Способ получения строительных изделий на основе кремнезема

 

Изобретение относится к производству строительных изделий, изготовленных на основе минеральных вяжущих из кремнеземистых материалов. Цель изобретения - исключение из технологического цикла тепловой обработки изделий и улучшение их физико-механических характеристик. Способ получения строительных материалов на основе кремнезема осуществляется следующим образом. В смеситель-гомогенизатор одновременно загружают высококонцентрированную вяжущую суспензию, песок и 30%-ный раствор хлористого кальция в соотношении 1: 8-1 и перемешивают в течение 2...7 мин. Из полученной смеси формуют изделия, которые оставляют твердеть при температуре 20^oC в течение 100...120 мин. После этого готовые изделия извлекают из форм и складируют. 1 табл.

Изобретение относится к производству строительных изделий, изготовленных на основе минеральных вяжущих из кремнеземистых материалов.

Известны способы получения строительных материалов на основе природных кварцевых песков кварцевая керамика /1, 2/.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения строительных материалов и изделий из кремнеземистых пород, включающий получение высококонцентрированной вяжущей суспензии (ВКВС), смешение ее с заполнителем, формование, сушку и спекание /3/.

Недостатком известного способа является длительная тепловая обработка изделий.

Целью изобретения является исключение из технологического цикла тепловой обработки изделий и улучшение их физико-механических характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что способ получения материалов на основе кремнезема осуществляют путем смешения высококонцентрированной вяжущей суспензии песка и 30%-ного раствора хлористого кальция в соотношении 1: 8: 1 в течение 2.7 мин. Затем из полученной смеси формуют изделия, которые для твердения оставляют в формах при температуре 20^oC на 100.120 мин. После этого набравшие прочность 70.80% изделия извлекают из форм и складируют.

Высококонцентрированная вяжущая суспензия получается в результате гомогенизирования песка, который в дальнейшем используется в качестве заполнителя. ВКВС или, иначе говоря, гомогенная система представляет собой совокупность двух фаз кремнезема Si(OH)₄ (фазу раствора и коллоидную фазу).

Адсорбируемый на поверхности системы кремнезема ион OH, повышая координационное число атома кремния более четырех, способствует ослаблению связи кислород-кремний, изменяя тем самым аддитивность параметров системы, с последующим образованием силикат-иона, переходящего в раствор. Процесс ускоряется установкой гомогенизации. Таким образом, песок полностью и достаточно быстро переходит в гомогенную кремнеземистую систему (ВКВС).

При pH намного ниже 11 силикат-ионы гидролизуются с образованием молекулы растворимого кремнезема Si(OH)₄ и OH-ионов. Этот процесс идет непрерывно, обусловливая растворение SiO₂.

Далее ВКВС перемешивают с песком и 30%-ным раствором хлористого кальция.

Пример. При осуществлении способа в качестве кремнеземосодержащего материала использовался речной днепровский песок. В смесителе-гомогенизаторе первой ступени получали гомогенную систему (ВКВС), которая через дозаторы подавалась в смеситель-гомогенизатор второй ступени, куда одновременно с ВКВС подавался днепровский песок, который ранее использовался для приготовления ВКВС, и 30%-раствор хлористого кальция в количестве: ВКВС 12 кг Песок 75 кг CaCl₂ 13 кг Время перемешивания равнялось времени движения смеси по шнеку и конусам до выхода готовой смеси и составило 4,5 мин.

Полученная формовочная смесь поступала в бункер, а оттуда разливалась в формы. В формах готовые изделия находились при естественной температуре (20^oC) в течение 115 мин. Затем изделия извлекались из форм и испытывались.

В таблице представлены результаты испытаний готовых изделий после твердения в течение указанного времени и при указанной температуре.

Из данных, приведенных в таблице, видно, что получение строительных материалов предлагаемым способом обеспечивает высокие прочностные свойства изделий без специальной тепловой обработки.

Данный способ отличается простотой получения вяжущего, доступностью всех ингредиентов, а значит, и дешевизной с сохранением достаточно высоких эксплуатационных физико-механических характеристик.

В отличие от существующих способов данный способ не требует специальной обработки изделий.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает достижение цели предлагаемого изобретения.

Формула изобретения

Способ получения строительных изделий на основе кремнезема, включающий приготовление высоконцентрированной кварцевой вяжущей суспензии, смешение ее с электролитом и с заполнителем, формование изделий из полученной смеси литьем в формы и сушку изделий, отличающийся тем, что смешивание высококонцентрированной кварцевой вяжущей суспензии с песком и электролитом в соотношении 1 8 1 соответственно осуществляют в смесителе-гомогенизаторе при их одновременной загрузке, при этом в качестве электролита используют 30%-ный раствор хлористого кальция и перемешивание ведут в течение 2 7 мин, а сушку производят в формах в течение 100 120 мин при 20^oС, после чего готовые изделия извлекают из форм и складируют.

РИСУНКИ

Рисунок 1