Способ получения пористой силикатной массы

 

Изобретение относится к производству строительных материалов на силикатной основе и может быть использовано в строительной , горной и других отраслях промышленности . Способ получения пористой силикатной массы заключается в том, что гидроксид натрия смешивают t материалом , содержащим кремнезема более 40% при нагревании до температуры 100-120°С, полученную силикатную массу высушивают с последующим ее помолом до тонкости порошка 50-150 мк, смешивают с порошком металлического кремния с тонкостью помола 20-60 мк и смачивают расчетным количеством воды. Прочность полученного материала 2,28-2,86 МПа. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 04 В 40/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4835224/33 (22) 08.06.90 (46) 30.12.92. Бюл. М 48 (71) Научно-исследовательский проектно- конструкторский и технологический институт бетона и железобетона Госстроя СССР (72) С.Н. Чу-Сан-Да и Б.А, Крылов (56) Авторское свидетельство СССР

N 560856, кл. С 04 В 28/24, 1977;

Горлов Ю.П. и др. Технология теплоизоляционных материалов, М.: Стройиздат, 1980, с.340-346. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОЙ СИЛИКАТНОЙ МАССЫ

Изобретение относится к производству строительных теплоизоляционных материалов на силикатной основе -и может найти применение в строительстве при утеплении. уже возведенных сооружений посредством торкретирования или изго товлении теплоизоляционных изделий, в горном деле при сооружении воздушных заслонов в шахтах и других отраслях промышленности.

Известен способ получения высокопористого силикатного материала ца основе водных растворов силиката натрия (жидкого стекла) в результате реакции, происходящей при взаимодействии металлического креМния с жидким стеклом с выделением водорода.

Существенные недостатки этих композиций связаны с технологическими особенностями жидкого стекла; так как оно

„„, «>Ц„„1784613 А1 (57) Изобретение относится к производству строительных материалов на силикатной основе и мо>кет быть использовано в строительной, горной и других отраслях про- мышленности. Способ получения пористой силикатной массы заключается в том, что гидроксид натрия смешивают С материа-" лом, содержащим кремнезема более 40% при нагревании до температуры 100 — 120 С, полученную силикатную массу-высуш«йвают с последующим ее помолом до тонкости порошка 50 — 150 мк, смешивают с порошком металлического кремния с тонкостью помола 20-60 мк и смачивают расчетным количеством воды. Прочность полученного материала 2;28-2,86 МПа. 1 табл. содержит около 50% водй (что увеличивает транспортные расходы) и склонно к измененик> своих химических и физико-химических свойств в йроцессе хранейия. Получение растворов силйката натрия непосредственно на месте производства работ требует специального оборудования и больших энергозатрат, что значительно усложняет технологию, а в отдельных районах — нерентабельно, Наиболее близким к предлагаемому является способ приготовления пористых силикатных материалов на основе аморфного оксида кремния (диэтомита, трепела и др.), гидроксида натрия, металлического кремния и воды:

2Na0H+nSiOz "" NazO nSiOz+HzO, Si+2NaOH+ НгО - NazOSiOz+ 2Hz

1784613

В присутствии следов щелочи, играющей роль катализатора, кремний вытесняет водород также и из воды. Эта реакция идет .в две стадии:

Щепочь растворяет кремний

Si+2Na0H+ ЬО- NazOS10z+2Hz ф ф

Образовавшееся растворимое стекло подвергается гидролизу 10

NazOSi02+ 2H20 = H2SlOa+ 2NaOH

25 используются водные растворы жидкого стекла и гидроксида натрия, что требует специального оборудования:и больших энергозатрат для перемешивания водйой суспейэии и закачки вспенивающейся композиции в полость или форму, Недостатком

30 данного способа является также то; что вод ная суспензия, которая используется для приготовления пористого силикатного материала, имеет ограниченный срок годности, в процессе хранения она изменяет свои химические и физико-химические свойства

При перевозках водной суспенэии увеличи ваются транспортные расходы, так как содержайие воды в суспензии около 50/,.

Существенным недостатком известного способа является также и то, что пористые

Силйкатныематерйалы получаются невлагостойкими, Целью изобретения является "увеличение прочности пористых силикатных мате- 45 риалов.

Поставленйая цель достигается тем, что материал с содержанием кремнезема

40 ), смешивают с растворбм гидроксида натрия при температуре 100-120ОС пол- 50 ученную Силикатную массу высушивают с последующим помолом до тонкости порошка 50-150 мк, смешивают с порошком металлического кремния с тонкостью помола 20 — 60 мк и смачивают расчетным количеством воды

Способ осуществляют следующим образом.

В заводских условиях изготавливают порошкообразный компонент, для чего

Полученная в результате гидролиза щелочь взаимодействует с новыми порциями 15 кремния с выделением водорода.

Получаемые по этому способу пористые силикатные матерйалы не горючи, имеют

- сравнйтельно невысокую объемйую массу:

350 — 400 кг/мэ, прочность,на сжатие 0,06.— 20

0,08 МПа, К существенным йедостаткам этбго спо- соба относится то, что к технологии получения пористых силикатных материалов

500 мас.ч. гидроксида натрия смешивают с

500 мас.ч. воды и полученный раствор в количестве 153 мас.ч. разогревают до 90100ОС, после этого в разогретый раствор добавляют 130 мас.ч. сухой диатомитовой глины, т.е, природного гидроксида кремния; смесь доводят до температуры 100-120 С, высушивают и измельчают до крупности ча- . стиц — 50...150 мк (полученный компонент может быть использован как вяжущее вещество для получения бетона)..

Второй порошкообразный компонент приготавливают измельчением металлического кремния до крупности частиц—

20...60 мк, Уранить оба компонента можно только раздельно друг от друга.

При получении пористых силикатных материалов первый компонент в количестве 206,5 мас;ч. нужно соединить со вторым. компонентом в количестве 26,0 мас,ч, и залить водой в количестве 76;5 мас,ч, В течение 5 ч при нормальных условиях смесь вспенивается, а через. сорок часов окончательно высыхает. Кратность пенопласта достигает 15., .

Процесс вспенивания протекает с выделением тепла, которое способствует быстрейшему высыханию получаемого материала, Для придания влагостойкости пористо-:

tviy силикатному материалу, на основе диа- томитовых глигн его после вспенивания смачивают в растворах солей или в кисло-. тах, или выдерживают в парах соляйой кислоты или выдерживают при температуре

100...200 С в течение 1.;.4 ч, После высыханйя пористый силикатный матерйал счйта- ется готовым к применейию, Образцы, полученные по предлагаемой технологии, имеют следующие характери-. стики: плотность 350-620 кг/M; йрочностьна сжатие 0,833-4 824 МПа; не горючи, после обработки в кислой среде или температурной влагостойкости.

Пористый силикатный материал может изготавлйваться по предлагаемой технологии также и из отходов производства, т.е. кеков или зол ТЭЦ, содержащих более 40% двуокиси кремния. По вйшеизложенной технологии в 15,3 мас.ч, разогретого 50-:: процентного раствора гидроксида натрия вносят 15 мас,ч. кеков. Для получения порошкообразного компонента на основе iceков смесь доводят до температуры

100-120 С, высушивают и измельчают до крупности частиц,- не превышающей 50150 мк.

Результаты испытания образцов представлены в таблице.

1784613

Формула изобретения

Способ получения пористой силикатной массы, включающий смешение раствора гидроксида натрия с кремнесодержащим компонентом при нагревании, введение в силикатную массу порошка металлического кремния для вспенивания, о т л и ч а ющ и и С я тем, что, с целью повышения прочности пористых силикатных материа10 количеством воды.

8, МПа

Количество воды, мас., ч га пгп

Температура разогрева силикатной массы, вС

Тонкость Количество помола ме- порошка таллическо- сипикатн. го кремния массы, мас., ч

Количество

Кремнесодержащий материал

Тонкость помола си ликат. мас сы. мк

Количество л л порошка металлич кремния, мас.. ч

0.76

2;2

0,27

20 60

ЯО

42,6

Зола ТЭЦ

37,8

0,28

0.28

2,0 г,о

0,77

0,77

2.07

Диатомнто.еые глины

0.26

2.07

0,26

0,77

38.6

07Т

2,07

0,26

Продолжение таблицы ге и/и

Количество лоро(лка металпич.

К ремнесодержащий материал

Рси, МПа

Температура разогрева

Количество

Тонкость Тонкость помола си- помола мепикат. мас- таллическосы. мк го кремнил

Количества воды. мас., ч

Количество порошка сипикатн. массы, мас., ч.силикатной массы.

Ос кремния, мас., ч

Отходы металлургической промышь пенности (каки) 2.27

0.30

0.77

2,27

0,77

0.30

36.2

2;27

030 ..

0.77

Э

43,8

Прототип

100

500 (-18 атм) 720 (22атн) 2.27

0.30

0.80

1,24

l.22

41,6

100

500 (- 18 атм) 700 г» 22 атм

2.07

077

2,26

0.64

1, 12

1.08

Примечание. Гра077; относящуюся к прототипу. слплует читать Количество силикатной мпссн, часть (сухая масса).

130 t 00

1!О!

110

1 20

120 I 10

50.

I50

100

1 60

100

150 .

f00

50, 150

60 .20

20 60

40 лов, в качестве кремнеземсодержащего компонента используют материал с c:ñ.. держанием кремнезема более 40 . нагревание осуществляют до 100 — 120 C, полученную силикатную массу высушивают с поспедую(зим помолом до тонкости порошка 50-100 мк, смешивают с порошком металлического кремния с тонкостью помола 20-80 мк и смачивают:расчетным

2.28

2.28.. 2.34

Материал рассыпается

2,20

224

2,18 2.20

2,22

Матернзл рассыпается

272

2,77

2.82

Материал рассыйаетсл

2,56

2,68

2,69

2,66

2.52

Материал рассыпается

2.86

2,92

2.94

Материал рассыпается

2,62

2,58

2.80

2.78

2,78

Материал рассыпается