Глинофосфатный материал
Владельцы патента RU 2308432:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербугский государственный университет путей сообщения" (RU)
Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано при производстве строительных блоков. Технический результат - создание глинофосфатного материала, с повышенной прочностью при сохранении водостойкости. Глинофосфатный материал, содержащий суглинок, железосодержащий отход металлургического производства с остатком на сите №008, содержащий оксид Fe (II) 7-11 мас.%, ортофосфорную кислоту плотностью 1,24-1,25 г/см3, дополнительно содержит отход производства кристаллического кремния состава, мас.%: SiO2 90,0-94,0, Fe2О3 1-3, CaO 0,7-1,4, MgO 0,2-0,4, Na2O+K2O 0,1-0,5, Al2О3 0,7-1,5, SO2 до 0,09, SiC до 3, при следующем соотношении компонентов, мас.%: суглинок 60-63, указанный железосодержащий отход 4-8, указанный отход производства кристаллического кремния 10-15, ортофосфорная кислота плотностью 1,24-1,25 г/см3 остальное. 1 табл.
Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано при производстве строительных блоков.
Известны материалы на основе глин, суглинков, фосфорной кислоты и добавок - оксидов d-металлов. (Латутова М.Н., Сватовская Л.Б., Чибисов Н.П. и др. Физико-химические особенности твердения ГЛИНФов и АЛЮМФов - Л.: Стройиздат, "Цемент" №10, 1990, с.11-12). Указанные известные глинофосфатные материалы твердеют на воздухе и являются водостойкими.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является выбранный за прототип глинофосфатный материал следующего состава (мас.%):
| суглинок | 71-74 |
| железосодержащий отход | |
| металлургического производства | |
| с остатком на сите №008, | |
| содержащий оксид Fe(II) 7-11 мас.% | 5-7 |
| ортофосфорная кислота | |
| плотностью 1,24-1,25 г/см3 | остальное |
(Патент RU №2148563, С04В 28/34, 10.05.2000).
Недостатком указанного глинофосфатного материала является низкая прочность.
Задачей изобретения является создание нового глинофосфатного материала с повышенной прочностью при сохранении водостойкости.
Решение этой задачи достигается тем, что глинофосфатный материал, содержащий суглинок, железосодержащий отход металлургического производства с остатком на сите №008, содержащий оксид Fe(II) 7-11 мас.%, ортофосфорную кислоту плотностью 1,24-1,25 г/см3, дополнительно содержит отход производства кристаллического кремния с остатком на сите №008, содержащий, мас.%: SiO2 90,0-94,0, Fe2О3 1-3, CaO 0,7-1,4, MgO 0,2-0,4, Na2О+K2O 0,1-0,5, Al2О3 0,7-1,5, SO2 до 0,09, SiC до 3, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| суглинок | 60-63 |
| железосодержащий отход металлургического | |
| производства с остатком на сите №008, | |
| содержащий оксид Fe(II) 7-11 мас.% | 4-8 |
| указанный отход | 10-15 |
| ортофосфорная кислота плотностью | |
| 1,24-1,25 г/см3 | остальное |
Новым по сравнению с прототипом для повышения прочности материала является использование отхода производства кристаллического кремния с остатком на сите №008, содержащим мас.%: SiO2 90,0-94,0, Fe2O3 1-3, CaO 0,7-1,4, MgO 0,2-0,4, Na2O+К2О 0,1-0,5, Al2О3 0,7-1,5, SO2 до 0,09, SiC до 3.
Изготовление материала
Смесь, состоящую из суглинка, железосодержащего отхода металлургического производства с остатком на сите №008 5-7%, содержащего оксид Fe(II) и отход производства кристаллического кремния Братского алюминиевого завода с остатком на сите №008, содержащим, мас.%: SiO2 90,0-94,0, Fe2O3 1-3, CaO 0,7-1,4, MgO 0,2-0,4, Na2O+К2О 0,1-0,5, Al2О3 0,7-1,5, SO2 до 0,09, SiC до 3 перемешивают и затворяют ортофосфорной кислотой плотностью 1,24-1,25 г/см3. Используют следующие материалы: железосодержащий отход следующего основного состава, мас.%: FeO - 96; CuO - 0,1; Al2О3 - 0,4; Мо3O4 - 0,1; NiO - 0,2; SiO2 - 2,0; Cr2О3 - 0,3; С - 0,3; суглинок; ортофосфорную кислоту плотностью 1,24-1,25 г/см3.
После затвердевания на воздухе получается водостойкий глинофосфатный материал с повышенной прочностью, который можно использовать в строительстве.
Для определения модуля крупности мелкая фракция железосодержащего отхода металлургического производства и мелкая фракция отхода производства кристаллического кремния с размерами частиц менее 5 мм подвергались рассеву на стандартном наборе сит по ГОСТ 8735-88.
Прочность материалов определяется по ГОСТ 10180.
Примеры составов и результаты испытаний представлены в таблице.
Анализ таблицы показывает, что дополнительное использование отхода производства кристаллического кремния, с остатком на сите №008, содержащим, мас.%: SiO2 90,0-94,0, Fe2О3 1-3, CaO 0,7-1,4, MgO 0,2-0,4, Na2O+К2О 0,1-0,5, Al2О3 0,7-1,5, SO2 до 0,09, SiC до 3, дает возможность повысить прочность глинофосфатного материала по сравнению с прототипом.
| Таблица | ||
| Состав материала, мас.% | Прочность при сжатии, МПа, после водонасыщения | |
| Суглинок | 60 | |
| Железосодержащий отход металлургического | ||
| производства с остатком на сите №008, | ||
| содержащий оксид Fe(II) (7-11 мас.%) | 4 | 11,7 |
| Отход производства кристаллического кремния, | ||
| содержащий, мас.%: | ||
| SiO2 - 94,0, Fe2O3 - 1, CaO - 0,7, | ||
| MgO - 0,3, Na2O+К2O - 0,4, | ||
| Al2О3 - 1,2, SO2 - 0,05, SiC - 2,35 | 10 | |
| Ортофосфорная кислота | ||
| плотностью 1,24 г/см3 | 26 | |
| Суглинок | 61 | |
| Железосодержащий отход металлургического | ||
| производства с остатком на сите №008, | ||
| содержащий оксид Fe(II) (7-11 мас.%) | 6 | 11,8 |
| Отход производства кристаллического кремния, | ||
| содержащий, мас.%: | ||
| SiO2 - 93,0, Fe2О3 - 2, CaO - 1,2, | ||
| MgO - 0,2, Na2O+К2O - 0,1, | ||
| Al2O3 - 0,7, SO2 - 0,09, SiC - 2,71 13 | ||
| Ортофосфорная кислота | ||
| плотностью 1,245 г/см3 | 20 | |
| Суглинок | 63 | |
| Железосодержащий отход металлургического | ||
| производства с остатком на сите №008, | ||
| содержащий оксид Fe(II) (7-11 мас.%) | 8 | 12,0 |
| Отход производства кристаллического кремния, | ||
| содержащий, мас.%: | ||
| SiO2 - 90,11, Fe2O3 - 3, CaO - 1,4, | ||
| MgO - 0,4, Na2O+К2O - 0,5, | ||
| Al2О3 - 1,5, SO2 - 0,09, SiC - 3 | 15 | |
| Ортофосфорная кислота | ||
| плотностью 1,25 г/см3 | 14 | |
| Суглинок | 71-74 | |
| Железосодержащий отход металлургического | ||
| производства с остатком на сите №008, | 9,0 | |
| содержащий оксид Fe(II) (7-11 мас.%) | 5-7 | |
| Ортофосфорная кислота | ||
| плотностью 1,24-1,25 г/см | остальное |
Глинофосфатный материал, содержащий суглинок, железосодержащий отход металлургического производства с остатком на сите №008, содержащий оксид Fe (II) 7-11 мас.%, ортофосфорную кислоту плотностью 1,24-1,25 г/см3, отличающийся тем, что он дополнительно содержит отход производства кристаллического кремния состава, мас.%: SiO2 90,0-94,0, Fe2О3 1-3, CaO 0,7-1,4, MgO 0,2-0,4, Na2O+K2O 0,1-0,5, Al2О3 0,7-1,5, SO2 до 0,09, SiC до 3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Суглинок | 60-63 |
| Железосодержащий отход металлургического | |
| производства с остатком на сите № 008, | |
| содержащий оксид Fe (II) 7-11 мас.% | 4-8 |
| Указанный отход производства кристаллического | |
| кремния | 10-15 |
| Ортофосфорная кислота плотностью | |
| 1,24-1,25 г/см3 | Остальное |
