ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

«Способ получения магнезиального вяжущего из бишофита»

Рекомендуемая область пременения

Технология производства строительных материалов и изделий:
Новый способ получения магнезиального вяжущего из природного бишофита для изготовления жаростойких бетонов, ксиломета, срибромета, искусственного мрамора.

Назначение, цели и задачи проекта

Задача новшества: более равномерное изменение объема вяжущего при твердении, повышение скорости твердения, конечной прочности, а также качества вяжущего.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения магнезиального вяжущего, включающий обжиг гидроксида магния при 400-600^о С и смешение продукта обжига с раствором бишофита (патент США № 4003752, С 04 В 9/04, 1977 – прототип). Недостатком известного способа является высокая температура обжига сырья (400-1000^о С), что повышает плотность оксида магния, снижает его активность и способствует неравномерному изменению объема вяжущего при твердении, а также большое содержание примесей в продукте и сравнительно низкое содержание MgO(42%).

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Задачей работы является более равномерное изменение объема вяжущего при твердении, повышение скорости твердения, конечной прочности, а также качества вяжущего. Поставленная задача решается тем, что в способе получения магнезиального вяжущего, включающем обжиг гидроксида магния при 400-600^о С и смешение продукта обжига с раствором бишофита известковым молоком, обжиг ведут до достижения потерь при прокаливании 30,0-30,8%, а полученный продукт содержит 98-99% MgO. Получение химическим путем гидроксида магния обработкой рассола бишофита известковым молоком снижает содержание в нем примесей и повышает содержание магнезиальной составляющей, а также обеспечивает его тонкодисперсную структуру. Состав и структура гидроксида магния позволяют снизить температуру обжига до 400-600^о С, что обеспечивает получение кристаллов оксида магния с более высокой пористостью и удельной поверхностью – каустический брусит и повышает активность вяжущего.

Продукт проверяют на активность при взаимодействии с водой и на прочность при твердении. Для определения активности порошок оксида магния гидратируют водой в соотношении магнения: вода=1:2 при 20^о С до полной гидратации. Для твердения вяжущего и определения прочности порошок оксида магния смешивают с раствром бишофита плотностью 1,2 /см³ до получения теста нормальной густоты (ГОСТ 1216-87), формируют образцы, которые испытывают на прочность при сжатии в суточном и 28-дневном возрасте воздушного твердения. Полученный по предлагаемому способу оксид магния обладает высокой чистотой (MgO 98%, CaO 1%) и степенью белизны и по составу отвечает требованиям ГОСТ 1218-87 к порошкам магнезитовым каустическим марки ПМК-90. Результаты испытания представлены в таблице.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Ввиду неограниченных запасов бишофита в Нижнее-Волжском регионе (свыше 300 млрд. тонн) и отсутствие затрат на его переработку стоимость предлагаемого мпгнезиального вяжущего значительно ниже известных (на 20-25%).

Введение бишофита в предлагаемые вяжущие при изготовлении бетона приводит к его уплотнению и упрочнению.

При этом прочность бетона в ранние сроки твердения увеличивается на 50%, сокращается время рабочего процесса, что ведет к экономии энергозатрат (на 25-30%). Для увеличения экономии энергозатрат необходимо внедрение менее энергоемкой техники.

Гидратационная активность предлагаемого вяжущего в среднем в 23 раза выше гидратационной активности традиционных магнезиальных вяжущих, что значительно снижает трещинообразование, увеличивает срок службы строительных материалов.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

 Результаты исследования свидетельствуют о том (см. таблицу в п. 9), что вяжущее быстро твердеет (гр. 6), прочность в суточном возрасте составляет 50-60% от 28-днейной, имеет высокую конечную прочность 60-70 МПа. Гидратационная активность (гр. 5) предлагаемого вяжущего в 5-50 и более раз выше гидратационной активности традиционных магнезиальных вяжущих и это снижает трещинообразование и предотвращает саморазрушение изделий. Образцы нового вяжущего показывают равномерное изменение объема при твердении за счет увеличения скорости гидратации.

Вяжущее является экологически чистым и бактерицидным продуктом.

Новые потребительские свойства продукции

Высокая прочность, трещиностойкость, пожаробезопасность, долговечность.
Стройматериалы экономически чистые, атмосферостойкие, бактерицидные. Отсутствие затрат на переработку бишофита предполагает значительное снижение стоимости вяжущего.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Соответствует государственным стандартам.

Стадия и уровень разработки

Волгоградским государственно-архитектурным университетом (ВолгГАСУ) проведены многолетние экспериментальные исследования по изучению использования бишофита, а также на предприятиях строиндустрии, в частности, в ЗАО ПО «Завод силикатных стройматериалов» разработаны технологии по применению бишофита в строительстве, проведено его опытное внедрение по изготовлению магнезиального вяжущего.
Трудности в освоении технологии отсутствуют, так как предприятие – разработчик специализируется на исследованиях данной продукции.
Имеется полный комплект техдокументации: научные разработки, патент, создание совместного предприятия.
Проводится модернизация разработки с целью улучшения и расширения потребительских свойств.
Однако для широкого внедрения магнезиального вяжущего в строительную практику сегодня требуется решить ряд проблем федерального масштаба: от разработки государственных стандартов и строительных норм касательно магнезиального вяжущего и строительных материалов на его основе – до организации добычи и переработки магнезиального сырья в промышленных объемах.

Предлагаемые инвестиции

6,800 млн. руб.

Рынки сбыта

Предлагаемое магнезиальное вяжущее из бишофита предназначено для изготовления жаростойких бетонов и изделий из него для строительства индустриальных, жилищных, торговых и др. зданий и сооружений. Применение предполагается в строительной отрасли России.

Возможность и эффективность импортозамещения

Да. По сравнению с прототипом (патент США № 4003752) предлагаемый способ позволяет осуществить более равномерное изменение объема вяжущего при твердении, повысить скорость твердения, конечную прочность, а также качество вяжущего.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

72

Дата поступления материала

09.04.2007