Патент силикатное вяжущее

сульфатно-силикатное вяжущее и способ его получения

Настоящее изобретение относится к составу сульфатно-силикатного вяжущего и способу его получения из кислых гипсосодержащих, преимущественно, ангидритосодержащих отходов производств. Технический результат — повышение прочности и морозостойкости. В способе получения сульфатно-силикатного вяжущего, включающем нейтрализацию серной кислоты, содержащейся во фторангидрите, высокоосновным самораспадающимся ферросплавным шлаком с последующим охлаждением продукта нейтрализации до комнатной температуры и помолом, нейтрализацию осуществляют при температуре 350-450°С до достижения рН не менее 11,0, помол осуществляют до достижения удельной поверхности 400-450 м 2 /кг с добавкой шлама состава, мас.%: фтористый калий — KF — 10-15, хлористый калий — KCl — 65-70, фторорганические примеси — остальное, при следующем соотношении исходных компонентов, (мас.%): фторангидрит — 40-85, высокоосновный самораспадающийся ферросплавный шлак — 14-58, указанная добавка — 1-2. Сульфатно-силикатное вяжущее, полученное вышеуказанным способом. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 пр., 1 табл.

Изобретение относится к способам получения строительных вяжущих из кислых отходов ангидритоэмиссионных производств, производств, образующих гипсо- или ангидритосодержащие отходы, а также к неорганической химии, а именно — к способам нейтрализации кислых сульфатно-кальциевых отходов химических производств, например, из фторангидрита — кислого отхода реакции разложения плавикового шпата при производстве плавиковой кислоты или безводного фтористого водорода. При донейтрализации уже нейтрализванного введением извести отхода в воде образуются: фосфогипс, борогипс, фторогипс, хлорогипс, феррогипс, сернистый гипс, титаногипс, гидролизный гипс, цитрогипс, тартратогипс и прочие гипсовые отходы. Без донейтрализации соответственно фосфоангидрит, борангидрит, фторторангидрит, хлорангидрит, ферроангидрит и т.д.

Известен способ получения строительного вяжущего из кислых отходов сульфато-кальциевого производства, включающий нейтрализацию побочного продукта фтористоводородного производства — твердого фторангидритового отхода путем его смешения с нейтрализующим агентом — известняком (см., например, а.с. СССР № 1794913, кл. С01В 11/06, 1993 г.). Данный продукт является пригодным в качестве отвала для размещения на открытой местности, а также в качестве добавки в цементной промышленности. Использование же его в качестве низкомарочного воздушного вяжущего (прочность на сжатие 4-5 МПа, низкие санитарные свойства, вследствие не полной нейтрализации отхода, а также повышенная склонность к объемным деформациям со временем после затворения в составе строительного изделия) остается пока крайне проблематичным.

Известен также способ получения вяжущего из фторангидрита, включающий нейтрализацию форангидрита основным металлургическим шлаком и донейтрализацию его известью до достижения рН водной вытяжки значений 9-10 (а.с. № 1794914, ).

Однако при таком значении рН вяжущее нельзя применять для производства армированных изделий и конструкций, поскольку при таких значнениях неизбежна коррозия арматуры прямо в теле изделия (конструкции).

Наиболее близким к предложенному техническому решению является способ получения строительного вяжущего из кислых сульфатно-кальциевых отходов химических производств, например, из фторангидрита — отхода реакции разложения плавикового шпата при производстве плавиковой кислоты или безводного фтористого водорода, включающий твердофазовую нейтрализацию отхода самораспадающимся ферросплавным шлаком — отходом металлургического производства (см., например, патент РФ № 2046097, кл. C01F 11/46, 1992 г.).

Данным изобретением решается задача нейтрализации побочного продукта производства фтористого водорода с возможностью получения из него вяжущего с улучшенными потребительскими свойствами, в том числе по прочности до 10-15 МПа и морозостойкости до 100 циклов.

Однако, как показал опыт многолетней эксплуатации строительных конструкций, полученных с использованием вяжущего по данному способу, полностью набравший прочность бетон со временем терял первоначальную форму с заметным увеличением объема, что неизменно влекло за собой выход из строя отдельных строительных сооружений, в частности — дорожных. Остро наблюдались проблемы и экологического характера, не позволившие решить на предприятиях г.Перми задачу организации массового производства строительного камня — стеновых блоков, которые также, со временем, претерпевали деформативные изменения. При рН, принятом в известном решении за наибольшую величину, в составе вяжущего остается еще некоторое количество свободной концентрированной серной кислоты, на вступающей химические реакции. При затворении вяжущего водой серная кислота разбавляется и становится реакционноспособной. Она взаимодействует с содержащимся в вяжущем выокоосновным шлаком и водой, образуя двуводный сульфат кальция. Эта реакция протекает с большим увеличением объема в точках расположения непрореагировавших ранее компонентов, что приводит к неравномерному распределению напряжений и сильной деформации изделий, вплоть до полного разрушения. Эти явления были зафиксированы при использовании вяжущего, изготовленного по патенту РФ № 2046097.

Целью настоящего изобретения является создание: способа нейтрализации кислых сульфатно-кальциевых отходов химических производств с помощью отходов металлургических производств — высокоосновных шлаков, а также получения вяжущего из этих отходов, лишенного недостатков известного технического решения, то есть полное обеспечение его геометрической стабильности во времени после затворения и повышение технико-эксплуатационных и экологических характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения строительного вяжущего из кислых сульфатно-кальциевых отходов, например, из фторангидрита — отхода реакции разложения плавикового шпата при производстве плавиковой кислоты или безводного фтористого водорода, включающий твердофазовую нейтрализацию отхода высокоосновным самораспадающимся шлаком ферросплавного производства, после процесса твердофазовой нейтрализации которую осуществляют смешиванием отхода со шлаком при температуре около 350-450°С, производят донейтрализацию отхода с помощью помола до достижения удельной поверхности получаемого продукта не ниже 400 м 2 /кг до остатка на сите № 008 не более 0,5%, а количество высокоосновного шлака принимают в пределах 14-58% по массе в зависимости от количества остаточной серной кислоты в поступающем на нейтрализацию отходе и достаточного для обеспечения водородного показателя (рН) получаемого продукта не ниже 11,0. При этом для снижения водопотребности и ускорения твердения вяжущего при помоле вводят добавку — шлам синтеза галоидного обмена в количестве 1-2%. Этот шлам представляет твердый порошкообразный продукт с рН 4,11, влажностью № ,4%, не летучий. Раствормость в воде 59,6 г/л. Химический состав шлама (мас.%):

KF — 10-15 КСl — 65-70 фторорганические примеси — остальное. Шлам обладает пластифицирующими свойствами и одновременно служит минерализатром за счет содержания фтора. Роль минерализатора заключается в катализации кристаллизации гидросиликатов кальция, приводящей к повышению прочности затвердевшего вяжущего.

При первичной нейтрализации в массе отхода образуются плотные агрегаты шлака в виде прочных гранул размерам от 5 до 100 мм, содержащие концентрированную серную кислоту. В силу свойства концентрированной серной кислоты не вступать в химические реакции в гранулах нейтрализация не происходит. При сухом складировании отхода в отвале происходит медленное разрушение гранул из-за поглощения серной кислотой гигроскопической влаги из воздуха и продолжения ее нейтрализации с образованием двуводного гипса. При гидроудалении отхода в результате разбавления водой он целиком переходит в двуводный гипс.

Если от отхода, прошедшего первичную нейтрализацию, отсеять гранулы, то в его ставшемся тонкодисперсном составе практически останется один ангидрит, не способный к твердению с водой вообще и к гидравличскому твердению — тем более. При помоле гранулы разрушаются, в диспергированном состоянии происходит взаимодействие концентрированной серной кислоты со шлаком. В результате этой реакции происходит не только нейтрализация кислоты, но и активация кремнгезема шлака по реакции

Ортосиликат кальция, содержащийся в шлаке в гамма модификации, к твердению с водой не способен. В результате реакции с серной кислотой он превращается в псевдоволластонит CaO×SiО 2, также не твердеющий с водой.

Образующися же при полной нейтрализации отхода гель кремнезема H2 SiО2 в этом состоянии обладает высокой реакционной способностью и обеспечивает системе в целом способность к гидравлическому твердению.

Таким образом, при помоле нейтрализованного высокоосновным шлаком отхода необходимо производить помол до полного разрушения гранул и полной нейтрализации остаточной серной кислоты. Это достигается при удельной поверхности продукта помола не менее 400 м 2 /м 3 г и рН водной вытяжки не менее 11,0.

Выполнение условия достижения удельной поверхности получаемого продукта не ниже 400 м 2 /м 3 позволяет обеспечить максимально полное завершение твердохимических реакций нейтрализации сульфато-кальциевого отхода и обеспечить, тем самым, соответствие получаемого продукта требованиям действующих санитарных норм. Этот же признак позволяет придать получаемому продукту спсобность к гидравлическому твердению при последующем использовании в строительных технологиях в качестве вяжущего для бетона.

Обеспечение введения в отход при первичной нейтрализации не менее 15% от поступающего на твердофазовую нейтрализацию сульфато-кальциевого отхода позволяет организовать процесс его устойчивой нейтрализации и получение гидравлического вяжущего при низком содержании в отходе (1,6% по массе) серной кислоты.

Той же цели достигают при введении в отход при первичной нейтрализации 58% по массе высокоосновного шлака при высоком содержании в отходе (2,5% по массе) серной кислоты.

Ознакомьтесь так же:  Какие документы нужны для получения материнского пособия

Обеспечение водородного показателя (рН) получаемого продукта не ниже 11,0 позволяет гарантировать устойчивость получения конечного продукта с характеристиками гидравлического вяжущего с высокими потребительскими свойствами по прочности, морозостойкости, а также коэффициенту размягчения.

Предлагаемое техническое решение может быть осуществлено следующим образом.

Пример 1. Исходные сырьевые материалы: фторангидрит — отход химического разложения плавикового шпата серной кислотой с содержанием серной кислоты 1,8-2,2% нейтрализовали самораспадающимся ферросплавным шлаком по ТУ 14-11-325-97 — отходом ОАО «Серовский завод ферросплавов» регламентируемым химическим составом, %: СаО 46; MgO 7-16; SiО2 24-32; Аl2O3 4-8; СrO 3-6. Нейтрализацию проводили при температуре 420°С. Количество высокоосновного шлака принимали в размере от 15 до 60%, в зависимости от содержания остаточной свободной серной кислоты в нейтрализованном отходе, что обеспечивало величину водородного показателя (рН) получаемого продукта в пределах 11,0-11,3. Процесс донейтрализации фторангидрита совместным помолом с добавкой вели в шаровой фарфоровой мельнице до достижения уровня удельной поверхности получаемого продукта 410 м 2 /м 3 и более. При помоле дополнительно вводили добавку шлама для снижения водопотребности и повышения прочности вяжущего.

Шлам вводили при помоле в количестве 1-2 мас.%.

К приготовленному конечному продукту — вяжущему добавляли воду в количестве порядка 0,3-0,4 его массы. После интенсивного перемешивания из полученной массы формовали образцы-балочки размерами 4×4×16 см. Затвердевшие образцы после хранения в течение 28 суток в воздушно-влажных условиях испытывались на прочность при сжатии и изгибе, морозостойкость и водостойкость.

Результаты испытаний проб полученного после помола вяжущего приведены в табл.1.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ получения сульфатно-силикатного вяжущего, включающий нейтрализацию серной кислоты, содержащейся во фторангидрите, высокоосновным самораспадающимся ферросплавным шлаком с последующим охлаждением продукта нейтрализации до комнатной температуры и помолом, отличающийся тем, что нейтрализацию осуществляют при температуре 350-450°С до достижения рН не менее 11,0, помол осуществляют до достижения удельной поверхности 400-450 м 2 /кг с добавкой шлама состава, мас.%:

силикатная масса (варианты)

Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий, в частности стеновым силикатным изделиям автоклавного твердения. Технический результат — повышение прочности и морозостойкости. Силикатная масса, содержащая кварцевый песок, известково-кремнеземистое вяжущее, состоящее из молотой негашеной извести и молотого кварцевого песка, где известково-кремнеземистое вяжущее дополнительно включает песок с удельной поверхностью не менее 20000 см 2 /г, при следующем соотношении компонентов вяжущего, мас.%: указанная известь 30,0-34,0, молотый песок 62,0-69,9, песок с удельной поверхностью не менее 20000 см 2 /г 0,1-4,0, при следующем соотношении компонентов, мас.%: кварцевый песок 66,0-85,0, указанное известково-кремнеземистое вяжущее 15,0-34,0. По другому варианту силикатная масса, содержащая кварцевый песок, известково-кремнеземистое вяжущее, состоящее из молотой негашеной извести и молотого кварцевого песка, где известково-кремнеземистое вяжущее дополнительно включает песок с удельной поверхностью не менее 20000 см 2 /г, при следующем соотношении компонентов вяжущего, мас.%: указанная известь 30,0-34,0, молотый песок 62,0-69,9, песок с удельной поверхностью не менее 20000 см 2 /г 0,1-4,0, а смесь дополнительно содержит пигмент при следующем соотношении компонентов, мас.%: кварцевый песок 65,9-85,0, указанное известково-кремнеземистое вяжущее 14,0-34,0, пигмент 0,1-1,0. 2 н.п. ф-лы, 1 пр., 3 табл.

Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий, в частности стеновым силикатным изделиям автоклавного твердения.

Известна сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича и стеновых материалов, включающая известь, песок, добавку, содержащая в качестве добавки керамзитовый гравий фракции 5-10 мм, при следующем соотношении компонентов, вес.%: известь 10,2-12,2, песок 39,8-47,8, керамзитовый гравий 40-50 (RU № 2243180 С2).

Известен кирпич с нанодобавками на основе массы, включающей 1-20 частей вяжущего, 0,1-5 частей добавки и 0,5-5 частей нанодобавок (CN 101318796 (А).

Наиболее близким техническим решением является формовочная смесь для производства прессованных силикатных изделий, включающая кварцевый песок, известково-кремнеземистое вяжущее с высококонцентрированной суспензией кремнеземсодержащего сырья влажностью 12-20% и содержанием частиц менее 5 мкм 20-50%, полученной мокрым помолом кварцевого песка, и молотой негашеной известью, при следующем соотношении компонентов, мас.%: кварцевый песок 70-84; известково-кремнеземистое вяжущее 16-30 при соотношении, мас.%: известь 75-85 и ВКВС кремнеземсодержащего сырья 15-25 (RU 2376258 C1).

Недостатком известной массы является относительно низкие физико-механические характеристики силикатных изделий.

Задачей настоящего изобретения является получение стеновых силикатных изделий с более высокими показателями предела прочности и морозостойкости.

Указанная задача решается тем, что силикатная масса, включающая кварцевый песок, известково-кремнеземистое вяжущее, состоящее из молотой негашеной извести и молотого песка, содержит известково-кремнеземистое вяжущее, которое дополнительно включает песок с удельной поверхностью не менее 20000 см 2 /г, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

при следующем соотношении, мас.%:

кварцевый песок 66,0-85,0;

указанное известково-кремнеземистое вяжущее 15,0-34,0.

Также указанная задача решается тем, что силикатная масса, включающая кварцевый песок, известково-кремнеземистое вяжущее, состоящее из молотой негашеной извести и молотого песка, содержит известково-кремнеземистое вяжущее, которое дополнительно включает песок с удельной поверхностью не менее 20000 см 2 /г при следующем соотношении компонентов, мас.%: указанная известь 30,0-34,0; молотый песок 62,0-69,9; песок с удельной поверхностью не менее 20000 см 2 /г 0,1-4,0, а смесь дополнительно содержит пигмент при следующем соотношении компонентов, мас.%: кварцевый песок 65,9-85,0, указанное известково-кремнеземистое вяжущее 14,0-34,0, пигмент 0,1-1,0.

Кварцевый песок (65,9-85,0%) является одним из основных компонентов силикатной смеси. Добавление песка к известково-кремнеземистому вяжущему в количестве менее 65,9% ведет к образованию усадочных трещин в изделиях, снижению физико-механических характеристик кирпичей вследствие недостаточного количества заполнителя, а также к большему расходу известково-кремнеземистого вяжущего, что в свою очередь повышает стоимость готовых изделий. Содержание песка более 85% не приводит к получению изделий с пониженными показателями по теплопроводности и средней плотности.

Известково-кремнеземистое вяжущее в производстве силикатного кирпича получают совместным помолом негашеной извести с кварцевым песком. При автоклавной обработке при повышенной температуре и влажности это вяжущее способствует образованию низкоосновных гидросиликатов кальция, цементирующих зерна песка. Содержание в массе указанного вяжущего менее 14,0% обуславливает получение силикатных изделий относительно низких прочностных характеристик. Ввод известково-кремнеземистого вяжущего более 34% существенно не улучшает физико-механические характеристики готовых изделий и приводит к повышенным экономическим затратам.

Молотая негашеная известь является одним из компонентов известково-кремнеземистого вяжущего. Дозу извести в силикатной массе определяют по содержанию той ее активной части, которая будет участвовать в реакции твердения, то есть окиси кальция. Поэтому норму извести устанавливают в первую очередь в зависимости от ее активности. Ввод указанной извести менее 30,0% не обеспечит получения требуемой активности известково-кремнеземистого вяжущего, и, как следствие, силикатные изделия не обладают необходимыми прочностными свойствами. Содержание молотой негашеной извести более 34,0% повышает себестоимость и в то же время не оказывает положительного влияния на качество изделий.

Молотый песок является активной кремнеземистой добавкой, которая повышает гидравлическую активность вяжущего, улучшает зерновой состав смеси, заполняя пустоты между зернами кварцевого песка, повышает формовочные свойства смеси и прочность сырца. Содержание молотого песка менее 62,0% в известково-кремнеземистом вяжущем является недостаточным для полного связывания извести и образования максимального количества гидросиликатов кальция. Превышение содержания указанного песка более 69,9% ведет к уменьшению содержания молотой негашеной извести и снижению активности вяжущего.

Молотую негашеную известь и молотый песок получают методом измельчения в шаровой мельницы сухого помола.

В случае увеличения степени помола извести и песка физико-химические и технологические процессы протекают тем быстрее и полнее, чем больше их удельная поверхность в известково-кремнеземистом вяжущем. В качестве кремнеземистого компонента в известково-кремнеземистом вяжущем преимущественно используют кварцевый песок. Тонкий помол относительно дорог и требует большой затраты энергии, а значительное увеличение удельной поверхности не обеспечивает существенное повышение прочностных характеристик. Недостаточное измельчение песка и извести обуславливает получение готовых изделий с невысокой прочностью, что ограничивает использование кирпича в качестве конструктивного материала в строительстве. Обычно совместный размол осуществляют до удельной поверхности 3000-5000 см 2 /г (А.В.Волженский, Минеральные вяжущие вещества, Москва, Стройиздат, 1986, с.115).

Введение песка с удельной поверхностью не менее 20000 см 2 /г способствует повышению прочности и морозостойкости силикатных материалов, влияет на процессы структурообразования на наноуровне, создавая центры кристаллизации и активизируя процессы схватывания и твердения силикатной массы. Ввод указанного песка в силикатную массу менее 0,1% не оказывает заметного влияния на физико-механические показатели готовых изделий. При содержании данного компонента более 4,0% существенно повышается себестоимость изделий. Удельная поверхность дополнительно вводимого песка не менее 20000 см 2 /г обеспечивает получение исключительно прочного (марка М-300 и выше), низкопористого, цвето-, износо-, морозостойкого (более 75 циклов) и долговечного изделия.

Введение песка с удельной поверхностью менее 20000 см 2 /г не способствует повышению физико-механических показателей готовых изделий, не позволяет повысить марку изделий более 300 и получить кирпич с морозостойкостью выше 75 циклов.

Ознакомьтесь так же:  Верховная рада пенсия с 55

Зависимость физико-механических характеристик готовых изделий от степени удельной поверхности дополнительно вводимого песка приведена в таблице 1.

Сырьевая смесь для изготовления силикатных прессованных изделий

Владельцы патента RU 2614830:

Изобретение относится к производству силикатных прессованных изделий и стеновых материалов. Технический результат заключается в расширении сырьевой базы, увеличении сырцовой и автоклавной прочности, снижении расхода сырьевых материалов. Сырьевая смесь для изготовления силикатных прессованных изделий и стеновых материалов включает, мас. %, известково-кремнеземистое вяжущее 20-25, песок 70-60, дефекат – отход производства сахара 5-15. 1 табл.

Изобретение относится к производству строительных материалов для жилищного, гражданского и промышленного строительства, а именно к приготовлению сырьевой смеси для производства силикатных прессованных изделий и стеновых материалов.

Наиболее близким к заявленному изобретению составом того же назначения по совокупности признаков является состав сырьевой смеси (патент RU 2380332, МПК С04В 28/20) для изготовления силикатного кирпича, включающий (в мас.%) известково-песчаное вяжущее 30, песок 63-67, шлам кислородно-конверторного производства 3-7.

Известно, что в производстве силикатных прессованных изделий существуют две прочности: сырцовая и автоклавная. Сырцовая прочность определяет внешний вид изделия и его сохранность до постановки на тепловую обработку в автоклав и автоклавная прочность определяет его эксплуатационные свойства. Сырцовую прочность связывают с содержанием активных CaO+MgO в формовочной смеси, зерновым составом силикатной смеси, формовочной влажностью. Изготовление силикатных прессованных изделий, таких как силикатный кирпич, требует обеспечения сырцовой прочности не менее 0,35 МПа (Хавкин Л.М. Технология силикатного кирпича. М.: Стройиздат, 1982 г., с. 128).

Целью изобретения является расширение сырьевой базы, увеличение сырцовой и автоклавной прочности, снижение расхода сырьевых материалов.

Технический результат достигается тем, что смесь для изготовления силикатных прессованных изделий, содержащая известково-кремнеземистое вяжущее и кварцевый песок, дополнительно содержит порошок дефеката — отход производства сахара при следующем соотношении компонентов в мас.%: известково-кремнеземистое вяжущее 20-25, песок 70-60, дефекат — отход производства сахара 5-15.

Дефекат отобрали с производства сахара на участке обводнения. Анализ химического состава дефеката, мас.%: СаСО3 75-78, сахар 1,5-2, пектиновые вещества 1,5-1,8, безазотистые органические вещества 8-10, азотистые органические вещества 3,4-4,2, известь в виде солей разных кислот 1,2-1,8, прочие минеральные вещества (Al2O3, SiO2, Fe2O3, K2O, Na2O, CaSO4⋅2H2O и фосфорная кислота) 3,2-2,4. Минеральный порошок из осажденного карбонатсодержащего материала позволяет увеличить сцепление с поверхностью мелких и крупных зерен, увеличивая тем самым плотность, прочность и водостойкость.

Проведены испытания предлагаемой смеси.

Формовочная смесь готовилась на известково-кремнеземистом вяжущем, приготовленном из кальциевой негашеной извести состава И:К=1:1. В качестве кремнеземистого материала использовались:

— кварцевый песок ГОСТ 8736-93 с Мкр=1,37;

Формовочная смесь готовилась составов 1, 2, 3 (табл. 1). После гашения из смеси прессовали образцы одной высоты с усилием прессования 20 МПа/см 2 . На полученных образцах определяли сырцовую прочность. Прессованные образцы подвергали тепловой обработке в автоклаве при давлении 0,9 МПа по режиму 1,5+8+1,5. Результаты представлены в табл. 1.

Использование отхода производства сахара — порошка дефеката (осажденного карбоната кальция) в составе формовочной смеси в количестве 5-15% расширяет сырьевую базу, увеличивает прочностные показатели и снижает расход сырьевых материалов.

Сырьевая смесь для изготовления силикатных прессованных изделий, включающая известково-кремнеземистое вяжущее, кварцевый песок и добавку, отличающаяся тем, что она содержит в качестве добавки порошок дефеката – отход производства сахара при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Патенты автора — Баталин Б.С.

Страна — Россия (RU), количество патентов — 13, получены — 1991-2012

Автор владеет патентами в следующих областях 3 : ↑↓

  • C03 – Стекло; минеральная и шлаковая вата
  • C04 – Цементы; бетон; искусственные камни; керамика; огнеупоры
  • C08 – Органические высокомолекулярные соединения; их получение или химическая обработка; композиции на основе этих соединений

Компании, владеющие правами на патенты автора 1 : ↑↓

Изобретение относится к способу получения сухой строительной смеси для производства пенобетона и ее составу. Способ получения сухой строительной смеси для производства пенобетона включает раздельное приготовление смеси портландцемента с расчетной.

Настоящее изобретение относится к составу сульфатно-силикатного вяжущего и способу его получения из кислых гипсосодержащих, преимущественно, ангидритосодержащих отходов производств. Технический результат — повышение прочности и морозостойкости. В.

Изобретения относятся к промышленности строительных материалов, в частности к производству пенобетона. В способе получения сухой строительной смеси для производства пенобетона, включающем смешивание сухого минерального вяжущего, сухого мелкого.

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано для приготовления тяжелых бетонов повышенной морозостойкости и ячеистых бетонов. Органоминеральный цемент включает, мас.%: клинкер портландцементный молотый 73,5-92,5.

Изобретение предназначено для изготовления декоративных плит или плиток для облицовки стен, полов, ступеней тротуаров и других элементов зданий и сооружений. Техническая задача изобретения — создание экологически безопасного состава и способа его.

Настоящее изобретение относится к строительной технике, а именно к приготовлению состава для опалубки с использованием природного органического волокнистого материала. Изобретение может найти применение для строительства зданий монолитным способом или.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве эффективных теплоизоляционных бетонов. Техническим результатом является повышение стойкости и кратности пены пенообразователя для изготовления ячеистых бетонов и.

Настоящее изобретение относится к строительной технике, а именно к приготовлению строительных растворов с использованием пенообразователя на основе протеинового сырья животного происхождения, и может найти применение при изготовлении изделий.

Использование: получение деталей из поликапролактама. Может быть использовано, при производстве полов в животноводческих помещениях. Сущность изобретения: процесс проводят в открытой емкости, металлический натрий вводят при перемешивании раствора в.

Композиция может быть использована для изготовления облицовочных плит, отделочных слоев строительных изделий, несущих конструкций зданий, стеновых камней. Сущность: композиция, включающая вяжущее и заполнитель — ангидритовый щебень, в качестве вяжущего.

При создании нового изобретения, каждому автору следует незамедлительно зарегистрировать его в Роспатенте. Это даст ему право на дальнейшее распоряжение своим авторством в полной мере. Дело в том, что патентообладатель имеет немного.

После создания нового изобретения его авторы обязаны в скорые сроки зарегистрировать его в соответствующих органах. Только это даст им гарантию безопасности их детища.

Чтобы предотвратить случайное смешивание и спутывание товаров и услуг отечественного рынка, стала обязательной процедура их регистрации в соответствующем ведомстве. Таким учреждением является Роспатент, который и выдает соответствующую.

Чтобы получить все полномочия на дальнейшее распоряжение плодами своих трудов, необходима подача заявки на выдачу патента. Перед тем как это сделать следует.

Любые права на произведения должны соответствовать международным для того, чтобы выйти на всемирный рынок. Подобная необходимость строго ограничивать территории действия прав создателей возникла в далеком позапрошлом веке. Как раз в.

Сульфатно-силикатное вяжущее и способ его получения

Владельцы патента RU 2450989:

Настоящее изобретение относится к составу сульфатно-силикатного вяжущего и способу его получения из кислых гипсосодержащих, преимущественно, ангидритосодержащих отходов производств. Технический результат — повышение прочности и морозостойкости. В способе получения сульфатно-силикатного вяжущего, включающем нейтрализацию серной кислоты, содержащейся во фторангидрите, высокоосновным самораспадающимся ферросплавным шлаком с последующим охлаждением продукта нейтрализации до комнатной температуры и помолом, нейтрализацию осуществляют при температуре 350-450°С до достижения рН не менее 11,0, помол осуществляют до достижения удельной поверхности 400-450 м 2 /кг с добавкой шлама состава, мас.%: фтористый калий — KF — 10-15, хлористый калий — KCl — 65-70, фторорганические примеси — остальное, при следующем соотношении исходных компонентов, (мас.%): фторангидрит — 40-85, высокоосновный самораспадающийся ферросплавный шлак — 14-58, указанная добавка — 1-2. Сульфатно-силикатное вяжущее, полученное вышеуказанным способом. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 пр., 1 табл.

Изобретение относится к способам получения строительных вяжущих из кислых отходов ангидритоэмиссионных производств, производств, образующих гипсо- или ангидритосодержащие отходы, а также к неорганической химии, а именно — к способам нейтрализации кислых сульфатно-кальциевых отходов химических производств, например, из фторангидрита — кислого отхода реакции разложения плавикового шпата при производстве плавиковой кислоты или безводного фтористого водорода. При донейтрализации уже нейтрализванного введением извести отхода в воде образуются: фосфогипс, борогипс, фторогипс, хлорогипс, феррогипс, сернистый гипс, титаногипс, гидролизный гипс, цитрогипс, тартратогипс и прочие гипсовые отходы. Без донейтрализации соответственно фосфоангидрит, борангидрит, фторторангидрит, хлорангидрит, ферроангидрит и т.д.

Известен способ получения строительного вяжущего из кислых отходов сульфато-кальциевого производства, включающий нейтрализацию побочного продукта фтористоводородного производства — твердого фторангидритового отхода путем его смешения с нейтрализующим агентом — известняком (см., например, а.с. СССР №1794913, кл. С01В 11/06, 1993 г.). Данный продукт является пригодным в качестве отвала для размещения на открытой местности, а также в качестве добавки в цементной промышленности. Использование же его в качестве низкомарочного воздушного вяжущего (прочность на сжатие 4-5 МПа, низкие санитарные свойства, вследствие не полной нейтрализации отхода, а также повышенная склонность к объемным деформациям со временем после затворения в составе строительного изделия) остается пока крайне проблематичным.

Ознакомьтесь так же:  Образец заявления в куми о предоставлении земельного участка

Известен также способ получения вяжущего из фторангидрита, включающий нейтрализацию форангидрита основным металлургическим шлаком и донейтрализацию его известью до достижения рН водной вытяжки значений 9-10 (а.с. №1794914, …).

Однако при таком значении рН вяжущее нельзя применять для производства армированных изделий и конструкций, поскольку при таких значнениях неизбежна коррозия арматуры прямо в теле изделия (конструкции).

Наиболее близким к предложенному техническому решению является способ получения строительного вяжущего из кислых сульфатно-кальциевых отходов химических производств, например, из фторангидрита — отхода реакции разложения плавикового шпата при производстве плавиковой кислоты или безводного фтористого водорода, включающий твердофазовую нейтрализацию отхода самораспадающимся ферросплавным шлаком — отходом металлургического производства (см., например, патент РФ №2046097, кл. C01F 11/46, 1992 г.).

Данным изобретением решается задача нейтрализации побочного продукта производства фтористого водорода с возможностью получения из него вяжущего с улучшенными потребительскими свойствами, в том числе по прочности до 10-15 МПа и морозостойкости до 100 циклов.

Однако, как показал опыт многолетней эксплуатации строительных конструкций, полученных с использованием вяжущего по данному способу, полностью набравший прочность бетон со временем терял первоначальную форму с заметным увеличением объема, что неизменно влекло за собой выход из строя отдельных строительных сооружений, в частности — дорожных. Остро наблюдались проблемы и экологического характера, не позволившие решить на предприятиях г.Перми задачу организации массового производства строительного камня — стеновых блоков, которые также, со временем, претерпевали деформативные изменения. При рН, принятом в известном решении за наибольшую величину, в составе вяжущего остается еще некоторое количество свободной концентрированной серной кислоты, на вступающей химические реакции. При затворении вяжущего водой серная кислота разбавляется и становится реакционноспособной. Она взаимодействует с содержащимся в вяжущем выокоосновным шлаком и водой, образуя двуводный сульфат кальция. Эта реакция протекает с большим увеличением объема в точках расположения непрореагировавших ранее компонентов, что приводит к неравномерному распределению напряжений и сильной деформации изделий, вплоть до полного разрушения. Эти явления были зафиксированы при использовании вяжущего, изготовленного по патенту РФ №2046097.

Целью настоящего изобретения является создание: способа нейтрализации кислых сульфатно-кальциевых отходов химических производств с помощью отходов металлургических производств — высокоосновных шлаков, а также получения вяжущего из этих отходов, лишенного недостатков известного технического решения, то есть полное обеспечение его геометрической стабильности во времени после затворения и повышение технико-эксплуатационных и экологических характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения строительного вяжущего из кислых сульфатно-кальциевых отходов, например, из фторангидрита — отхода реакции разложения плавикового шпата при производстве плавиковой кислоты или безводного фтористого водорода, включающий твердофазовую нейтрализацию отхода высокоосновным самораспадающимся шлаком ферросплавного производства, после процесса твердофазовой нейтрализации которую осуществляют смешиванием отхода со шлаком при температуре около 350-450°С, производят донейтрализацию отхода с помощью помола до достижения удельной поверхности получаемого продукта не ниже 400 м 2 /кг до остатка на сите №008 не более 0,5%, а количество высокоосновного шлака принимают в пределах 14-58% по массе в зависимости от количества остаточной серной кислоты в поступающем на нейтрализацию отходе и достаточного для обеспечения водородного показателя (рН) получаемого продукта не ниже 11,0. При этом для снижения водопотребности и ускорения твердения вяжущего при помоле вводят добавку — шлам синтеза галоидного обмена в количестве 1-2%. Этот шлам представляет твердый порошкообразный продукт с рН 4,11, влажностью №,4%, не летучий. Раствормость в воде 59,6 г/л. Химический состав шлама (мас.%):

KF — 10-15 КСl — 65-70 фторорганические примеси — остальное. Шлам обладает пластифицирующими свойствами и одновременно служит минерализатром за счет содержания фтора. Роль минерализатора заключается в катализации кристаллизации гидросиликатов кальция, приводящей к повышению прочности затвердевшего вяжущего.

При первичной нейтрализации в массе отхода образуются плотные агрегаты шлака в виде прочных гранул размерам от 5 до 100 мм, содержащие концентрированную серную кислоту. В силу свойства концентрированной серной кислоты не вступать в химические реакции в гранулах нейтрализация не происходит. При сухом складировании отхода в отвале происходит медленное разрушение гранул из-за поглощения серной кислотой гигроскопической влаги из воздуха и продолжения ее нейтрализации с образованием двуводного гипса. При гидроудалении отхода в результате разбавления водой он целиком переходит в двуводный гипс.

Если от отхода, прошедшего первичную нейтрализацию, отсеять гранулы, то в его ставшемся тонкодисперсном составе практически останется один ангидрит, не способный к твердению с водой вообще и к гидравличскому твердению — тем более. При помоле гранулы разрушаются, в диспергированном состоянии происходит взаимодействие концентрированной серной кислоты со шлаком. В результате этой реакции происходит не только нейтрализация кислоты, но и активация кремнгезема шлака по реакции

Ортосиликат кальция, содержащийся в шлаке в гамма модификации, к твердению с водой не способен. В результате реакции с серной кислотой он превращается в псевдоволластонит CaO×SiО2, также не твердеющий с водой.

Образующися же при полной нейтрализации отхода гель кремнезема H2SiО2 в этом состоянии обладает высокой реакционной способностью и обеспечивает системе в целом способность к гидравлическому твердению.

Таким образом, при помоле нейтрализованного высокоосновным шлаком отхода необходимо производить помол до полного разрушения гранул и полной нейтрализации остаточной серной кислоты. Это достигается при удельной поверхности продукта помола не менее 400 м 2 /м 3 г и рН водной вытяжки не менее 11,0.

Выполнение условия достижения удельной поверхности получаемого продукта не ниже 400 м 2 /м 3 позволяет обеспечить максимально полное завершение твердохимических реакций нейтрализации сульфато-кальциевого отхода и обеспечить, тем самым, соответствие получаемого продукта требованиям действующих санитарных норм. Этот же признак позволяет придать получаемому продукту спсобность к гидравлическому твердению при последующем использовании в строительных технологиях в качестве вяжущего для бетона.

Обеспечение введения в отход при первичной нейтрализации не менее 15% от поступающего на твердофазовую нейтрализацию сульфато-кальциевого отхода позволяет организовать процесс его устойчивой нейтрализации и получение гидравлического вяжущего при низком содержании в отходе (1,6% по массе) серной кислоты.

Той же цели достигают при введении в отход при первичной нейтрализации 58% по массе высокоосновного шлака при высоком содержании в отходе (2,5% по массе) серной кислоты.

Обеспечение водородного показателя (рН) получаемого продукта не ниже 11,0 позволяет гарантировать устойчивость получения конечного продукта с характеристиками гидравлического вяжущего с высокими потребительскими свойствами по прочности, морозостойкости, а также коэффициенту размягчения.

Предлагаемое техническое решение может быть осуществлено следующим образом.

Пример 1. Исходные сырьевые материалы: фторангидрит — отход химического разложения плавикового шпата серной кислотой с содержанием серной кислоты 1,8-2,2% нейтрализовали самораспадающимся ферросплавным шлаком по ТУ 14-11-325-97 — отходом ОАО «Серовский завод ферросплавов» регламентируемым химическим составом, %: СаО 46; MgO 7-16; SiО2 24-32; Аl2O3 4-8; СrO 3-6. Нейтрализацию проводили при температуре 420°С. Количество высокоосновного шлака принимали в размере от 15 до 60%, в зависимости от содержания остаточной свободной серной кислоты в нейтрализованном отходе, что обеспечивало величину водородного показателя (рН) получаемого продукта в пределах 11,0-11,3. Процесс донейтрализации фторангидрита совместным помолом с добавкой вели в шаровой фарфоровой мельнице до достижения уровня удельной поверхности получаемого продукта 410 м 2 /м 3 и более. При помоле дополнительно вводили добавку шлама для снижения водопотребности и повышения прочности вяжущего.

Шлам вводили при помоле в количестве 1-2 мас.%.

К приготовленному конечному продукту — вяжущему добавляли воду в количестве порядка 0,3-0,4 его массы. После интенсивного перемешивания из полученной массы формовали образцы-балочки размерами 4×4×16 см. Затвердевшие образцы после хранения в течение 28 суток в воздушно-влажных условиях испытывались на прочность при сжатии и изгибе, морозостойкость и водостойкость.

Результаты испытаний проб полученного после помола вяжущего приведены в табл.1.

1. Способ получения сульфатно-силикатного вяжущего, включающий нейтрализацию серной кислоты, содержащейся во фторангидрите, высокоосновным самораспадающимся ферросплавным шлаком с последующим охлаждением продукта нейтрализации до комнатной температуры и помолом, отличающийся тем, что нейтрализацию осуществляют при температуре 350-450°С до достижения рН не менее 11,0, помол осуществляют до достижения удельной поверхности 400-450 м 2 /кг с добавкой шлама состава, мас.%: