Способный к отверждению состав и его использование
Формула / Реферат
1. Способ получения способного к отверждению состава связующего, содержащего смесь карбоната кальция и каустической окиси магния, заключающийся в том, что нагревают доломит естественного происхождения при температуре в диапазоне от 500 до 800шС для обеспечения предпочтительного декарбонирования карбоната магния путем высвобождения двуокиси углерода, при этом от 2 до 50% двуокиси углерода остается в карбонате магния без существенного декарбонирования карбоната кальция с получением в результате смеси окиси магния, карбоната магния и карбоната кальция (MgO, MgCO3 и СаСО3).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, доломит представляет собой доломит с низким содержанием магния, к которому добавляется каустическая окись магния.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что добавляют 0,1-5% приемлемой неорганической соли для улучшения предпочтительного декарбонирования карбоната магния.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что каустическая окись магния имеет 2-20% диоксида углерода, удержанного в карбонате магния.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что состав имеет размер частиц 50-80 микрон при 90% прохождении через сита в 160 микрон.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что добавляют сульфатную добавку в количестве 0,01-10%.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что сульфат выбирается из группы, состоящей из серной кислоты, сульфата магния и сульфата алюминия.
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что добавляют карбонатную добавку, образующую источник карбонирования в ходе процесса отверждения.
9. Способ по п.8, отличающийся тем, что карбонатная добавка выбирается из группы, состоящей из карбоната натрия, лимонной кислоты, уксусной кислоты, гликолевой кислоты, щавелевой кислоты, причем кислоты выбраны с учетом их способности реагировать с высвобождением диоксида углерода.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что карбонатная добавка присутствует в количестве 0,01-5%.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что добавляют сульфат алюминия и карбоновую кислоту, составляющие примерно 3-15% от состава.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что дополнительно вводят соль, а сульфат алюминия присутствует в составе в количестве 40-80%, карбоновая кислота присутствует в количестве 10-60%, а соль присутствует в количестве 1-20%.
13. Способ по п.6, отличающийся тем, что дополнительно вводят, по меньшей мере, один наполнитель.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что наполнитель составляет 3-90% от всего состава.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что, как минимум, один наполнитель выбирается из группы, состоящей из золы электростанций, вулканического пепла, глинозема, красного шлама, раздробленного камня, кораллового песка, пемзы, стекла, ценосфер, перлита, вермикулита, гранул стирола, опилок, измельченной резины, соломы, рисовой лузги, волокон кокосовых орехов, древесных щепок, древесной коры, бумаги, картона, пластика, бетонного щебня, почвы, концентрата свинца, оксида свинца, свинцовой ваты, бора, лития, кадмия, металлической пыли и химически осажденного гипса, стали, стекловолокна, углеродных волокон, кевлара, SRI-мономера, полипропилена, минеральной шерсти, хлопка, соломы хлопка или их смесей.
16. Способ получения способного к отверждению состава связующего, содержащего смесь карбоната кальция и каустической окиси магния, заключающийся в том, что получают синтетическую смесь смешиванием карбоната кальция с предварительно полученной каустической окисью магния, приготовленной нагреванием карбоната магния для частичной отгонки двуокиси углерода, при этом от 2 до 50% двуокиси углерода остается в карбонате магния, а карбонат кальция сохраняет, в сущности, всю двуокись углерода с получением в результате смеси окиси магния, карбоната магния и карбоната кальция (MgO, MgCO3 и СаСО3).
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что добавляют 0,1-5% приемлемой неорганической соли для улучшения предпочтительного декарбонирования карбоната магния.
18. Способ по п.16, отличающийся тем, что добавляют сульфатную добавку в количестве 0,01-10%.
19. Способ по п.18, отличающийся тем, что сульфат выбирается из группы, состоящей из серной кислоты, сульфата магния и сульфата алюминия.
20. Способ по п.16, отличающийся тем, что добавляют карбонатную добавку, образующую источник карбонирования в ходе процесса отверждения.
21. Способ по п.20, отличающийся тем, что карбонатная добавка выбирается из группы, состоящей из карбоната натрия, лимонной кислоты, уксусной кислоты, гликолевой кислоты, щавелевой кислоты, причем кислоты выбраны с учетом их способности реагировать с высвобождением диоксида углерода.
22. Способ по п.16, отличающийся тем, что добавляют сульфат алюминия и карбоновую кислоту, составляющие примерно 3-15% от состава.
23. Способ по п.22, отличающийся тем, что дополнительно вводят соль, а сульфат алюминия присутствует в составе в количестве 40-80%, карбоновая кислота присутствует в количестве 10-60%, а соль присутствует в количестве 1-20%.
24. Способ по п.18, отличающийся тем, что дополнительно вводят, по меньшей мере, один наполнитель.
25. Отверждаемый состав, полученный способом по любому из пп.1-15.
26. Отверждаемый состав, полученный способом по любому из пп.16-24.
27. Производственное изделие, выбранное из группы, состоящей из кирпичей, блоков, асфальтовой смеси, черепицы, строительного раствора, труб, панелей, плит, оболочки, структур, статуй, памятников, шпал, столбов, шестов, баков для хранения, лодок, свай, пристаней и марин, содержащее отвердевший состав, отличающееся тем, что состав выполнен по п.25.
28. Производственное изделие, выбранное из группы, состоящей из кирпичей, блоков, асфальтовой смеси, черепицы, строительного раствора, труб, панелей, плит, оболочки, структур, статуй, памятников, шпал, столбов, шестов, баков для хранения, лодок, свай, пристаней и марин, содержащее отвердевший состав, отличающееся тем, что состав выполнен по п.26.
Текст
1 Область назначения изобретения Это изобретение относится к способному к отверждению составу и особенно к улучшенному составу доломитного связующего, который можно смешивать с наполнителями и добавками для получения набора отвердевших составов. Уровень техники Цементы хорошо известны, а неорганические цементы, такие как портландцемент, хорошо известны и используются для образования строительных растворов, бетона и т.п. Недостаток портландцемента заключается в его относительно большом весе на единицу объема. Другим недостатком портландцемента является то, что его неудобно применять с наполнителями, являющимися по своей природе органическими. То есть портландцемент имеет более или менее ограниченное применение с наполнителями минерального типа. Таким образом портландцемент трудно сцепляется с наполнителями, содержащими почву и глину. Это означает, что гравий и песок, при их использовании в качестве наполнителей для портландцемента, нужно тщательно промывать и освобождать от солей, гумуса, глины и определенных видов кислот. Другой недостаток портландцемента состоит в том, что вода для перемешивания должна быть чистой и свободной от загрязнителей. Соленую воду, воду из скважин, солоноватую воду и воду, содержащую большой процент других видов солей, нельзя использовать как воду для перемешивания с портландцементом. Другой известный вид цемента - это цемент оксихлорида магния (магнезиальный цемент), который является цементом, применяемым при работах внутри зданий, например, для полов в больницах или общественных зданиях. Этот цемент получается путем добавления в нужных пропорциях густого раствора хлорида магния к оксиду магния. Этот цемент можно применять с органическими наполнителями,такими как древесная мука, пробка, и с неорганическими наполнителями, такими как камни,для получения отвердевшей массы за короткий период времени, которая может иметь хороший глянец. В этих оксихлоридных цементах можно также применять другие виды органических наполнителей, такие как древесные стружки,древесные опилки и солому. Недостатком цементов из оксихлорида магния является их хрупкость, пористость и малый срок годности при хранении. Другой недостаток этого типа цемента заключается в том,что с ним не просто обращаться, и он не похож на портландцемент, который является сухим сыпучим порошком, который относительно легко обрабатывать и использовать. Другой недостаток состоит в том, что цементы из оксихлорида магния нестабильны в воде и теряют прочность после длительного воздействия воды. 2 Другой вид цемента - это цемент из оксисульфата магния, который слабее, чем цемент из хлорида магния, и получается реакцией окиси магния с водным раствором сульфата магния. Эти цементы также нестабильны в воде. Сущность изобретения Данное изобретение направлено на получение способного к отверждению состава, который в сухом виде может быть в виде порошка, с которым можно обращаться примерно также удобно как с портландцементом и который можно смешивать с различными наполнителями и водой для получения отверждения или прочности. Данное изобретение также направлено на использование некоторых видов добавок к составу, которые могут позволять достигать отверждения с загрязненной водой, и при этом можно использовать органические наполнители. Данное изобретение также направлено на создание различных изделий и на использования этого состава. В одном виде изобретение представляет собой способный к отверждению состав, содержащий карбонат кальция, окись магния с каустиком и карбонатную добавку, которая создает источник карбоксилирования во время процесса отверждения. Термин окись магния с каустиком включает в себя состав магния, содержащий карбонат магния и декарбонизированный магний. Этот термин также включает в себя карбонат магния,который был обработан, например, нагреванием для освобождения диоксида углерода, тем самым образуя частично кальцинированный состав. Точная структура состава и окиси магния с каустиком неизвестна, но этот термин будет использоваться для включения структуры, образованной нагреванием карбоната магния для его частичной декарбонизации, особенно в описанных температурных диапазонах. Состав карбоната кальция и окиси магния с каустиком можно образовать обработкой доломита. Доломит представляет собой карбонат кальция-магния, встречающийся в природе. Настоящий доломит содержит около 54% карбоната кальция и 43% карбоната магния. Естественные доломиты содержат примеси самых разных видов, в том числе соли алюминия, железо и кремнезем. Процентные соотношения карбонатов кальция и магния в доломитах могут меняться. Например, доломит, содержащий 65% карбоната кальция и 30% карбоната магния, называется доломитом с низким содержанием магния. Наоборот, доломит, содержащий 60% карбоната магния и 30% карбоната кальция, называется доломитом с высоким содержанием магния. Обнаружено, что нагрев доломита вызывает высвобождение диоксида углерода, и скорость высвобождения диоксида углерода можно контролировать и менять для получения полно 3 стью или частично кальцинированных доломитов. Если доломит нагревается до 1500 С, весь карбонат высвобождается в виде диоксида углерода и остается смесь окиси кальция и окиси магния. Эти окиси хорошо известны как применяемые в огнеупорных материалах, но окиси непригодны для цементирующего материала. Если доломит нагревается до более низкой температуры, то не весь карбонат разлагается с высвобождением диоксида углерода. Отмечено,что нагрев можно контролировать таким образом, что карбонат магния предпочтительно высвобождается с диоксидом углерода в сравнении с карбонатом кальция. Таким образом, нагрев в температурном диапазоне обычно от 500 до 800 С вызовет предпочтительное разложение карбоната магния. Путем контролирования предпочтительного разложения доломит можно обрабатывать так, чтобы он образовывал способный к отверждению состав посредством преобразования доломита в соединение, содержащее карбонат кальция и окись магния с каустиком. Предпочтительное разложение доломита можно улучшить добавками, такими как неорганические соли. Пригодной для этого солью является хлорид натрия, который можно добавлять в количестве 0,1-5% до нагревания. Эта соль, очевидно, предпочтительно уменьшает температуру декарбонизации МgСО 3, не влияя заметно на более высокую температуру декарбонизации СаСО 3. Соль может увеличить перепад температуры с 100 до 200 С. Выгодно то, что окись магния с каустиком имеет 2-50% диоксида углерода, удержанного внутри карбоната магния, и предпочтительно 23-28%. Хотя молекулярную структуру трудно предусмотреть, тем не менее, структура может содержать смесь карбоната кальция, окиси магния и карбоната магния. Количество диоксида углерода, удерживаемого в составе, влияет на разные параметры, такие как прочность и скорость отверждения. 20-30% удерживаемого диоксида углерода дает пригодную скорость отверждения для многих областей применения. Увеличение количества диоксида углерода повышает скорость отверждения, а уменьшение количества диоксида углерода снижает скорость отверждения. Состав можно также приготовить искусственно смешивая карбонат кальция с заранее образованной окисью магния с каустиком. В этом варианте окись магния с каустиком можно приготовить, подвергая карбонат магния нагреванию, чтобы частично уменьшить количество диоксида углерода до достижения желаемого уровня кальцинирования. В еще одном варианте природный доломит можно нагреть, как описано выше, для получения состава, содержащего карбонат кальция и 4 окись магния с каустиком, и если природный доломит имеет недостаточное количество магния (например, доломит с низким содержанием магния), в смесь можно добавить окись магния с каустиком. Например, руду доломита с низким содержанием магния, содержащую 65% карбоната кальция и 30% карбоната магния плюс примеси,можно кальцинировать так, что магний преобразуется в частично кальцинированную окись магния с каустиком, но в принципе в магнии удерживается 2-20% начально захваченного диоксида углерода. Имея возможность добавлять окись магния с каустиком и карбонат кальция и имея возможность менять смесь этих двух веществ, можно получать составы для использования в виде цемента, имеющие любой требуемый заранее определенный вес или процентное соотношение смешанных материалов. При желании можно менять размеры частиц в составе. Подходящий размер частиц в 5070 микрон при 90% прохождении через сито позволяет применять состав с размерами частиц 60 микрон в разных областях применения. Состав можно размолоть до требуемых размеров частиц, и это можно сделать до или после обработки. Предусмотрены также другие диапазоны размеров частиц, такие как 10-1000 микрон. Можно использовать диапазон 10-90% окиси магния с каустиком и 90-10% карбоната кальция, причем предпочтительная смесь это 60-70% магния и 30-40% кальция. Например, одна тонна доломита будет содержать 650 кг карбоната кальция (СаСО 3) и 300 кг карбоната магния (МgСО 3) плюс 5% примесей. Карбонат магния будет содержать 156:57 кгCO2. Когда 95% СО 2 удалено, потеря веса будет 148:74 кг. Вес кальцинированного доломита будет в таком случае 851:26 кг, что будет включать 650 кг карбоната кальция плюс 143:3 кг окиси магния и 50 кг примесей. (СаСО 3 650 кг/МgО 143:43 кг + 7:8285 кг + 50 кг примесей = 851:26). Пример:: + желаемый вес выбранной окиси магния с каустиком: + примеси 50 кг. Полезные составы можно составлять, когда окись магния с каустиком составляет от 2% от веса карбоната кальция до 300% веса карбоната кальция. Состав можно получать в виде сухого мелкого порошка (т.е. аналогичного порошку портландцемента). 5 К составу можно добавить разные добавки. Добавка или добавки могут ускорить образование сильных связующих веществ и могут помочь перекристаллизации состава, чтобы он отвердел. В процессе отверждения разные добавленные наполнители (которые могут включать в себя органические наполнители, неорганические наполнители, твердые и жидкие наполнители, радиоактивные наполнители, токсичные наполнители и т.п.) могут захватываться отвердевшей матрицей. Одна добавка может содержать сульфат, который можно добавлять при уровнях от 0,01 до 10%. Подходящий сульфат может содержать серную кислоту или сульфат металла, такой как сульфат магния или сульфат алюминия. Другая желательная добавка это такая, которая действует как источник карбоксилирования в составе, чтобы помочь в процессе отверждения. Карбонат, который может разлагаться или реагировать с высвобождением диоксида углерода, для такого случая предпочтителен. Одной из пригодных добавок может быть карбонат металла, такой как карбонат натрия. Другая пригодная добавка может включать в себя карбоновую или поликарбоновую кислоту, которые могут вступать в реакцию с высвобождением диоксида углерода. Другое преимущество карбоната натрия состоит в том, что он будет карбонизировать любые полностью окисленные наполнители, которые можно использовать (например, угольную золу). К числу других добавок могут относиться лимонная кислота, уксусная кислота, гликолевая кислота, щавелевая кислота или ди- или поликарбоновые кислоты или другие подкисляющие вещества. Эти добавки можно добавлять в диапазоне 0,01-5%. Если добавки (такие как лимонная кислота) являются твердыми веществами,их полезно заранее раздробить и превратить в порошок, чтобы они могли эффективно смешиваются с остальной частью состава. Можно использовать размер измельчения менее 250 меш. Сульфат алюминия может быть промышленно изготовленным сульфатом алюминия, имеющим вид гидрации 14 Н 2O. Конечно, можно также использовать более высоко или более низко гидрированные сульфаты алюминия с соответствующей регулировкой весов. Другое подкисляющее вещество может содержать серную кислоту, и его можно добавлять в водную смесь в количестве до 5% по весу. Предпочтительно добавки включают в себя сульфат алюминия и лимонную кислоту (или эквивалентную кислоту, такую как гликолевая кислота или уксусная кислота). Кроме того, может иметься соль, такая как хлорид натрия. Удобно заранее перемешивать добавки и добавлять к составу. Количество добавленной предварительно перемешанной смеси может меняться, например, примерно от 3-10% или более. По-видимому, при использовании напол 001799 6 нителей малых размеров (например, менее 70 микрон) количество добавляемой предварительно перемешанной смеси должно быть больше (примерно 10%), тогда как наполнители больших размеров можно добавлять меньше предварительно перемешанной смеси (например, 3-7%). Если предварительно перемешанная смесь содержит (а) сульфат алюминия, (б) органическую кислоту и (в) соль, предпочтительно, чтобы первый из указанных присутствовал в количестве 40-80%, вторая - присутствовала в количестве 10-60% и третья - присутствовала в количестве 1-20%. Не желая быть связанными теорией, можно сказать, что ингредиент (а) обеспечивает раннюю прочность отвердевшему составу и может помочь в образовании бруцита (МgОН 2) и гелеобразного полимера гидроокиси алюминия,оба из которых помогают в начальном сцеплении состава. Кажется также, что этот ингредиент обеспечивает свойства водонепроницаемости. Ингредиент (б), например лимонная кислота, по-видимому, помогает в карбонизации МgО и Мg(ОН 2) для перекристаллизации состава в отвердевший материал. Кислота может также действовать как лиганд для образования комплексов вокруг наполнителей (например,ионов металла), помогая захватывать их в затвердевающей или отвердевшей матрице. Процесс карбонизации может продолжаться в течение длительного периода времени, что может обеспечить отвердевшему материалу долго сохраняющуюся прочность. Ингредиент (в), вероятно, помогает достигать ранней прочности состава. Наилучший режим Примеры выполнения изобретения будут описаны со ссылками на следующие примеры. Пример 1. Состав доломитного связующего, состоящий из некоторого количества встречающейся в природе доломитной руды, которая до кальцинирования содержала 54% по весу карбоната кальция (СаСО 3) и 43% по весу карбоната магния (МgСО 3) и 3% по весу захваченных примесей любого типа. Эта доломитовая руда была частично кальцинирована, чтобы удалить только 95% по весу диоксида углерода (CO2), содержавшегося в карбонате магния. Количество руды после кальцинирования должно было состоять из 54% по весу карбоната кальция (СаСО 3) и 20:16% частично кальцинированной окиси магния с каустиком (19,12% МgО + 1:04%CO2) и из 3% примесей. Это количество частично кальцинированной доломитной руды было раздроблено и измельчено до мелкозернистости 250 меш. Перемешивание с частично кальцинированной порошкообразной доломитной рудой 5% по весу сульфата глинозема (Al2(SO4)3) и 1% по весу лимонной кислоты (С 6 Н 807), обе из ко 7 торых были превращены в порошок размером 250 меш. Перемешивание всех этих материалов с некоторым количеством жидкости или воды любого вида, чтобы получить взвесь любой заранее определенной вязкости. Эту взвесь можно перемешать с любым требуемым видом и количеством заранее выбранных неорганических или органических наполнителей или комбинацией наполнителей. Разливание, формовка, выдавливание, прессование, распыление всей примеси создаст после сушки и отверждения широкий набор привлекательных строительных изделий. Пример 2. Цементирующий состав доломитного связующего, состоящий из выбранного количества заранее кальцинированного раздробленного и превращенного в порошок (сито в 250 меш) доломита с низким содержанием магния, кальцинированного так, что окись магния с каустиком(МgО), содержащаяся в доломите, содержит 220% по весу диоксида углерода (CO2) как заранее определенное некальцинированное содержимое, к которому добавляется заранее выбранный вес окиси магния с каустиком (МgО) как промышленно производный независимый минеральный продукт, который был выборочно заранее кальцинирован, чтобы содержать аналогичное количество диоксида углерода (CO2), как и окись магния с каустиком (МgО), содержащаяся в доломите. Вес добавленной окиси магния с каустиком (МgО) составляет от 1% до трех весов частично кальцинированной окиси магния с каустиком, содержащейся в доломитной составляющей смеси. Выбранное количество ингредиентов, таких как сульфат глинозема,лимонной кислоты в воде и наполнителей можно добавить так же, как это описано в примере 1. Пример 3. Состав доломитного связующего был создан с заданным количеством промышленно изготовленной и выборочно заранее кальцинированной окиси магния, перемешанной с доломитом. Пример 4. Состав доломитного связующего приготовлен таким же образом, как описано в примере 1, за исключением того, что отмеренное количество 1-20% серной кислоты (H2SO4) добавлено к перемешивающей воде. Получившаяся подобная бетону взвесь показала хорошую прочность и достигла начального отверждения в течение двух часов. Пример 5. Еще один состав доломитного связующего можно приготовить так же, как описано в примере 2, но с тем же весом добавляемой серной кислоты (H2SO4), как и в примере 3. Пример 6. Состав из примера 1 или 2 перемешивался с примерно 3-10% по весу сульфата алюминия. Смесь достигала начального отверждения с хо 001799 8 рошей прочностью, но было обнаружено, что прочность ухудшается спустя всего несколько месяцев, возможно, из-за плохой кристаллизации карбонированием. Пример 7. Состав по примеру 1 или 2 смешивался со смесью добавок, состоящей из сульфата алюминия и хлорида натрия. Общая смесь добавок составляла 3-10%, и количество сульфата алюминия было 60-99%, а хлорида натрия - 1-40%. Состав достигал хорошего отверждения, но вначале имел высокую пористость с водой. Прочность отверждения ухудшилась спустя несколько месяцев, опять же, возможно, из-за плохого карбонирования, но были показания, что пористость с водой затвердевшего продукта уменьшалась, давая умеренную абсорбцию воды. Пример 8. Состав по примеру 1 или 2 смешивался с двумя добавками - сульфатом алюминия и лимонной кислотой. Общий диапазон добавок составлял 3-10%, и из этого количества сульфата алюминия было около 80%, а лимонной кислоты около 20%. Отвердевший материал давал хорошую прочность, причем прочность увеличивалась спустя 30 дней и обеспечивала прекрасную долгосрочную стабильность. Отвердевшее изделие также имело раннюю низкую пористость для воды. Пример 9. Этот пример показывает пригодность состава к использованию в качестве герметизирующего вещества для опасных отходов. Вредные отходы (такие как токсичные металлы) должны быть пассивированы до их удаления и требуют герметизацию в материале, где выщелачивание токсичного материала находится ниже заранее установленных уровней. В этом примере 100 кг доломитного связующего из примера 1 или 2 перемешивалось с 650 г сульфата алюминия, 250 г лимонной кислоты и 100 г хлорида натрия. Этот материал смешивался с водой и с токсичными материалами - мышьяком, кадмием, медью, железом,свинцом, селеном, серебром и цинком. Максимальное допустимое выщелачивание каждого из этих токсичных металлов: мышьяк - 5 мг р/литр,кадмий - 1 мг р/литр, медь - 100 мг р/литр, железо - 100 мг р/литр, свинец - 5 мг р/литр, селен- 1 мг р/литр, серебро - 5 мг р/литр, цинк - 100 мг р/литр. Отвердевший материал, герметизирующий токсичные металлы, подвергался условию выщелачивания, которое состояло в суточном выщелачивании с перемешиванием в буферном слегка кислотном растворе. Выщелоченный материал исследовался и, как обнаружилось, содержал менее 0,1 мг р/литр мышьяка, без кадмия, менее 0,1 мг р/меди, 0,05-0,23 мг р/литр железа, менее 0,1 мг р/литр свинца, без селена,без серебра и менее 0,2 мг р/литр цинка. 9 Результаты показывают, что отвердевший состав доломита имеет прекрасные свойства при герметизации и удержании токсичных металлов,причем свойства выщелачивания обеспечивали долю максимально допустимой концентрации. Пример 10. Состав доломитного связующего по примеру 1 или 2 весом 100 кг смешивался с 800 г сульфата алюминия и 200 г лимонной кислоты,В смесь добавлялась вода, а также радиоактивные отходы угля. Смесь затвердевала и, как обнаруживалось, герметизировала и удерживала радиоактивный уголь без заметных потерь. Пример 11. Связующее из доломита по примеру 1 или 2 в количестве 1000 кг смешивалось с 800 г сульфата алюминия и 200 г лимонной кислоты,добавлялись вода и наполнитель. Смесь формировалась в кирпич, который поэтапно нагревался до 1000 С для проверки воспламеняемости. Кирпич не возгорался, только превращался в золу по внешней стороне кирпича на 1 см. Сравнение веса после и до нагрева указывало на потерю 40% веса. Этот пример показывает, что это вид кирпича не функционирует как топливо и не способствует поддержанию огня. Пример 12. Состав, аналогичный составу по примеру 10 или 11, образовывался без наполнителя. Состав формировался в черепицы для крыши и подвергался механическим испытаниям. Требуемая разрушающая нагрузка должна была превышать 700 Н, но обнаружилось, что реальная разрушающая нагрузка составляла 16002600 Н, показывав, что состав имеет замечательные свойства для использования в качестве черепиц для крыш. Кроме того, проницаемость воды в образованной черепице была исследована с образованием выступающей поверхности наверху черепицы и заполнением ее водой до 12 мм. Испытание продолжалось 2 ч, и визуальное обследование черепицы показало, что черепица достаточно непроницаема для воды. Пример 13. Состав доломита по примеру 1 или 2 (100 кг) перемешивался с сульфатом алюминия (500 г) и лимонной кислотой (200 г). Добавлялась вода для образования взвеси, и в одну часть взвеси добавлялись три части бумажной массы(целлюлозы) и 50 мл акриловой кислоты. Изделию давали отвердеть, затем его формировали в куб и подвергали анализу на прочность при сжатии усилием в 31 МПа. Было показано, что оно имеет хорошую прочность для восприятия нагрузок. Пример 14. Состав доломита из примера 13 был изготовлен на этот раз с включением 2 л взвеси долокрета, перемешанных с четырьмя частями бумажной массы. Образованный куб имел прочность при сжатии 14-17 МПа. 10 Пример 15. К составу доломита 1 л добавлялись 2 л вулканического пепла и 10 мл акриловой кислоты, смесь отвердевала и формировалась в куб, и имела прочность при сжатии 11-20 МПа. Пример 16. К составу доломита 3 л добавлялись 3,25 л измельченной бумаги, 1 л вермикулита 4. Смесь отвердевала, формировалась в куб и имела прочность при сжатии 11-12 МПа. Пример 17. К 3 л состава доломита добавлялись 0,5 л бумаги и 0,5 л вермикулита сорта 4. Материал отвердевал, формировался в куб и, как обнаружилось, имел прочность при сжатии 23,5-24,5 МПа. Пример 18. К 2 л состава доломита добавлялись 1,5 л крекерной пыли и 0,5 л медного штейна. Куб,образованный из отвердевшего состава, имел прочность при сжатии 19,5-20 МПа. Пример 19. К 2 л состава доломита добавлялись 2 л измельченных автомобильных шин. Образованный куб имел прочность при сжатии 5,5-6,5 МПа. Пример 20. К 1 л состава доломита добавлялись 3 л грубого гравия медного штейна и 1 л песка. Образованный куб имел прочность при сжатии 26,5-28,5 МПа. Пример 21. К 1,5 частям состава доломита добавлялись 2,5 частей грубых опилок, 0,5 частей бумажной массы и 50 мл акриловой кислоты. Обнаружилось, что образованный куб имел прочность при сжатии 27-29 МПа. Пример 22. К 1,5 частям состава доломитного связующего добавлялись 2,5 частей грубых опилок, 1 часть мелких опилок, 1 часть бумажной массы и 50 мл акриловой кислоты. Образованный куб имел прочность при сжатии 19,5-22,5 МПа. Пример 23. К 1,5 мл состава доломита добавлялись 0,5 частей золы из электростанции, 0,5 частей бумажной массы и 50 мл акриловой кислоты. Образованный куб имел прочность при сжатии 23,5-24,5 МПа. Пример 24. К двум частям состава доломитного связующего добавлялись две части грубых опилок,две части бумажной массы и 0,5 частей акриловой кислоты. Образованный куб, как оказалось,имел прочности при сжатии 14-17,5 МПа. Пример 25. К 2,5 частям состава доломита добавлялись две части мелких частиц бумаги 1, две части мелких частиц бумаги 2, две части грубых опилок и 0,7 частей акриловой кислоты. Образованный куб имел прочность при сжатии 20-22,6 МПа. 11 Пример 26. К составу доломита, одна часть, добавлялись две части пляжного песка. Состав перемешивался с морской водой с образованием затвердевающего состава, который формировался в куб. Куб имел длину около 77 мм по каждой грани, и была обнаружена прочность при сжатии 28,5-29,3 МПа. Дальнейшие испытания показали, что к составу можно примешивать различные наполнители и укрепляющие (армирующие) вещества для получения ряда пригодных промышленных изделий. К числу пригодных наполнителей относятся, не ограничиваясь этим, зола электростанций, вулканический пепел, глинозем, красный шлам, раздробленный камень, песок, коралл, пемза, стекло, ценосферы, перлит, вермикулит, гранулы стирола, опилки, измельченная резина, солома, рисовая пленка (лузга), волокно кокосовых орехов, древесные палочки, древесная кора, бумага, картон, пластики, бетонный щебень, почва, концентрат свинца, оксид свинца, свинцовая вата, бор, литий, кадмий, L А батарейки, металлическая пыль и химически осажденный гипс. К числу пригодных укрепляющих агентов относится сталь, стекловолокно,углеродное волокно, кевлар, SRI-мономер, полипропилен, минеральная шерсть, хлопок и солома. Можно изготовлять следующие изделия: кирпичи, блоки, асфальтовую смесь, черепицу,строительные растворы, трубы, панели, плиты,оболочки, структуры, статуи, памятники, шпалы, столбы, шесты, баки, лодки, сваи, пристани и марины. Состав согласно изобретению можно готовить в виде сухого сыпучего порошка, который можно засыпать в мешки и хранить неопределенное время. К порошку можно добавлять наполнители, такие как песок и гравий (известные наполнители), но в отличие от портландцемента можно добавлять органические наполнители,такие как солома, пробка, древесная мука, опилки и т.п. В смесь можно добавлять воду для образования строительного раствора, материала,обрабатываемого мастерком, или бетона, и в отличие от портландцемента вода может быть солоноватой, соленой и не обязательно совершенно чистой. Следует понимать, что можно сделать разные другие изменения и модификации в описанном примере выполнения, не отходя от существа и объема изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ получения способного к отверждению состава связующего, содержащего смесь карбоната кальция и каустической окиси магния, заключающийся в том, что нагревают доломит естественного происхождения при температуре в диапазоне от 500 до 800 С для обеспечения предпочтительного декарбониро 001799 12 вания карбоната магния путем высвобождения двуокиси углерода, при этом от 2 до 50% двуокиси углерода остается в карбонате магния без существенного декарбонирования карбоната кальция с получением в результате смеси окиси магния, карбоната магния и карбоната кальция(MgO, MgCO3 и СаСО 3). 2. Способ по п.1, отличающийся тем, доломит представляет собой доломит с низким содержанием магния, к которому добавляется каустическая окись магния. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что добавляют 0,1-5% приемлемой неорганической соли для улучшения предпочтительного декарбонирования карбоната магния. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что каустическая окись магния имеет 2-20% диоксида углерода, удержанного в карбонате магния. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что состав имеет размер частиц 50-80 микрон при 90% прохождении через сита в 160 микрон. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что добавляют сульфатную добавку в количестве 0,01-10%. 7. Способ по п.6, отличающийся тем, что сульфат выбирается из группы, состоящей из серной кислоты, сульфата магния и сульфата алюминия. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что добавляют карбонатную добавку, образующую источник карбонирования в ходе процесса отверждения. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что карбонатная добавка выбирается из группы,состоящей из карбоната натрия, лимонной кислоты, уксусной кислоты, гликолевой кислоты,щавелевой кислоты, причем кислоты выбраны с учетом их способности реагировать с высвобождением диоксида углерода. 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что карбонатная добавка присутствует в количестве 0,01-5%. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что добавляют сульфат алюминия и карбоновую кислоту, составляющие примерно 3-15% от состава. 12. Способ по п.11, отличающийся тем, что дополнительно вводят соль, а сульфат алюминия присутствует в составе в количестве 4080%, карбоновая кислота присутствует в количестве 10-60%, а соль присутствует в количестве 1-20%. 13. Способ по п.6, отличающийся тем, что дополнительно вводят, по меньшей мере, один наполнитель. 14. Способ по п.13, отличающийся тем, что наполнитель составляет 3-90% от всего состава. 15. Способ по п.14, отличающийся тем,что, как минимум, один наполнитель выбирается из группы, состоящей из золы электростанций, вулканического пепла, глинозема, красного шлама, раздробленного камня, кораллового пес 13 ка, пемзы, стекла, ценосфер, перлита, вермикулита, гранул стирола, опилок, измельченной резины, соломы, рисовой лузги, волокон кокосовых орехов, древесных щепок, древесной коры, бумаги, картона, пластика, бетонного щебня, почвы, концентрата свинца, оксида свинца,свинцовой ваты, бора, лития, кадмия, металлической пыли и химически осажденного гипса,стали, стекловолокна, углеродных волокон, кевлара, SRI-мономера, полипропилена, минеральной шерсти, хлопка, соломы хлопка или их смесей. 16. Способ получения способного к отверждению состава связующего, содержащего смесь карбоната кальция и каустической окиси магния, заключающийся в том, что получают синтетическую смесь смешиванием карбоната кальция с предварительно полученной каустической окисью магния, приготовленной нагреванием карбоната магния для частичной отгонки двуокиси углерода, при этом от 2 до 50% двуокиси углерода остается в карбонате магния,а карбонат кальция сохраняет, в сущности, всю двуокись углерода с получением в результате смеси окиси магния, карбоната магния и карбоната кальция (MgO, MgCO3 и СаСО 3). 17. Способ по п.16, отличающийся тем, что добавляют 0,1-5% приемлемой неорганической соли для улучшения предпочтительного декарбонирования карбоната магния. 18. Способ по п.16, отличающийся тем, что добавляют сульфатную добавку в количестве 0,01-10%. 19. Способ по п.18, отличающийся тем, что сульфат выбирается из группы, состоящей из серной кислоты, сульфата магния и сульфата алюминия. 20. Способ по п.16, отличающийся тем, что добавляют карбонатную добавку, образующую источник карбонирования в ходе процесса отверждения. 14 21. Способ по п.20, отличающийся тем, что карбонатная добавка выбирается из группы,состоящей из карбоната натрия, лимонной кислоты, уксусной кислоты, гликолевой кислоты,щавелевой кислоты, причем кислоты выбраны с учетом их способности реагировать с высвобождением диоксида углерода. 22. Способ по п.16, отличающийся тем, что добавляют сульфат алюминия и карбоновую кислоту, составляющие примерно 3-15% от состава. 23. Способ по п.22, отличающийся тем, что дополнительно вводят соль, а сульфат алюминия присутствует в составе в количестве 4080%, карбоновая кислота присутствует в количестве 10-60%, а соль присутствует в количестве 1-20%. 24. Способ по п.18, отличающийся тем, что дополнительно вводят, по меньшей мере, один наполнитель. 25. Отверждаемый состав, полученный способом по любому из пп.1-15. 26. Отверждаемый состав, полученный способом по любому из пп.16-24. 27. Производственное изделие, выбранное из группы, состоящей из кирпичей, блоков, асфальтовой смеси, черепицы, строительного раствора, труб, панелей, плит, оболочки, структур,статуй, памятников, шпал, столбов, шестов, баков для хранения, лодок, свай, пристаней и марин, содержащее отвердевший состав, отличающееся тем, что состав выполнен по п.25. 28. Производственное изделие, выбранное из группы, состоящей из кирпичей, блоков, асфальтовой смеси, черепицы, строительного раствора, труб, панелей, плит, оболочки, структур,статуй, памятников, шпал, столбов, шестов, баков для хранения, лодок, свай, пристаней и марин, содержащее отвердевший состав, отличающееся тем, что состав выполнен по п.26.
МПК / Метки
МПК: C04B 9/00
Метки: способный, состав, использование, отверждению
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/8-1799-sposobnyjj-k-otverzhdeniyu-sostav-i-ego-ispolzovanie.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способный к отверждению состав и его использование</a>
Предыдущий патент: Противоревматические средства
Следующий патент: Способы лечения и предупреждения неблагоприятного воздействия активных форм кислорода.
Случайный патент: Способ подавления пыли измельченного минерального вещества