Патент на изобретение №2353599

(54) ГЛИНОФОСФАТНЫЙ МАТЕРИАЛ

(57) Реферат:

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве строительных блоков в промышленном и гражданском строительстве. Технический результат – повышение прочности глинофосфатного материала при сохранении водостойкости. Глинофосфатный материал включает суглинок, железосодержащий отход металлургического производства, содержащий оксид Fe (II), с остатком на сите 008- 7-11 мас.%, ортофосфорную кислоту плотностью 1,24-1,25 г/см³, золу от сжигания обезвоженных осадков очистных сооружений промстоков, содержащую мас.%:

SiO₂ – 57,39, Al₂О₃ – 0,34, Fe₂О₃ – 0,39, CaO -1,67, MgO – 0,78, SO₃ – 6,15, P₂O₅ – 3,62, K₂О – 0,11, Na₂O – 28,36, Mn₃O₄ – 1,19, при следующем соотношении компонентов, мас.%: суглинок – 40-45, указанный железосодержащий отход – 6-8, указанная зола – 30-35, 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 золу от сжигания обезвоженных осадков очистных сооружений промстоков, содержащую мас.%: SiO₂ – 57,39, Al₂O₃ – 0,34, Fe₂O₃ – 0,39, CaO – 1,67, MgO – 0,78, SO₃ – 6,15, P₂O₅ – 3,62, K₂O – 0,11, Na₂O – 28,36, Mn₃O₄ – 1,19, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

суглинок	40-45
железосодержащий отход металлургического
производства с остатком на сите 008 – 7-11 мас.%
содержащий оксид Fe (II)	6-8
указанная зола	30-35
ортофосфорная кислота плотностью
1,24-1,25 г/см3	остальное

Новым по сравнению с прототипом для повышения прочности материала является использование золы от сжигания обезвоженных осадков очистных сооружений промстоков.

Изготовление материала

Смесь, состоящую из суглинка, железосодержащего отхода металлургического производства с остатком на сите 008 – 7-11 мас.%, содержащего оксид Fe(II), и золы от сжигания обезвоженных осадков очистных сооружений промстоков Усть-Илимского лесопромышленного комплекса, 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; Al₂O₃ – 0,4; MO₃O₄ – 0,1; NiO – 0,2; SiO₂ – 2,0; Cr₂O₃ – 0,3; С – 0,3; суглинок; ортофосфорную кислоту плотностью 1,24-1,25 г/см³ (ГОСТ 65-52-80), золу от сжигания обезвоженных осадков очистных сооружений промстоков Усть-Илимского лесопромышленного комплекса, содержащую мас.%: SiO₂ – 57,39, Al₂O₃ – 0,34, Fe₂O₃ – 0,39, CaO – 1,67, MgO – 0,78, SO₃ – 6,15, Р₂O₅ – 3,62, К₂O – 0,11, Na₂O – 28,36, Mn₃O₄ – 1,19.

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 с размером частиц менее 5 мм подвергалась 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 золы от сжигания обезвоженных осадков очистных сооружений промстоков, содержащей мас.%: SiO₂ – 57,39, Al₂O₃ – 0,34, Fe₂O₃ – 0,39, CaO – 1,67, MgO – 0,78, SO₃ – 6,15, P₂O₅ – 3,62, К₂О – 0,11, Na₂O – 28,36, Mn₃O₄ – 1,19, дает возможность повысить прочность глинофосфатного материала по сравнению с прототипом.

Состав материала, мас. %	Прочность после водонасыщения, МПа
Суглинок	40
Железосодержащий отход металлургического производства с остатком на сите 008 – 7 мас.%
содержащий оксид Fe (II)	8	12,5
Зола от сжигания обезвоженных осадков очистных сооружений промстоков, содержащая мас.%:
SiO2 – 57,39, Al2O3 – 0,34, Fe2O3 – 0,39, CaO – 1,67, MgO – 0,78, SO3 – 6,15, P2O5 – 3,62,
K2O – 0,11, Na2O – 28,36, Mn3O4 – 1,19	35
Ортофосфорная кислота
плотностью 1,24 г/см3	17
Суглинок	43
Железосодержащий отход металлургического производства с остатком на сите 008 – 9 мас.%
содержащий оксид Fe (II)	7	12,3
Зола от сжигания обезвоженных осадков очистных сооружений промстоков, содержащая мас.%:
SiO2 – 57,39, Al2O3 – 0,34, Fe2O3 – 0,39, СаО – 1,67, MgO – 0,78, SO3 – 6,15, Р2O5 – 3,62,
K2O – 0,11, Na2O – 28,36, Mn3O4 – 1,19	33
Ортофосфорная кислота
плотностью 1,245 г/см3	17
Суглинок	45
Железосодержащий отход металлургического производства с остатком на сите 008 – 11 мас.%
содержащий оксид Fe (II)	6	12,3
Зола от сжигания обезвоженных осадков очистных сооружений промстоков, содержащая мас.%:
SiO2 – 57,39,Al2O3 – 0,34, Fe2O3 – 0,39, СаО – 1,67, MgO – 0,78, SO3 – 6,15, P2O5 – 3,62,
K2O – 0,11, Na2O – 28,36, Mn3O4 – 1,19	33
Ортофосфорная кислота
плотностью 1,25 г/см3	16
Суглинок	71-74
Железосодержащий отход металлургического производства с остатком на сите 008 – 7-11 мас.%	9,0
содержащий оксид Fe (II)	5-7
Ортофосфорная кислота
плотностью 1,24-1,25 г/см3	остальное

Формула изобретения

Глинофосфатный материал, содержащий суглинок, железосодержащий отход металлургического производства с остатком на сите 008 – 7-11 мас.%, содержащий оксид Fe (II), ортофосфорную кислоту плотностью 1,24-1,25 г/см³, отличающийся тем, что он дополнительно содержит золу от сжигания обезвоженных осадков очистных сооружений промстоков, содержащую, мас.%: SiO₂ – 57,39, Al₂О₃ – 0,34, Fe₂O₃ – 0,39, CaO – 1,67, MgO – 0,78, SO₃ – 6,15, P₂O₅ – 3,62, K₂O – 0,11, Na₂O – 28,36, Mn₃O₄ – 1,19 при следующем соотношении компонентов, мас.%: