Композиционный теплоизоляционный негорючий материал

Изобретение относится к области производства строительных материалов, конкретно к получению композиционных теплоизоляционных негорючих заполнителей, используемых в качестве негорючих утеплителей в различных конструкциях и элементах зданий и строительных сооружений. Композиционный теплоизоляционный негорючий материал, полученный из вяжущего и гранулята заполнением формы смесью компонентов, вибрированием, выдержкой, термической обработкой, где используют в качестве вяжущего жидкое натриевое стекло с кремнефтористым натрием, тонкоизмельченным серпентинитом и тетрафурфурилоксисиланом, в качестве гранулята - пеностеклокерамический гранулят фракции 1-5 мм, изготовленный гранулированием и вспениванием порошкообразной шихты, полученной перемешиванием при 50-70°С водного раствора едкого натра с трепелом, диатомитом, опокой и углеродсодержащим газообразователем и вспениванием этой гранулированной смеси при 800-850°С, и осуществляют указанное заполнение перемешанной до однородного состояния смесью указанных компонентов, вибрирование - в течение 5-7 мин, выдержку в форме - 1,5 - 2 часа, термическую обработку - при 80-100°С в течение 1 - 2 часов при следующем соотношении указанных компонентов, мас.ч.: пеностеклокерамический гранулят фракции 1-5 мм 80-190, жидкое натриевое стекло 100, кремнефтористый натрий 16-18, тонкоизмельченный серпентинит 11-13, тетрафурфурилоксисилан 2-3. Технический результат – улучшение свойств материала. 2 табл.

 

Изобретение относится к области получения гранулированных теплоизоляционных негорючих материалов на основе легких закрыто-ячеистых заполнителей и может найти применение в строительстве при утеплении и звукоизоляции различных конструкций и элементов зданий и сооружений - стен, перегородок, мансард, лоджий, полов, потолков непосредственно на строящемся объекте, в том числе на основе неорганических несгораемых и экологически чистых эффективных материалов.

Изобретение относится к технологии изготовления строительных материалов и изделий из композиционных материалов на основе различных фракций гранулированного пеностекла, обладающего высокими теплоизоляционными свойствами и одновременно конструкционной прочностью, экологической безопасностью, в отличие от других теплоизоляционных материалов (керамзиты, пенопласты, пенополистиролы, минераловатные и шлаковатные утеплители), а также к способу его изготовления с использованием жидкого стекла в качестве вяжущего. Более конкретно, изобретение касается неорганических теплоизоляционных негорючих материалов и изделий на основе гранулированного пеностекла, распределенного в жидкостекольной матрице, характеризующихся низкими значениями объемного веса и абсолютной негорючестью.

Известны способы получения теплоизоляционных материалов на основе пеностекла с применением цементных вяжущих. Так, например, в патенте RU 2079473 раскрыт композиционный материал, получаемый путем последовательного перемешивания мелкого и крупного заполнителей, горячего керамзитового гравия в количестве 30-35% от объема крупного заполнителя, цемента и воды. Прочность при сжатии получаемого строительного материала составляет величину порядка 20 МПа. Экономическая эффективность известного способа заключается в том, что он позволяет исключить операцию тепловой обработки. Известный материал имеет сравнительно высокий объемный вес (900-1200 кг/м3) и сравнительно высокую теплопроводность в условиях эксплуатации (0,19-0,24 Вт/м⋅К).

Известен из патентов RU 2082695 и RU 2082696 композиционный строительный материал на основе цемента и добавок в виде гранул полистирола и поверхностно-активных веществ. Материал обладает высокой теплоизоляционной и конструкционной надежностью. Способ получения известного материала включает приготовление смеси гранул полистирола, цемента, поверхностно-активных веществ, укладку в форму и термообработку.

Недостаток известного материала состоит в технологических трудностях получения материала со стабильными свойствами: при пропаривании смеси под действием температуры заполнитель из органического полистирола деформируется, кроме того, он не долговечен, что приводит к потере требуемых физико-механических свойств в процессе многолетней эксплуатации.

Известна сырьевая смесь для изготовления пористого заполнителя при производстве легких бетонов и теплоизоляционных засыпок, раскрытая в патенте RU 2105735, состоящая из кремнистой породы (трепел, диатомит, опока), концентрированный щелочной отход производства аскорбиновой кислоты, образующийся на стадии получения диацетонсорбазы в виде водного раствора, содержащего щелочь, моноацетонсорбозу и диацетонсорбозу 20-25.

Свойства заполнителя: насыпная плотность 400-500 кг/см3, прочность 2,5-4,5 МПа. Несмотря на небольшую насыпную плотность, известна их низкая водостойкость и невысокая стойкость к агрессивным материалам, что всегда вызывает трудности при производстве строительных материалов, рассчитанных на многолетний срок службы.

Наиболее близким к прототипу является композиционное конструкционно-теплоизоляционное изделие, описанное в патенте RU 2278847. Известное изделие включает: цемент и гранулированное пеностекло фракции 10-40 мм и фракции 50-1500 мкм, распределенное в цементной матрице, при следующем соотношении указанных компонентов, об. %: пеностекло фракции 10-40 мм 70-80, пеностекло фракции 50-1500 мкм 10-22, цементная матрица 8-10.

Пеностекло указанных фракций изготовлено гранулированием и вспениванием порошкообразной шихты, полученной перемешиванием при температуре не выше 70°С 30-70 мас. % водного раствора силиката натрия и/или калия с тонкоизмельченными стеклобоем и углеродсодержащим газообразователем, термообработкой этой смеси при температуре 450-550°С до полного удаления воды, в том числе и химически связанной, и измельчением ее после охлаждения. Композиционный материал получают из смеси пеностекла в виде двух фракций различного гранулометрического состава и цемента с водой после ее формования и твердения при термообработке паром.

Получаемые таким образом изделия характеризуются невысокими значениями плотности и достаточно низкой теплопроводностью, но полный набор прочности наступает через 8-10 суток, несмотря на обработку паром и в процессе эксплуатации постепенно возникает щелочносиликатная коррозия, которая при воздействии на легкие бетоны подвергает их расширению и деформации с образованием трещин в строительных конструкциях.

Задачей изобретения является изготовление композиционного, негорючего теплоизоляционного изделия из неорганических материалов на основе пеностеклокерамического гранулята с заданными, регулируемыми теплоизоляционными и конструкционными свойствами, не зависящими от состава используемого при получении пеностеклокерамического гранулята. Кроме того, задачей изобретения является расширение сырьевой базы для изготовления строительных изделий на жидкостекольном вяжущем и пористых заполнителях, характеризующихся требуемым сочетанием теплоизоляционных и прочностных характеристик.

Поставленная задача решается за счет того, что в композиционном негорючем теплоизоляционном изделии, включающем жидкое натриевое стекло, кремнефтористый натрий, серпентинит, тетрафурфурилоксисилан и пеностеклокерамический гранулят, распределенный в жидкостекольной матрице, использован пеностеклокерамический гранулят фракции 1-5 мм, при следующем соотношении указанных компонентов, мас.ч.:

Пеностеклокерамический гранулят фракции 1-5 мм 80-190
Жидкое натриевое стекло 100
Кремнефтористый натрий 16-18
Тонкоизмельченный серпентинит 11-13
Тетрафурфурилоксисилан 2-3

причем пеностеклокерамический гранулят указанных фракций изготовлен гранулированием и вспениванием порошкообразной шихты, полученной перемешиванием при температуре не выше 50-70°С водного раствора едкого натра с тонкоизмельченными широко распространенными кремнийсодержащими породами, скопившимися в местах древних донных отложений (трепел, диатомит, опока и т.д.) и углеродсодержащим газообразователем, вспениванием этой гранулированной смеси при температуре 800-850°С и охлаждением.

В качестве связующего был выбран за основу традиционный состав на основе жидкого натриевого стекла по ГОСТ 13078-81 с плотностью 1,45 г/см3. С учетом его низкой себестоимости, крупнотоннажном производстве в РФ и хорошо изученных недостатков, но при этом позволяющих получать негорючие материалы.

В качестве отверждающего агента для жидкого натриевого стекла применяется хорошо себя зарекомендовавший отвердитель кремнефтористый натрий. Для придания композиционному изделию водостойкости и необходимой вязкости при приготовлении состава перед заполнением формообразующих поверхностей применяется тонкоизмельченный серпентинит (отход производства хризотолового асбеста). Такие отходы в большом количестве имеются на Киенбаевском месторождении в Оренбургской области и Баженовском месторождении в Свердловской области. В количественном соотношении химический состав серпентинитов данных месторождений представлены в таблице 1, в мас. %:

Согласно научно-техническим данным, полученным из литературных источников: Фиговский О.Л., Бейлин Д.А. Наноструктурированный силикатный полимербетон // Вестник МГСУ. 2014. №3. С. 197-204, лучший результат в увеличении физико-механических свойств связующих на базе жидкого натриевого стекла дает добавка тетрафурфурилоксисилана, полученная путем этерификации этилсиликатов фурфуриловым спиртом, изложенная в патенте RU 2035462. Существенное увеличение прочности, термо- и огнестойкости силикатной матрицы достигается путем введения в композицию тетрафурфуриловых сложных эфиров ортокремневой кислоты. Эффект достигается за счет упрочнения контактов между глобулами силикагеля и модификации щелочного компонента благодаря «прививке» фуранового радикала. Введение в связующее добавки тетрафурфурилоксисилана приводит к образованию наночастиц SiO2 и фурфурилового спирта, который заполняет матрицу и формирует сетчатый полимер. Эти частицы действуют как центры кристаллизации и зародышеобразования. Добавление тетрафурфурилоксисилана увеличивает механическую прочность и химическую стойкость жидкостекольного связующего в целом.

Таким образом, в процессе изготовления по ниже приведенным в таблице 2 примерам негорючих теплоизоляционных изделий были получены следующие характеристики:

При использовании способа изготовления композиционного негорючего теплоизоляционного изделия форма заполняется тщательно перемешанными до однородного состояния составами по примерам 3, 4, 5, 6, затем проводится вибрирование в течение 5-7 мин и происходит выдержка в форме 1,5-2 часа. После выдержки до распалубочной прочности изделие извлекается из формы и подвергается термической обработке для окончательного отверждения при температуре 80-100°С в течение 1-2 часов. Готовое изделие характеризуется на следующие сутки и обладает хорошей водостойкостью, абсолютной огнестойкостью, достаточной прочностью, низкой теплопроводностью и небольшими значениями плотности.

Подбор состава компонентов формовочной смеси при производстве композиционного изделия осуществлялся эмпирическим путем, исходя из условия получения образцов необходимой плотности при необходимой прочности и теплопроводности. В результате было определено необходимое соотношение между фракциями пеностеклокерамического гранулята и содержанием остальных компонентов жидкостекольной матрицы. Изготавливаемые по изобретению изделия могут быть использованы при производстве мелкоштучных и крупных блоков, наружных ограждающих панелей и перегородок, а также других строительных конструкций, в том числе сложной геометрической формы, с повышенными теплоизоляционными и негорючими свойствами с низкими значениями объемного веса.

Композиционный теплоизоляционный негорючий материал, полученный из вяжущего и гранулята заполнением формы смесью компонентов, вибрированием, выдержкой, термической обработкой, отличающийся тем, что используют в качестве вяжущего жидкое натриевое стекло с кремнефтористым натрием, тонкоизмельченным серпентинитом и тетрафурфурилоксисиланом, в качестве гранулята - пеностеклокерамический гранулят фракции 1-5 мм, изготовленный гранулированием и вспениванием порошкообразной шихты, полученной перемешиванием при 50-70°С водного раствора едкого натра с трепелом, диатомитом, опокой и углеродсодержащим газообразователем и вспениванием этой гранулированной смеси при 800-850°С, и осуществляют указанное заполнение перемешанной до однородного состояния смесью указанных компонентов, вибрирование - в течение 5-7 мин, выдержку в форме - 1,5-2 часа, термическую обработку - при 80-100°С в течение 1-2 часов при следующем соотношении указанных компонентов, мас.ч.:

Пеностеклокерамический гранулят фракции 1-5 мм 80-190
Жидкое натриевое стекло 100
Кремнефтористый натрий 16-18
Тонкоизмельченный серпентинит 11-13
Тетрафурфурилоксисилан 2-3



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области строительства и предназначено для покрытия скоростных трасс, аэродромов, площадок различного назначения, требующих высокой прочности покрытий, для ремонта дорожных покрытий, нанесения разметки на дорожные покрытия, а также для нанесения покрытий на поверхности, требующие уменьшения эффективности отражательной способности электромагнитного излучения.

Изобретение относится к производству конструкционно-теплоизоляционных материалов. В способе изготовления конструкционно-теплоизоляционного материала, включающем измельчение силикат-глыбы до удельной поверхности 2500 см2/г, смешивание ее с модификатором, упрочняющей добавкой - портлантцементом, базальтовой микрофиброй и водой затворения, помещение полученной смеси в форму, тепловую обработку токами СВЧ в течение 15 минут при температуре 300 град С, в качестве модификатора используют гидрофобизатор 136-41 при следующем соотношении компонентов смеси, мас.

Изобретение относится к производству изделий из газобетона и может быть использовано в домостроении для изготовления строительных блоков, а также в дорожном строительстве для изготовления бордюров, ограждений и плиток.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для производства конструкционно-теплоизоляционных изделий и конструкций из ячеистого бетона.
Изобретение относится к производству газобетонов, используемых в малоэтажном строительстве. В способе изготовления газобетона, включающем дозирование и смешивание молотой извести, кварцевого песка, муки из известняка, алюминиевой пудры, воды, укладку полученной смеси в формы, затвердевание, извлечение массива из форм, тепловлажностную обработку, карбонизацию в среде углекислого газа, используют молотую негашеную известь, тепловлажностную обработку массива осуществляют в пропарочных камерах, а его карбонизацию - в течение 3 или 4 ч в среде углекислого газа в герметичных камерах, причем перед карбонизацией массива на решетчатых или сетчатых поверхностях в тех же герметичных камерах проводят его вакуумирование.

Изобретение относится к строительной промышленности и может быть использовано при производстве бетонных и железобетонных изделий, а именно в процессе тепловой обработки отформованных бетонных и железобетонных изделий в камере обработки.

Группа изобретений относится к промышленности строительных материалов и может быть использована для изготовления теплоизоляционных ячеистых бетонов неавтоклавного твердения различного назначения.

Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий из ячеистого бетона, поризованного газом, и может быть использовано на заводах ячеистобетонных изделий и в монолитном строительстве.

Изобретение относится к области производства строительных изделий, а именно легких конструкционно-теплоизоляционных стеновых блоков. В способе изготовления конструкционно-теплоизоляционных изделий, включающем приготовление смеси на основе жидкого стекла, стеклобоя и полистирола, укладку ее в форму, тепловую обработку и распалубливание, используют смесь, содержащую кг/м3 смеси: жидкое стекло с силикатным модулем 2,7-3 и плотностью 1,33-1,36 г/см3 - 296-337, песок фракции 0,25 мм и менее - 170-195, тонкоизмельченный стеклобой тарный фракции 0,125 мм и менее - 400-455, а также кремнефтористый натрий - 10% от массы жидкого стекла, пластификатор С-3 - 0,03-0,05% от массы жидкого стекла, предварительно подвспененный полистирол бисерный фракции 1-2 мм - 815-930 л/м3 смеси, смесь укладывают в закрытые щелевые формы, тепловую обработку осуществляют электропрогревом в течение 5-10 мин переменным током промышленной частоты 50 Гц напряжением 50-80В до температуры смеси 90-100°С.

Группа изобретений относится к производству строительных материалов и может быть использована для получения бетонных строительных изделий, подвергающихся тепловлажностной обработке при твердении.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству бетонных стеновых блоков. Бетонная смесь содержит, мас.%: портландцемент 25,0-27,0; кварцевый песок 42,94-47,9; просеянные через сито №5 гранулы полиэтилена 10,0-15,0; просеянная через сито №10 крошка пенополиэтилена 0,06-0,1; вода 14,0-17,0.

Изобретение относится к производству заполнителей для бетонов. Шихта для производства заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 97,8-98,4, монокальцийфосфат 0,2-0,4, молотый и просеянный через сито 0,14 волластонит 1,0-1,6, молотый и просеянный через сито 0,14 шунгит 0,2-0,4.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве конструкций и изделий из крупнопористого бетона гражданского, промышленного, гидротехнического и мелиоративного назначения, а также для изготовления каркаса в каркасных бетонных конструкциях.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве при изготовлении бетонов. Легкий бетон с использованием необожженных доломитовых отходов и щебня пеностекла, полученный при следующем соотношении компонентов, мас.%: портландцемент 25,5-26,5, песок 56-58, щебень пеностекла 5,6-8,6, отходы доломита 10-14 (от мас.

Изобретение относится к легковесным теплоизоляционным огнеупорным материалам и может быть использовано в различных областях техники для теплоизоляции и футеровки тепловых агрегатов, работающих при высоких температурах.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству ячеистых бетонов, используемых в малоэтажном строительстве. Сырьевая смесь для изготовления газобетона включает, вес.ч.: портландцемент 270-290, кварцевый песок или золу-унос 270-290, алюминиевую пудру 1-1,5, частицы пеностекла фракции 5-10 мм 30-60, 1 н раствор NaOH 4-6, воду с температурой 75-80°С 180-220.

Изобретение относится к технологии пористых керамических материалов и может быть использовано для изготовления изделий, эксплуатируемых в качестве высокотемпературной теплоизоляции (или теплозащиты), термостойкого огнеприпаса, носителей катализаторов, фильтров для очистки жидких и газовых сред.

Изобретение относится к области производства строительных изделий, а именно легких конструкционно-теплоизоляционных стеновых блоков. В способе изготовления конструкционно-теплоизоляционных изделий, включающем приготовление смеси на основе жидкого стекла, стеклобоя и полистирола, укладку ее в форму, тепловую обработку и распалубливание, используют смесь, содержащую кг/м3 смеси: жидкое стекло с силикатным модулем 2,7-3 и плотностью 1,33-1,36 г/см3 - 296-337, песок фракции 0,25 мм и менее - 170-195, тонкоизмельченный стеклобой тарный фракции 0,125 мм и менее - 400-455, а также кремнефтористый натрий - 10% от массы жидкого стекла, пластификатор С-3 - 0,03-0,05% от массы жидкого стекла, предварительно подвспененный полистирол бисерный фракции 1-2 мм - 815-930 л/м3 смеси, смесь укладывают в закрытые щелевые формы, тепловую обработку осуществляют электропрогревом в течение 5-10 мин переменным током промышленной частоты 50 Гц напряжением 50-80В до температуры смеси 90-100°С.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий из пенополистиролбетона в гражданском и промышленном строительстве, в том числе с использованием нанотехнологий.

Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к способу приготовления керамзитобетона на активированном керамзитовом гравии. Способ приготовления керамзитобетона включает замачивание гранул керамзитового гравия в водном насыщенном растворе гидроокиси кальция Са(ОН)2, выкладывание смоченных гранул керамзитового гравия на решето для стекания с них раствора до наступления состояния каплепадения, обработку смоченных гранул струями сжатого углекислого газа CO2 попеременно с обработкой струями водяного пара с получением на их наружных поверхностях активных оболочек из гидроокиси кальция Са(ОН)2 и карбоната кальция СаСО3, перемешивание цемента, активированных гранул керамзитового гравия, строительного песка и водного насыщенного раствора гидроокиси кальция Са(ОН)2, виброформование керамзитобетонной смеси в пресс-формах, внутренние поверхности которых предварительно опыляют водным насыщенным раствором гидроокиси кальция Са(ОН)2.

Изобретение относится к производству конструкционно-теплоизоляционных материалов. В способе изготовления конструкционно-теплоизоляционного материала, включающем измельчение силикат-глыбы до удельной поверхности 2500 см2/г, смешивание ее с модификатором, упрочняющей добавкой - портлантцементом, базальтовой микрофиброй и водой затворения, помещение полученной смеси в форму, тепловую обработку токами СВЧ в течение 15 минут при температуре 300 град С, в качестве модификатора используют гидрофобизатор 136-41 при следующем соотношении компонентов смеси, мас.

Изобретение относится к области производства строительных материалов, конкретно к получению композиционных теплоизоляционных негорючих заполнителей, используемых в качестве негорючих утеплителей в различных конструкциях и элементах зданий и строительных сооружений. Композиционный теплоизоляционный негорючий материал, полученный из вяжущего и гранулята заполнением формы смесью компонентов, вибрированием, выдержкой, термической обработкой, где используют в качестве вяжущего жидкое натриевое стекло с кремнефтористым натрием, тонкоизмельченным серпентинитом и тетрафурфурилоксисиланом, в качестве гранулята - пеностеклокерамический гранулят фракции 1-5 мм, изготовленный гранулированием и вспениванием порошкообразной шихты, полученной перемешиванием при 50-70°С водного раствора едкого натра с трепелом, диатомитом, опокой и углеродсодержащим газообразователем и вспениванием этой гранулированной смеси при 800-850°С, и осуществляют указанное заполнение перемешанной до однородного состояния смесью указанных компонентов, вибрирование - в течение 5-7 мин, выдержку в форме - 1,5 - 2 часа, термическую обработку - при 80-100°С в течение 1 - 2 часов при следующем соотношении указанных компонентов, мас.ч.: пеностеклокерамический гранулят фракции 1-5 мм 80-190, жидкое натриевое стекло 100, кремнефтористый натрий 16-18, тонкоизмельченный серпентинит 11-13, тетрафурфурилоксисилан 2-3. Технический результат – улучшение свойств материала. 2 табл.

Наверх