制造无机水硬粘合剂的方法技术

技术编号:7140750 阅读:317 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
制造用于建筑和建筑制品的粘合剂的方法包括,选自包含通过使固体燃料燃烧产生的固体产物、冶金炉渣、得自地下火的产品、开采化石燃料之后烧尽开采废物倾倒物的产物、玻璃生产中的废物、陶瓷生产中的废物、砖和混凝土构件的废物、热活化粘土、低结晶火成碎屑岩、沉积的铁矾土、铝土矿、蛋白石、水铝英石、硅藻土岩、石灰石、粘土岩和粘土的组的人造和/或天然材料通过以下作用进行物理处理:动力脉冲,在所述动力脉冲期间,通过在1×10-6~1×10-2s的非常短的时间内作用相对于1g被处理材料大小为50~3×105N的力将机械能Etk施加到被处理材料的颗粒或多个将机械能Etk施加给被处理材料的颗粒的后续脉冲;和/或通过使频率15×101~15×106Hz和强度10-2~103T的交变和/或可变磁场的磁能Etm与施加机械能一起和/或之后将磁能施加到被处理材料的颗粒,所述磁能在被处理材料中存在铁磁性物质颗粒时所述磁场作用于铁磁性物质颗粒上和/或作用于所述材料颗粒中由于施加机械能而产生的缺陷中的电荷上,结果,被处理材料的内部能量值增加、其颗粒变得更细,至少达到200微米,同时防止了其颗粒的再聚集,并且提高了被处理材料的化学反应性,以获得干燥的粘合剂和/或建筑材料,和/或水以基于被处理材料重量的8.20重量%~420重量%的量加入以获得可成形的湿式粘合剂和/或可成形的湿式材料,它们可以成形为期望形式的产品,和/或通过高压釜模塑和/或干燥加热硬化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
目前在各种工业,特别是例如建筑工业或农业中大量需要粘合剂。有机和无机粘 合剂的价格持续增长,再加上投入价格的增加,特别是能量的价格增加,这对于它们消耗量 大的工业领域而言意味着巨大的经济负担。另一方面,在一些工业中,特别是能源、冶金和 采矿工业中,出现大量的废物或只是难以利用的副产品。它们是对环境相当大的负担。这 些材料中只有小部分(10% 20% )在较简单的领域中找到调整为小集料替代物的用途, 例如作为建筑材料中的填料,或者作为所谓“混合”或“含灰分”水泥中所谓的火山灰部分。 在冶金工业中出现的一些废物,特别是部分颗粒化的炉渣在生产所谓“炉渣”水泥中用作添 加剂。最近,已经进行了实验以使用颗粒化炉渣、与热活化粘土混合在一起的灰分作为制造 所谓的“地聚合”粘合剂的主要成分。然而,它们的制造是相对困难的,它们的处理完全不 同于处理常规建筑材料的常规实践,并且它们伴随有许多附加的复杂性。因此,虽然具有相 对广范围的受关注的特点,它们并没有找到太多的实际应用。其它材料,例如得自地下火的 材料、露天煤矿中上覆岩层(overburden)的材料、或烧尽的深井采矿料堆的材料根本不用 于制造粘合剂。这些材料有支付得起的价格。通常,它们的处理并不是能量密集型的,因为 已经在它们中加入了足够的能量。同样地,也不使用可以用于制造这样的粘合剂和产品的 天然岩石。它们在不存在大量的来自工业活动的废物或副产品的国家中是特别重要的,虽 然这样的替代粘合剂和材料自身的确可确保运输基础设施和其它工业分支的发展,例如, 没有任何建筑投资和要求高能量的工厂如水泥厂。
技术实现思路
根据本专利技术的理念,在物理活化技术的使用中,可以发现使建筑粘合剂的制造更 有效和更廉价的未被利用的潜力,所述活化是对被处理材料的颗粒使用强的机械、磁、声或 电脉冲的作用,所述物理活化不仅能够改善目前常规生产的建筑粘合剂或其它粘合剂的质 量,而且还明显扩大了用于这种制造的原材料基础,尤其是各种大规模工业制造中出现的 废弃材料或副产品的使用。而且,机械活化可以减少用于粘合剂制造的能量消耗量的方式 带来相当大的能量节约。本专利技术的主题是制造特别适合用于建造、重建或凝固目的的无机粘合剂的方法。 本专利技术有利地用于制造干燥的粘合剂(dastite)、水硬性和罗马石灰、基于波特兰熟料 (Portland clinker)的水泥、非熟料水泥和矾土水泥以及硫酸盐粘合剂。本专利技术的内容包括选自包括尤其是、但不限于固体燃料出现的固体产物、冶金 炉渣、得自地下火的产品(ground fire product)、开采化石燃料后烧尽开采废物倾倒物 的产物、玻璃生产中的废物、陶瓷生产中的废物、建筑用砖和混凝土废物、热活化粘土、低结 晶火成碎屑岩、沉积的铁矾土、铝土矿、蛋白石(opalolite)、水铝英石(allophanolite)、硅藻土岩石、石灰石、粘土岩和粘土的组的人造和/或天然来源材料的颗粒进行物理处理, 所述物理处理包括作用至少一个力脉冲,优选作用更多的后续力脉冲,以将机械能量Etk 施加给被处理材料的颗粒,其结果是形成晶体结构基本晶格特征的错位、紊乱和变化,以及 在它们的分形性质空间网络中的裂缝、缝隙和其它缺陷,在被处理材料的颗粒上和这些缺 陷和活性表面的带电活性中心上形成活性表面;和/或通过频率150 15X IO6Hz和强度 IO-2IO3T的交变和/或可变磁场对被处理材料的颗粒施加磁能Etm,该磁场在被处理材料中 存在铁磁性物质颗粒时作用于铁磁性物质颗粒和/或所述材料颗粒的由于施加机械能而 产生的缺陷中的电荷上,从而被处理材料的内部能量提高,使所述材料的颗粒尺寸变得更 细,有利地颗粒尺寸降低到至少200 μ m,同时防止其颗粒的再聚集。具体地,根据本专利技术提 供的这种处理的目的是提高被处理材料的化学反应性,从而实现以下优点的至少之一节 约加工期间提供的能量、减小时间消耗、改善最终产品的质量、和扩大用于加工的原材料的 应用领域。根据本专利技术的另一优选实施方式,磁能^11传递到被处理材料颗粒优选在施加 机械能Etk的同时进行或者在所述施加之后进行。为了本专利技术的目的,任何颗粒、晶体或碎 片、粒料或它们的其它聚集物被认为是这种材料的颗粒。在所述颗粒的粒度过于粗糙的情 况下,根据优选实施方式之一,首先将颗粒粉碎为小于5mm的颗粒大小。然后,如上所述,使 颗粒进行根据本专利技术的加工处理。施加机械能中力非常短时间的作用是为了在被处理材料的内部结构中产生缺陷, 因为当在这样短时间内施加作用力时没有时间来补偿力的作用。根据另一有利的实施方式,在根据本专利技术的处理之前和/或其进行期间和/或在 这种物理处理之后以基于被处理材料的重量的0. 50 80. 00重量%的量将化学添加剂加 入到被处理材料中,该化学添加剂提高PH和/或提供元素的离子,该元素选自包含元素Ca、 Mg、Fe、Mn、P和S的组。根据另一有利的实施方式,将填料以不超过基于被处理材料的重量 的700重量%的量与用于提高pH值或提供离子的所述添加剂一起加入,或者将填料单独加 入,以得到干燥粘合剂和/或干燥建筑材料。根据另一有利的实施方式,将水以基于被处理 材料的重量的8. 20 420重量%的量加入以得到能成形的湿材料,该湿材料可以通过高压 釜模塑(autoclaving)和/或干燥升温成形为所需形状的产品或固化。根据本专利技术的又一有利实施方式,在被处理材料是由固体燃料的燃烧产生的固体 产物的情况中,其化学组成可通过向燃烧的固体燃料中根据以下关系以与燃烧的固体化石 燃料中灰分和硫含量成正比的量加入添加剂以优化,所述添加剂含有选自包含Ca、Mg、Fe、 Mn的组的至少一种元素mA = mP/Xkl+ms *)(k2,其中mA为每一吨固体燃料加入的添加剂重量, mP为一吨固体燃料中含有的灰分重量,ms为一吨固体燃料中含有的硫重量,Xkl为其值取决 于所述添加剂组成并且其通常为2 8之间的数的系数,Xk2为其值取决于所述添加剂组成 并且其通常为1 4之间的数的系数。根据甚至更有利的实施方式,在使用固体燃料燃烧 之前,这种添加剂可单独地或者与该固体燃料一起进行机械活化。根据本专利技术的有利实施 方式,所述添加剂含有至少30重量%,更有利地40 80重量%的所述元素。所述添加剂 为,例如,该元素的氧化物、其碳酸盐或氢氧化物、或甚至单独的该元素。有利地,在对被处理材料颗粒施加机械能之前和/或与其同时和/或所述施加之 后,所述被处理材料的粒度组成和相组成通过加压粒化和/或以波长Imm 103mm和10_2 103ff/em2强度的电磁辐射作用1 15 X IO3秒来优化。有利地,在对被处理材料颗粒施加机械能之前和/或同时和/或之后,所述被处理 材料的粒度组成和相组成通过加压粒化和/或加热到150 15000°C的温度5 15X IO3 秒来优化。本专利技术利用了对经常被认为是废物或难以利用的副产物的各种各样天然和人造 材料中存在的一些物质的化学性质的物理刺激,所述物质在通过上述物理处理之后在水的 存在下能够水合和再次结晶为新的相。如果它们具有足够的在水的存在下可进入到反应中 的挥发性阳离子和阴离子时,这是特别正确的。当然,在本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.由人造或天然来源、或者它们的组合的材料制造无机粘合剂的方法,特征在于,选自包含通过使固体燃料的燃烧产生的材料、冶金炉渣、得自地下火的产品、开采化石燃料之后烧尽开采废物倾倒物的产物、玻璃生产中的废物、陶瓷生产中的废物、砖和混凝土构件的废物、热活化粘土、低结晶火成碎屑岩、沉积的铁矾土、铝土矿、蛋白石、水铝英石、硅藻土岩、石灰石、粘土岩和粘土组的至少一种任意材料通过以下作用进行物理处理:至少一个动力脉冲,在所述至少一个动力脉冲期间,通过在1×10-6~1×10-2s的非常短的时间内作用相对于1g被处理材料大小为50~3×105N的力将机械能Etk施加到被处理材料的颗粒;和/或频率150~15×106Hz和强度10-2~103T的交变或可变磁场的磁能Etm,所述磁场在被处理材料中存在铁磁性物质颗粒时作用于铁磁性物质颗粒上,或者所述磁场作用于所述材料颗粒中由于施加机械能而产生的缺陷中的电荷上,结果,被处理材料的内部能量值增加、其颗粒变得更细,同时防止了其颗粒的再聚集,从而提高了被处理材料的化学反应性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:米洛斯·法尔特斯
申请(专利权)人:达斯蒂特管理公司
类型:发明
国别省市:CZ

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