Сырьевая смесь на основе отходов базальтовой ваты для получения теплоизоляционного материала

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ БАЗАЛЬТОВОЙ ВАТЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА(71) Заявитель Белорусский государственный университет(72) Авторы Леонович Сергей Николаевич Свиридов Дмитрий Вадимович Щукин Георгий Лукич Беланович Анатолий Леонидович Савенко Виктор Петрович Карпушенков Сергей Александрович(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет(57) Сырьевая смесь на основе отходов базальтовой ваты для получения теплоизоляционного материала, включающая 46 -ный раствор гидроксида натрия, жидкое стекло с модулем 2,6-3,2, отходы базальтовой ваты, аэросил технический, доломитовую муку и воду при следующем соотношении компонентов, мас.46 -ный раствор гидроксида натрия 10-20 жидкое стекло с модулем 2,6-3,2 10-20 отходы базальтовой ваты 45-55 аэросил технический 5-10 доломитовая мука 5-10 вода 3-7. Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при изготовлении сырьевых смесей, содержащих техногенные отходы базальтовой ваты, для получения теплоизоляционных материалов и других изделий. В настоящее время сотни тонн отработанной базальтовой ваты в виде субстрата и отходов демонтажа теплоизоляционных конструкций без утилизации вывозятся на специальные полигоны либо поля, где под воздействием атмосферных условий остеклованные структуры базальтовой ваты разрушаются и в виде пыли иглообразных частиц наполняют воздушную и водную среду, при этом нарушается ее экологическая безопасность. Проблема защиты окружающей среды от вредного воздействия иглообразных остеклованных частиц остро стоит не только в республике, но и в других странах. Конкретных способов утилизации отходов базальтовой ваты в известной патентной и технической литературе не обнаружено. В известном техническом решении, принятом за прототип 1, предлагается использовать базальтовое волокно в сырьевой смеси в качестве 18380 1 2014.06.30 армирующего компонента, которое в виде пушонки в количестве 12-30 вводится в сырьевую смесь теплоизоляционного материала. Однако перевод базальтового волокна в состояние распушивания с целью равномерного его распределения по объему смеси небезопасен для обслуживающего персонала. Задачей изобретения является утилизация техногенных отходов базальтовой ваты и создание на их основе сырьевой смеси для получения теплоизоляционных материалов,обладающих высокой прочностью и низкой теплопроводностью. Поставленная задача решается тем, что сырьевая смесь на основе отходов базальтовой ваты для получения теплоизоляционного материала содержит 46 -ный раствор гидроксида натрия, жидкое стекло с модулем 2,6-3,2, отходы базальтовой ваты, аэросил технический, доломитовую муку и воду при следующем соотношении компонентов, мас.46 -ный раствор гидроксида натрия 10-20 жидкое стекло с модулем 2,6-3,2 10-20 отходы базальтовой ваты 45-55 аэросил технический 5-10 доломитовая мука 5-10 вода 3-7. Предлагаемый способ состоит не только в расширении сырьевой базы получения теплоизоляционных материалов, но и вовлечении в их производство экологически небезопасных отходов базальтовой ваты, которая широко применяется как в ремонтностроительной индустрии в качестве теплоизоляционного материала, так и в тепличнопарниковых хозяйствах в качестве субстрата и т.д. Техническим результатом при получении теплоизоляционных материалов является утилизация техногенных отходов базальтовой ваты и получение на их основе теплоизоляционных материалов. Сущность изобретения состоит в том, что при обработке отходов базальтовой ваты раствором щелочно-силикатного активатора (смесь раствора едкого натрия и жидкого стекла) при температуре 80-100 С происходит растворение базальтовой ваты с образованием геополимерного базальтового вяжущего 2, которое образует с аморфным аэросилом и доломитовой мукой сырьевую смесь, после сушки и вспучивания которой получаются теплоизоляционные материалы, обладающие высокой прочностью и низкой теплопроводностью. Сырьевую смесь готовили следующим образом смешивали расчетное количество жидких компонентов 46 -ный раствор едкого натра (ГОСТ 2263-79), жидкое стекло с модулем 2,6-3,2 (ГОСТ 13078-81) и воду, раствор нагревали до 70-80 С и при перемешивании вводили в грубо дробленном виде расчетное количество отходов базальтовой ваты. Смесь перемешивали в течение 3 ч при температуре 70-80 С до приобретения жидкого состояния. Затем в раствор смеси вводили аэросил технический (ТУ РБ 400069905.0252005), доломитовую муку (ГОСТ 14050-93) и снова перемешивали до однородного состояния в течение 2 ч. Приготовленную сырьевую смесь помещали в форму, высушивали при температуре 80-100 С до влажности 5-7 в течение 2-3 ч и затем вспучивали при температуре 350 С в течение 45 мин. Предельные концентрации исходных компонентов сырьевой смеси обусловлены тем,что уменьшение или увеличение их концентраций приводит к образованию неоднородной смеси, что отрицательно сказывается на ее вспучиваемости и, соответственно,на качестве получаемых теплоизоляционных материалов. Для экспериментальной проверки изобретения были изготовлены следующие составы состав по прототипу и три состава по изобретению (табл. 1). Объемную плотность и прочность на сжатие вспученных материалов определяли в соответствии с ГОСТ 17177-91. Теплопроводность образцов определяли на измерителе теплопроводности ИТЭМ-1 (ТУ 25-11.1601-81). 18380 1 2014.06.30 Физико-механические свойства образцов вспученных теплоизоляционных материалов приведены в табл. 2. Таблица 1 Рецептуры составов для получения теплоизоляционных материалов Содержание, мас.Жидкое стекло НатБа- АэроПерЩеНомер РастОтход Мука Туф рий заль- сил лит лочные на базальсостава вор с модолотонко кремтовое техвспу алюмо Вода смесидулем сухое товой митомоло- нево- ничеченси(46 ) 2,6-3,2 веще- ваты вая тый фтори локно ский ный ликаты стый ство Таблица 2 Физико-механические свойства образцов вспученных теплоизоляционных материалов Состав смеси Прототип Пример 1 Пример 2 Пример 3 Из данных табл. 2 следует, что объемная плотность и теплопроводность образцов теплоизоляционных материалов по изобретению находятся в пределах этих свойств образцов,полученных по прототипу, а прочность на сжатие образцов по изобретению на 50-60 больше, чем у образцов по прототипу. Таким образом, заявляемая сырьевая смесь на основе отходов базальтовой ваты для получения теплоизоляционного материала обеспечивает утилизацию техногенных отходов базальтовой ваты и получение на их основе сырьевой смеси для получения теплоизоляционного материала, обладающего высокой прочностью и низкой теплопроводностью. Источники информации 1. А.с. СССР 1629277, МПК С 04 В 28/26, 1991. 2. Ерошкина Н.А. и др. Перпективность горных пород в качетве сырья для производства геополимеров Сб. научн. трудов Междунар. НТК Композиционные строительные материалы. Теория и практика. - Пенза, 17-18 мая 2007. - С. 92-95. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3