики:  The resulting product has the following characteristics:

Предел прочности на сжатие МПа - 100  Tensile strength MPa - 100

Прочность на растяжение Bt, МПа - 3,2  Tensile strength Bt, MPa - 3.2

Морозостойкость Р,число циклов - 500 Кислотостойкость по ГОСТ 473.1 -72, %, не менее 99  Frost resistance P, the number of cycles - 500 Acid resistance according to GOST 473.1 -72,%, not less than 99

Водо и кислотологлощение, %, не более 2,4  Water and acid absorption,%, no more than 2.4

Огнеупорность, °С 1700  Refractoriness, ° С 1700

Термическая стойкость, количество тепло - смен (1200 град.) 20  Thermal resistance, the number of heat - shifts (1200 degrees) 20

Температурный рост, %, не более 0,5  Temperature growth,%, no more than 0.5

Остаточная прочность при сжатии после обжига, при 1200 °С, не менее 100% Residual compressive strength after firing, at 1200 ° C, not less than 100%

Твердость по шкале Мооса, до 7 Mohs hardness, up to 7

Пример 3. Изготовление теплоизоляционных плит. Example 3. The manufacture of thermal insulation boards.

Связующее получают, как описано в примере 1.  A binder is prepared as described in Example 1.

Для получения формовочной смеси: кремнеземсодержащее сырье состоит из крупного песка (1-3 мм) и мелкого песка в соотношении 1/1- 60% от объема, вспученного перлита (или вермикулита) - 31% от объема и кристобалита (микрокремнезем, трепел и т.д.) 5% от объема. Сырьевую смесь загружают в смеситель и предварительно перемешивают в сухом виде. После этого в сырьевую смесь добавляют связующее в объеме 4% от общего объема. Перемешивание осуществляют до полного смачивания состава связующим в течение 7 минут. Полученную смесь формуют путем простого прессования. Сушку осуществляют путем обработки формованных изделий в проходной или тупиковой СВЧ печи непосредственно после съема изделий с пресса. Получаемые изделия имеют теплопроводность не более 0,175 Вт/мхК при сохранении всех прочностных характеристик: To obtain a molding mixture: silica-containing raw materials consist of coarse sand (1-3 mm) and fine sand in a ratio of 1 / 1-60% of the volume, expanded perlite (or vermiculite) - 31% of the volume and cristobalite (silica fume, tripoli and t .d.) 5% of the volume. The raw material mixture is loaded into the mixer and pre-mixed in dry form. After that, a binder in a volume of 4% of the total volume is added to the raw material mixture. Stirring is carried out until the composition is completely wetted with a binder for 7 minutes. The resulting mixture is formed by simple pressing. Drying is carried out by processing molded products in continuous or dead-end microwave oven immediately after removal of products from the press. The resulting products have a thermal conductivity of not more than 0.175 W / MhK while maintaining all the strength characteristics:

Предел прочности на сжатие МПа - 30 Tensile strength MPa - 30

Прочность на растяжение Bt, МПа - 2,8  Tensile strength Bt, MPa - 2.8

Кислотостойкость по ГОСТ 473.1 -72, %, не менее 99  Acid resistance according to GOST 473.1 -72,%, not less than 99

Водо и кислотологлощение, %, не более 2,4  Water and acid absorption,%, no more than 2.4

Термическая стойкость, количество тепло - смен (1200 град.) 20  Thermal resistance, the number of heat - shifts (1200 degrees) 20

Температурный рост, %, не более 0,5  Temperature growth,%, no more than 0.5

Остаточная прочность при сжатии после обжига, при 1200 °С, не менее 100% Residual compressive strength after firing, at 1200 ° C, not less than 100%

Твердость по шкале Мооса, до 7 Mohs hardness, up to 7

Промышленная применимость Industrial applicability

Изделия получаемые заявленным способом могут использоваться в качестве любых строительных материалов с высокими техническими характеристиками, а именно с повышенной огнеупорностью и водостойкостью, пониженным влагопоглощением, высокими прочностными свойствами, кислотостойкостью, нейтральных по отношению к воздействию солей и других веществ, содержащихся в атмосфере. При этом заявленный способ позволяет сократить время изготовления изделий и сократить энергозатраты на их изготовление. При высоких прочностных характеристиках изделия имеют низкую себестоимость.  Products obtained by the claimed method can be used as any building materials with high technical characteristics, namely with increased refractoriness and water resistance, reduced moisture absorption, high strength properties, acid resistance, neutral with respect to the effects of salts and other substances contained in the atmosphere. Moreover, the claimed method allows to reduce the time of manufacturing products and reduce energy costs for their manufacture. With high strength characteristics of the product have a low cost.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ. CLAIM. 1. Способ изготовления строительного материала, включающий перемешивание кремнезема и слабощелочного раствора, при одновременном воздействии на смесь электромагнитным полем, перемешивание осуществляют до полного растворения кремнезема, полученный раствор добавляют к кремнеземсодержащему сырью в количестве от 4% до 8% от общего объема смеси, затем перемешивают до полного смачивания кремнеземсодержащего сырья, из полученной смеси формуют изделия, и высушивают. 1. A method of manufacturing a building material, including mixing silica and a slightly alkaline solution, while simultaneously affecting the mixture with an electromagnetic field, mixing is carried out until the silica is completely dissolved, the resulting solution is added to silica-containing raw materials in an amount of 4% to 8% of the total mixture, then mixed until the silica-containing raw materials are completely wetted, the products are molded from the resulting mixture and dried. 2. Способ изготовления строительного материала по п.1, отличающийся тем, что используют кремнезем тонкого помола с размером частиц до 0,1мм. 2. A method of manufacturing a building material according to claim 1, characterized in that fine silica with a particle size of up to 0.1 mm is used. 3. Способ изготовления строительного материала по п.1, отличающийся тем, что сушку осуществляют при температуре от 40 °С до 80 °С 3. A method of manufacturing a building material according to claim 1, characterized in that the drying is carried out at a temperature of from 40 ° C to 80 ° C 4. Способ изготовления строительного материала по п.1 , отличающийся тем, что сушку осуществляют путем пропаривания изделия при температуре 90 °С - 120°С . 4. A method of manufacturing a building material according to claim 1, characterized in that the drying is carried out by steaming the product at a temperature of 90 ° C - 120 ° C. 5. Способ изготовления строительного материала по п.1, отличающийся тем, что сушку осуществляют путем воздействия на изделие СВЧ излучением. 5. A method of manufacturing a building material according to claim 1, characterized in that the drying is carried out by exposing the product to microwave radiation. 6. Способ изготовления строительного материала по п.1, отличающийся тем, что к кремнеземсодержащему сырью добавляют вспученный перлит или вермикулит. 6. A method of manufacturing a building material according to claim 1, characterized in that expanded perlite or vermiculite is added to the silica-containing raw material. 7. Способ изготовления строительного материала по п.1 , отличающийся тем, что к кремнеземсодержащему сырью добавляют гранитную крошку. 7. A method of manufacturing a building material according to claim 1, characterized in that granite chips are added to the silica-containing raw materials. 8. Способ изготовления строительного материала по п.1 , отличающийся тем, что к кремнеземсодержащему сырью добавляют мраморную крошку. 8. A method of manufacturing a building material according to claim 1, characterized in that marble chips are added to the silica-containing raw materials.
PCT/RU2016/000698 2015-10-13 2016-10-13 Construction material production method Ceased WO2017065648A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015143716 2015-10-13
RU2015143716A RU2606741C1 (en) 2015-10-13 2015-10-13 Method of producing construction material

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017065648A1 true WO2017065648A1 (en) 2017-04-20

Family

ID=58452749

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2016/000698 Ceased WO2017065648A1 (en) 2015-10-13 2016-10-13 Construction material production method

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2606741C1 (en)
WO (1) WO2017065648A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2766985C1 (en) * 2021-07-05 2022-03-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) Technological line for producing dispersed-reinforced gypsum products

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
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
RU2333176C1 (en) * 2007-03-05 2008-09-10 Александр Болеславович Фащевский Method for obtaining construction material

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2204476C1 (en) * 2001-11-01 2003-05-20 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Энергосберегающие технологии" Method of manufacture of concrete articles

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
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
RU2333176C1 (en) * 2007-03-05 2008-09-10 Александр Болеславович Фащевский Method for obtaining construction material

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2766985C1 (en) * 2021-07-05 2022-03-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" (КазГАСУ) Technological line for producing dispersed-reinforced gypsum products

Also Published As

Publication number Publication date
RU2606741C1 (en) 2017-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Solidification/stabilization mechanism of Pb (II), Cd (II), Mn (II) and Cr (III) in fly ash based geopolymers
Nazari et al. Properties of geopolymer with seeded fly ash and rice husk bark ash
Aydın et al. Mechanical and microstructural properties of heat cured alkali-activated slag mortars
JP7296135B2 (en) Controlling curing time of geopolymer compositions containing high CA reactive aluminosilicate materials
JP7307976B2 (en) High strength class C fly ash cement composition with controllable setting
Yusuf et al. Effects of addition of Al (OH) 3 on the strength of alkaline activated ground blast furnace slag-ultrafine palm oil fuel ash (AAGU) based binder
US20190084882A1 (en) Control of time of setting of geopolymer compositions containing high-ca reactive aluminosilicate materials
Shao et al. Fabrication of hollow microspheres filled fly ash geopolymer composites with excellent strength and low density
US11174202B2 (en) Alkali-activated concrete containing palm oil fuel ash
RU2358937C1 (en) Granulated filler based on perlite for concrete mix, composition of concrete mix for production of construction items, method for production of concrete construction items and concrete construction item
Qiu et al. Effect of Portland cement on the properties of geopolymers prepared from granite powder and fly ash by alkali-thermal activation
CN116119990B (en) Carbonization-cured high-strength gangue-based low-carbon, fire-free grass-planting bricks and preparation method thereof
Chen et al. Effects of activator and aging process on the compressive strengths of alkali-activated glass inorganic binders
DE102016106642A1 (en) Process for the production of aerated concrete molded bodies
CN105985075A (en) A kind of recycling method of cement concrete waste
Tram Utilization of Rice Husk Ash as partial replacement with Cement for production of Concrete Brick
PL226104B1 (en) Geopolymer material and method for manufacturing geopolymer material
Ortega-Zavala et al. Chemically bonded ceramic/cementitious materials of alkali activated metakaolin processed by cold pressing
RU2074144C1 (en) Raw material mix for preparation of chemically stable silicon-concrete of autoclave hardening
CN101528628B (en) Method for manufacturing building materials using sewage treatment plant sludge
RU2606741C1 (en) Method of producing construction material
RU2518629C2 (en) Granulated nanostructuring filling agent based on highly silica components for concrete mixture, composition of concrete mixture for obtaining concrete construction products (versions) and concrete construction product
KR100795936B1 (en) Clay permeable block using waste clay and manufacturing method thereof
RU2433975C1 (en) Method of producing granular aggregate for concrete
Khomchenko et al. Improving the Efficiency and Safety in the Technology of Lime and Silicate Materials

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16855839

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16855839

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1