Начало раздела Производственные, любительские Радиолюбительские Авиамодельные, ракетомодельные Полезные, занимательные | Хитрости мастеру Электроника Физика Технологии Изобретения | Тайны космоса Тайны Земли Тайны Океана Хитрости Карта раздела | |
Использование материалов сайта разрешается при условии ссылки (для сайтов - гиперссылки) |
Навигация: => | На главную/ Каталог патентов/ В раздел каталога/ Назад / |
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2286965
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНЕЗИАЛЬНОГО ВЯЖУЩЕГО
Имя изобретателя: Крамар Людмила Яковлевна (RU); Трофимов Борис Яковлевич (RU); Черных Тамара Николаевна (RU); Захезин Александр Евгеньевич (RU); Горбаненко Вячеслав Михайлович
Имя патентообладателя: Крамар Людмила Яковлевна (RU); Трофимов Борис Яковлевич (RU); Черных Тамара Николаевна (RU); Захезин Александр Евгеньевич (RU); Горбаненко Вячеслав Михайлович
Адрес для переписки: 454016, г.Челябинск, ул. Чайковского, 185, кв.503, Л.Я. Крамар
Дата начала действия патента: 2005.05.23
Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к способу получения магнезиального вяжущего из высокомагнезиальных горных пород - магнезита или брусита, содержащих гидросиликаты магния - серпентиниты, ультрабазиты и т.п., а и из специально составленной шихты магнезита с природными гидросиликатами магния, и может быть использовано для производства строительных изделий-плит и панелей для внутренней облицовки зданий, подоконных плит, лестничных ступеней, а и для производства сухих строительных смесей, теплоизоляционных материалов и изделий для устройства монолитных полов. Технический результат - получение магнезиального вяжущего высокой прочности, не склонного к растрескиванию и имеющего низкие линейные усадки при твердении, а и расширение сырьевой базы для производства магнезиального вяжущего. В способе получения магнезиального вяжущего высокомагнезиальные горные породы, содержащие 15-40 мас.% гидросиликатов магния, дробят до фракции менее 60 мм, обжигают при температуре 1050-1100°С в течение 2-3 часов, затем размалывают в порошок - проход через сито 008 - 78-84%.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к производству строительных материалов, а именно к способу получения магнезиального вяжущего из отходов сырья для производства магнезиальных огнеупоров, включающих высокомагнезиальные горные породы (магнезита или брусита) и гидросиликаты магния - серпентиниты, ультрабазиты и т.п., а и из специально составленной шихты магнезита с природными гидросиликатами магния.
Известна сырьевая смесь для получения вяжущего (RU 937396, С 04 В 9/06, 1982), содержащая серпентинит и известняк в следующем соотношении, мас.%:
Известняк | 63...67 |
Серпентинит | 33...37 |
Обжиг указанной смеси производится во вращающейся цементообжигательной печи при 1400°С. В полученной системе находится активный двухкальциевый силикат и окись магния в основном в активной форме и частично в связанном состоянии в виде форстерита и магнезиоферрита. Указанный магнезиальный цемент имеет довольно высокую прочность, но требует высоких температур обжига (до 1400°С), имеет весьма значительную линейную усадку, кроме того, это вяжущее наиболее эффективно при производстве огнеупоров.
Известна и сырьевая смесь для изготовления магнезиального вяжущего (RU 2089523, С 04 В 9/00), включающая доломит и серпентинизированный ультрабазит при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Доломит | 40...80 |
Серпентинизированный ультрабазит | 20...60. |
Указанную смесь подвергают обжигу при температуре 780°С в течение 2 часов. Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, - сокращение сроков схватывания и повышение адгезии к древесине.
Недостатком этого решения является низкая прочность камня, получаемого при твердении вяжущего, а и ограничение области использования получаемого вяжущего (применение только при изготовлении древесно-минеральных изделий), что, возможно, связано с высокими усадками в формирующемся камне при твердении вяжущего и образованием трещин в жесткой системе.
Известно вяжущее (SU 1433924, С 04 В 9/00), включающее компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Оксид магния | 25-45 |
Обожженный серпентин | 47-67 |
Хлористый или сернокислый магний | остальное. |
Это вяжущее обеспечивает прекрасные показатели по прочности и линейным усадкам при твердении. Недостатком являются дополнительные расходы энергии на обжиг серпентина.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ по патенту RU 2245862 (С 04 В 35/03, С 04 В 9/06).
Шламовые отходы производства талька, содержащие 73% магнезита, 20% талька, 5% хлорита и 2% других минералов, после грубой очистки, дробления и сортировки до фракции 0...20 мм подвергают предварительной сушке, затем обжигают 3 часа в печи при 900°С, размалывают в порошок до фракции 0,08 мм для получения магнезиальных связующих. Полученное вяжущее соответствует требованиям ГОСТ 1216-87. Этот способ считается экономичным, безотходным и экологически безопасным.
Однако к вяжущим, используемым в строительстве, предъявляются требования, отличные от требований, предъявляемых к вяжущим для огнеупорных материалов. Кроме того, не приводятся данные о качестве изделий, производимых из полученных материалов: о прочности, склонности к трещинообразованию при твердении и величине линейных деформаций. Заявляемое изобретение решает задачу получения магнезиального вяжущего строительного назначения из магнезиальных пород с повышенным содержанием серпентинита, не пригодных для производства огнеупоров, обладающего высокой прочностью, не склонного к растрескиванию и имеющего низкие линейные усадки при твердении.
Поставленная цель достигается за счет того, что в способе получения магнезиального вяжущего используют в качестве сырья высокомагнезиальные горные породы, содержащие гидросиликаты-серпентиниты 15-40 мас.%, которые дробят до фракции менее 60 мм, обжигают при температуре 1050-1100°С в течение 2-3 часов, затем размалывают в порошок до прохода через сито 008 - 78-84 мас.%.
Дробление породы до фракции менее 60 мм обеспечивает наименьшие потери материала при последующем обжиге во вращающейся печи.
Обжиг при температуре 1050-1100°С в течение 2...3 часов обеспечивает получение магнезиального вяжущего средней активности, характеризующегося высокими показателями по прочности, малыми линейными усадками и отсутствием склонности к растрескиванию.
Термическая обработка указанных магнезиальных пород при более низких температурах (при времени обжига до 6...8 часов) ведет к образованию вяжущего высокой активности, подверженного растрескиванию в начальные сроки твердения и при воздействии воды.
Повышение температуры и времени обжига приводит к снижению активности основной составляющей вяжущего - оксида магния вследствие его кристаллизации и перехода в периклаз, который может вызвать растрескивание изделий на основе полученного вяжущего в более поздние сроки воздушного твердения (это явление может проявить себя в течение года) или при хранении образцов в воде (в течение 7 суток).
Химический состав исходных пород приведен в таблице 1, минералогический - в таблице 2.
Таблица 1 | ||||||||||
Порода | Содержание оксидов, мас.% | |||||||||
MgO | Fe2O3 | CaO | SiO2 | ППП | ||||||
Бруситовая | 54...68 | 0,1...0,2 | 3,3...6,8 | 2,1...5,6 | 26...33 | |||||
Магнезитовая | 42...47 | 0,5...1,2 | 0,5...4,7 | 0,1...4,8 | 49...53 | |||||
Таблица 2 | ||||||||||
Порода | Содержание минералов, мас.% | |||||||||
Брусит | Магнезит | Доломит | Кальцит | Гидросиликаты магния | ||||||
Бруситовая | 57...80 | Следы...6 | Следы...7 | Следы...8 | 15...30 | |||||
Магнезитовая | - | 52...75 | Следы...5 | Следы...6 | 20...40 |
Характеристики предлагаемых магнезиальных вяжущих представлены в таблице 3.
Из представленных в таблице данных видно, что породы магнезита и брусита, включающие серпентиниты в количестве 15...40%, обеспечивают получение качественного вяжущего только в результате обжига при 1050...1100°С и выдержке при указанных температурах не менее 2 и не более 3 часов. Породы, включающие незначительные примеси железа, например бруситы, после обжига образуют вяжущее с высокой белизной, что позволяет рекомендовать его использование для получения декоративных отделочных материалов, минеральных красок, шпаклевок.
Для получения строительных изделий вяжущее тщательно перемешивают с заполнителями или без них в течение 1...3 минут и с водным раствором хлорида магния (бишофитом) плотностью 1,2 г/см3 в количестве, обеспечивающем литую подвижность смеси, смесь заливают в формы и оставляют твердеть при температурах не ниже 10°С, предпочтительно при 20...25°С.
Изобретение позволяет расширить сырьевую базу для производства магнезиального вяжущего, в т.ч. путем утилизации отходов производства огнеупоров. Изобретение может быть использовано при изготовлении плит и панелей для внутренней облицовки зданий, подоконных плит, лестничных ступеней, а и для производства сухих строительных смесей, теплоизоляционных материалов, монолитных полов и т.п.
Таблица 3 | |||||||
№ | Порода | Режим обжига | Свойства | ||||
проход через сито 008, % | Склонность к трещинобразованию* | R*,* МПа | ***, % | цвет | |||
1 | Бруситовая | 700°С 2 часа | 76 | Образцы растрескиваются и распадаются на блоки при воздушном твердении | - | белый | |
2 | Магнезитовая | 81 | Образцы растрескиваются и распадаются на блоки при воздушном твердении | - | серый | ||
3 | Бруситовая | 800°С 2 часа | 78 | Образцы растрескиваются и распадаются на блоки при воздушном твердении | - | белый | |
4 | Магнезитовая | 83 | Образцы растрескиваются и распадаются на блоки при воздушном твердении | серый | |||
5 | Бруситовая | 900°С 2 часа | 75 | Образцы растрескиваются и распадаются на блоки через 1 сутки хранения в воде | 24 | белый | |
6 | Магнезитовая | 82 | Образцы растрескиваются и распадаются на блоки через 1 сутки хранения в воде | 20 | 0,42 | серый | |
7 | Бруситовая | 1000°С 2 часа | 78 | Образцы растрескиваются и распадаются на блоки через 1 сутки хранения в воде | 56 | 0,21 | белый |
8 | Магнезитовая | 82 | Образцы растрескиваются и распадаются на блоки через 1 сутки хранения в воде | 55 | 0,18 | серый | |
9 | Бруситовая | 1050°С 2 часа | 78 | Образцы не растрескиваются при хранении более 7 суток в воде | 74 | 0,03 | белый |
10 | Магнезитовая | 80 | Образцы не растрескиваются при хранении более 7 суток в воде | 77 | 0,025 | серый | |
11 | Бруситовая | 1100°С 2 часа | 9 | Образцы не растрескиваются при хранении более 7 суток в воде | 74 | 0,027 | белый |
12 | Магнезитовая | 2 | Образцы не растрескиваются при хранении более 7 суток в воде | 75 | 0,032 | серый | |
13 | Бруситовая | 1200'''С 2 часа | 2 | Образцы имеют отдельные сквозные трещины при хранении более 2 суток в воде | 42 | - | белый |
14 | Магнезитовая | 4 | Образцы имеют отдельные сквозные трещины при хранении более 2 суток в воде | 39 | - | серый | |
* образцов-лепешек, изготовленных из цементного теста нормальной густоты |
** прочность при сжатии образцов-кубиков 2*2*2 см, изготовленных из цементного теста нормальной густоты, определенная в 28 суток воздушного твердения | |
*** деформации (линейные усадки) образцов в 56 суток воздушного твердения |
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ получения магнезиального вяжущего, характеризующийся тем, что высокомагнезиальные горные породы, содержащие 15-40 мас.% гидросиликатов магния, дробят до фракции менее 60 мм, обжигают при температуре 1050-1100°С в течение 2-3 ч, затем размалывают в порошок - проход через сито 008 - 78-84%.
Версия для печати
Дата публикации 17.01.2007гг
Created/Updated: 25.05.2018