Синтез жидкого стекла на основе горных пород, содержащих аморфный диоксид кремния.

На основе горных пород, синтез жидкого стекла произведен при соотношении диоксида кремния и гидроксида натрия обеспечивающих модуль 2.8–3.0. Синтез осуществлялся в шаровой мельнице периодического действия. Для получения жидкого стекла на основе диатомита, осуществляется механохимическая обработка исходной смеси.

Результаты рентгенофазового анализа показали, что с увеличением продолжительности механохимического взаимодействия уменьшается содержание исходных кристаллических фаз и возрастает содержание аморфной фазы. На основе получен упрощенный вариант синтеза жидкого стекла, так как этот диатомита более активен.

Жидкое стекло, синтезированное на основе обожженного диатомита, прозрачное, бесцветное. В результате гидротермальной обработки сырьевой смеси с использованием диатомита синтезировано жидкое стекло с модулем 2.7.

Технология синтеза жидкого стекла

Технологии получения жидкого стекла методом прямого низкотемпературного синтеза компонент (кварцевый песок) транспортируют, сушат и складируют в приемные устройства. Далее кремнеземистый компонент предварительно подвержены дроблению в щековой дробилке до получения зерен размером не более 4 мм, далее через весовой дозатор подают в шаровой мельницу для помола до удельной поверхности 700–800 м2/кг. Едкий натр растворяют при подаче воды или водяного пара. Подача воды (пара) происходит до получения необходимой плотности щелочного раствора – 1450±10 кг/м3. Подготовленные компоненты смешивают в количествах необходимых для получения заданного модуля и расчетной плотности, подают в шаровую мельницу периодического действия, а затем в автоклав. Преимуществом предлагаемой технологии синтеза жидкого стекла является возможность вторичного использования промышленных кремнеземсодержащих отходов, таких как отходы литейных форм.

Жидкое стекло, синтезированное таким образом, может быть использовано для производства литейных форм, т. о. осуществляется организация безотходных технологий. В этом случае необходимость тонкого предварительного измельчения отходов исключается. Важным отличием использования в качестве кремнеземсодержащего компонента его аморфных форм (диатомит), является исключение из технологической цепочки процесса автоклавирования. Это стало возможным за счет более высокой реакционной способности аморфного диоксида кремния, в сравнении с кристаллическим.

5.4 Крошка диатомитовая обожженная (ТУ 5761-003-25310144-99)

Крошка является продуктом измельчения на дробильных установках и сортировки отходов производства пенодиатомитового кирпича и других пенодиатомитовых изделии или из боя. Настоящие технические условия (ТУ) распространяются на крошку пенодиатомитовую обожженную (далее – крошку), предназначенную для использования в качестве заполнителя при изготовлении жаростойких и легких бетонов, в качестве засыпки для тепловой изоляции гражданских и промышленных сооружений, тепловых печей и технологического оборудования при температуре до 900°С, и для других целей. Крошка является нетоксичным и радиационно-безопасным материалом

Технические требования

5.5 Применения активированного диатомита в сухих строительных смесях

Диадомиты являются природными активными минеральными добавками (АМД) осадочного происхождения. Обладают высокой пористостью и являются хорошими инсектицидами. Эти свойства диатомитов широко используют при производстве товарного бетона, строительных растворов и сухих строительных смесей различного назначения.

Действие диадомитов, как активных минеральных добавок, основано на способности, содержащегося в них аморфного кремнезема, связывать известь в низкоосновные гидросиликаты кальция по схеме:

SiO2 + Ca(OH) + n(H2O) = (B) CaO SiO2 H2O

Известно, что способность связывать гидроксид кальция в присутствии воды при обычных температурах обусловлена содержанием в диатомитах веществ в химически активной форме, поэтому характер и интенсивность взаимодействия с известью различны в зависимости от количества аморфного SiO2, содержание которого в диатомитах может колебаться от 40% до 100% к общему количеству SiO2. В основном это определяется условиями и водной средой обитания диатомей, в которых происходило формирование их панциря.

Для оценки эффективности применения активированного диатомита были проведены сравнительные исследования строительно-технологических характеристик сухих строительных смесей с различными природными и техногенными АМД.

Использование АМД в составах сухих строительных смесей способствует формированию плотной структуры материала, благодаря чему наряду с повышением прочностных характеристик снижается проницаемость, повышается морозостойкость, стойкость к истиранию и эрозии, а также устойчивость материала к различным видам коррозии, что в конечном итоге определяет его высокую долговечность.

При определении активности различных минеральных добавок использовался метод, основанный на способности поглощения добавками извести из известкового раствора в течение 30 суток. Поглощение извести активированным диатомитом через 30 суток до 4 раз превышает аналогичный показатель природных АМД и на 60% выше активности микрокремнезема. Наряду с высоким показателем активности в возрасте 30 суток для активированного диатомита наблюдалось интенсивное поглощение извести в первые 3 суток.

Дальнейшие испытания проводились для составов cуxиx строительных смесей с различными АМД при замещении ими ПЦ в количестве 5,10,15%. Для снижения водопотребности в состав ССС вводиться суперпластификаторы различного типа.

Совместное использование СП и АДМ положительно влияет на прочность затвердевшего раствора в возрасте 28 суток. Однако в ранние сроки интенсивный набор прочности наблюдается только при использовании активного диатомита.

Наиболее эффективным является применение активированных диатомитов в количестве 3–10% от массы цемента, при дальнейшем увеличении дозировки эффективность применения активированных диатомитов начинает снижаться. Для сравнения, максимальная эффективность применения микрокремнезема и природного диатомита находится в пределах 10–15% от массы цемента, а для природных АМД вулканического происхождения, этот предел может увеличиваться до 20%.