Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2469970

(19)

RU

(11)

2469970

(13)

C2

(51) МПК C04B9/20 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 17.12.2012 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2010140168/03, 30.09.2010

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

30.09.2010

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 30.09.2010

(43) Дата публикации заявки: 10.04.2012

(45) Опубликовано: 20.12.2012

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2098369 C1, 10.12.1997. RU 2286965 C1, 10.11.2006. RU 2339465 C1, 27.11.2008. RU 2125546 C1, 27.01.1999. US 6395084 A, 28.05.2002.

Адрес для переписки:

454016, г.Челябинск, ул. Чайковского, 185, кв.503, Л.Я. Крамар

(72) Автор(ы):

Крамар Людмила Яковлевна (RU),

Орлов Александр Анатольевич (RU),

Черных Тамара Николаевна (RU),

Трофимов Борис Яковлевич (RU),

Белобородова Евгения Сергеевна (RU),

Гамалий Елена Александровна (RU),

Зимич Вита Васильевна (RU),

Юрин Артем Евгеньевич (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Крамар Людмила Яковлевна (RU),

Орлов Александр Анатольевич (RU),

Черных Тамара Николаевна (RU),

Трофимов Борис Яковлевич (RU),

Белобородова Евгения Сергеевна (RU),

Гамалий Елена Александровна (RU),

Зимич Вита Васильевна (RU),

Юрин Артем Евгеньевич (RU)

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНЕЗИАЛЬНОГО ВЯЖУЩЕГО

(57) Реферат:

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к способу получения магнезиального вяжущего. Технический результат - повышение прочности и равномерности изменения объема при одновременном снижении температуры обжига. В способе получения магнезиального вяжущего сырье - брусит - измельчают, обжигают и размалывают в порошок, причем указанное сырье измельчают до фракции 0-0,5 мм, затем смешивают со связующим ЛСТ в количестве 3-4% от массы брусита, затворяют водой с растворенным в ней бишофитом в количестве 3-5% от массы брусита, формируют гранулы и обжигают при температуре 800-850°C 1,5-2 часа, охлаждают и размалывают до остатка на сите 0,08 не более 15%. 1 табл., 6 пр.

Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к получению магнезиальных вяжущих.

В качестве сырья для производства магнезиального вяжущего используют различные высокомагнезиальные породы: магнезит, брусит и доломит. Наиболее качественное вяжущее строительного назначения можно получить при обжиге брусита. Известно, что вяжущими свойствами обладает материал, полученный обжигом бруситовой породы при температуре 400-450°C, его относят к жженой магнезии. Недостатками такого вяжущего при использовании его в строительстве являются высокие активность и экзотермичность, приводящие к неравномерности изменения объема и образованию в камне трещин при твердении, что не допускается требованиями ТУ 5745-004-70828456-2005 «Магнезиальное вяжущее».

Известен способ получения извести, в котором для снижения температуры обжига известняк пропитывают солевым раствором - природным рассолом в количестве 0,9-1,6% от массы обжигаемого материала. Рассол включает: CaCl 2 , NaCl, MgCl 2 , KCl, SrBr 2 , Na 2 SO 4 (Патент РФ 2098369, заявл. 04.03.1996, опубл. 10.12.1997). Пропитанное рассолом сырье обжигают при температуре 850-900°C и получают высококачественную известь.

Известен способ получения обжигового магнезиальнохлоридного цемента, заключающийся в высокотемпературной обработке карбоната магния с добавкой хлорида магния, вводимой в количестве 1 3% от массы исходной породы. Обжиг производится термоударом, с использованием твердого теплоносителя (Федоров Н.Ф. Обжиговый магнезиальнохлоридный цемент / Н.Ф.Федоров, М.А.Андреев // Цемент и его применение. - Май-июнь 2006 г. - С.76-78). Недостатком способа является отсутствие данных по равномерности изменения объема образцов вяжущего.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является способ получения магнезиального вяжущего, в котором высокомагнезиальные горные породы, содержащие 15-40 мас.% гидросиликатов магния, дробят до фракции менее 60 мм, обжигают при температуре 1050-1100°C в течение 2-3 часов, затем размалывают в порошок - проход через сито 0,08 - 78-84% (Патент РФ 2286965, заявл. 23.05.2005, опубл. 10.11.2006). Магнезиальное вяжущее, полученное этим способом, обладает высокой прочностью, обладает равномерностью изменения объема, то есть не склонно к растрескиванию при твердении, а также имеет низкие линейные усадки, но энергоемко из-за высокой температуры обжига исходного сырья.

Предлагаемое изобретение решает задачу получения магнезиального вяжущего, обладающего высокой прочностью и равномерностью изменения объема при одновременном снижении температуры обжига.

Это достигается тем, что бруситовое сырье измельчают до фракции 0-0,5 мм, смешивают с сухим связующим - лигносульфонатом техническим (ЛСТ) в количестве 3-4% от массы брусита, затворяют раствором бишофита, формируют гранулы, обжигают при температуре 800-850°C, далее обожженные гранулы охлаждают и размалывают до порошкообразного состояния.

Добавка ЛСТ позволяет скреплять частицы измельченного материала и формовать гранулы для снижения пылеуноса обжигаемого материала из печи и повышения ее коэффициента полезного действия (КПД).

Количество ЛСТ менее 3% от массы брусита недостаточного для скрепления частиц измельченного материала и формования гранул. Увеличение количества ЛСТ более 4% от массы брусита нерационально, приводит к ненужному перерасходу материала.

Бишофит является модифицирующей добавкой-минерализатором, которая на стадии нагрева бруситовой породы активизирует процесс дегидратации как брусита, так и серпентинов благодаря дестабилизирующему действию на кристаллическую решетку минералов ионов магния и образованию жидкой фазы, а при охлаждении способствует формированию кристаллов оксида магния за счет появления зародышей кристаллизации.

Обжиг при температуре 800-850°C, с добавкой 3-5% бишофита, позволяет получить вяжущее, обладающее равномерностью изменения объема и марочной прочностью не менее 40 МПа.

При введении в бруситовую шихту бишофита менее 3% обжиг при температуре 800-850°C и выдержке при этой температуре 1,5 2 часа не позволяет получить среднеактивное вяжущее. При обжиге такой шихты получается высокоактивное вяжущее, а камень, получаемый после его затворения раствором бишофита, имеет неравномерное изменение объема и разрушается в процессе твердения.

Введение добавки бишофита в количестве более 5% и обжиг при 800-850°C приводит к формированию низкоактивного вяжущего (пережога), склонного к растрескиванию из-за поздней гидратации пережога при твердении.

Обжиг исходной породы при температуре до 800°C, с введением бишофита 3-5%, приводит к получению высокоактивного вяжущего, характеризующегося равномерностью изменения объема при твердении. Вяжущее, обожженное при температуре более 850°C с добавкой бишофита в количестве 3-5%, малоактивно, обладает низкой прочностью, содержит значительное количество пережога, что ведет к образованию трещин в получаемом камне в поздние сроки твердения.

Примеры конкретного осуществления способа.

Пример 1

Брусит размалывали до остатка на сите 0,5 не более 5%, брали навеску в количестве 1000 г, что соответствовало 100%, пробу брусита смешивали всухую до однородного состояния с 3% ЛСТ. Сухую смесь затворяли 17% воды с добавлением в нее бишофита, взятого в количестве 6% от массы брусита. Из полученной смеси формировали гранулы диаметром 3-4 см, затем их помещали в печи, и производили нагрев печи с гранулами до 800°C, и далее гранулы выдерживали при этой температуре 1,5 часа, охлаждение проводили на воздухе в течение 3 часов. Затем гранулы измельчали до остатка на сите 0,08 не более 15%, из полученного порошка изготавливали образцы-кубики с ребром 2 см для определения прочности и образцы-лепешки для определения равномерности изменении объема. Испытание вяжущего проводили в соответствии с ГОСТом 1216.

Твердение происходило при влажности воздуха 60-80% и температуре воздуха 20±2°C в течение 28 суток.

Пример 2

Брали следующий состав, %:

Брусит

100

ЛСТ

3,0

Бишофит

4,0

Вода

17,0

Температура обжига

800°C

Время изотермической выдержки

1,5 ч

Изготавливали образцы по методике, изложенной в примере 1.

Пример 3

Брали следующий состав, %:

Брусит

100

ЛСТ

3,0

Бишофит

4,0

Вода

17,0

Температура обжига

800°C

Время изотермической выдержки

2 ч

Изготавливали образцы по методике, изложенной в примере 1.

Пример 4

Брали следующий состав, %:

Брусит

100

ЛСТ

3,0

Бишофит

4,0

Вода

17,0

Температура обжига

850°C

Время изотермической выдержки

1,5 ч

Изготавливали образцы по методике, изложенной в примере 1.

Пример 5

Брали следующий состав, %:

Брусит

100

ЛСТ

3,0

Бишофит

4,0

Вода

17,0

Температура обжига

850°C

Время изотермической выдержки

2 ч

Изготавливали образцы по методике, изложенной в примере 1.

Пример 6

Брали следующий состав, %:

Брусит

100

ЛСТ

3,0

Бишофита

2,0

Вода

17,0

Температура обжига

850°C

Время изотермической выдержки

2 ч

Изготавливали образцы по методике, изложенной в примере 1.

Полученные результаты иллюстрируются данными, приведенными в таблице.

п/п

Состав, мас.%

Предел прочности при сжатии через 1 сутки, МПа

Предел прочности при сжатии через 28 суток, МПа

Равномерность изменения объема

1

Пример 1

1-2

28-30

Сквозные трещины

2

Пример 2

13-16

45-47

Трещины отсутствуют

3

Пример 3

12-15

41-44

Трещины отсутствуют

4

Пример 4

12-14

41-43

Трещины отсутствуют

5

Пример 5

10-13

40-42

Трещины отсутствуют

6

Пример 6

27-30

35-38

Сеть трещин, разрушение на отдельные блоки

Вяжущее, получаемое по заявленному способу, обладает высокой прочностью и равномерностью изменения объема. Возможность осуществления обжига при низких температурах позволяет уменьшить энергозатраты при производстве вяжущего.

Формула изобретения

Способ получения магнезиального вяжущего, при котором сырье - брусит измельчают, обжигают и размалывают в порошок, отличающийся тем, что указанное сырье измельчают до фракции 0-0,5 мм, затем смешивают со связующим ЛСТ в количестве 3-4% от массы брусита, затворяют водой с растворенным в ней бишофитом в количестве 3-5% от массы брусита, формируют гранулы и обжигают при температуре 800-850°C 1,5-2 ч, охлаждают и размалывают до остатка на сите 0,08 не более 15%.