Сырьевая смесь для производства силикатного кирпича

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления силикатного кирпича автоклавного твердения из попутного продукта глиноземного производства -нефелинового шлама. Сырьевая смесь для производства силикатного кирпича, включающая нефелиновый шлам и алюминат натрия, дополнительно содержит гидрокарбоалюминат кальция и флокулянт на основе продуктов полимеризации акриловых производных типа "Алклар 500, 600", при следующем соотношении компонентов в пересчете на сухое вещество, мас.%: нефелиновый шлам 92,99-97,5, алюминат натрия 1,0-3,0, гидрокарбоалюминат кальция 1,5-4,0, флокулянт типа "Алклар-500,600" -0,002-0,01. Благодаря этому достигается технический эффект - повышается трещиностойкость, улучшаются декоративные свойства кирпича. Социальный эффект - расширение использования отходов глиноземного производства и улучшение экологической обстановки в районе предприятия. 2 табл.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления силикатного кирпича автоклавного твердения из попутного продукта глиноземного производства нефелинового шлама.

Известна сырьевая смесь для производства силикатного кирпича, включающая нефелиновый шлам и активаторы твердения в виде извести и гипса (Боженов П.И. Кавалерова В.И. Нефелиновые шламы. Л.М. Стройиздат, 1966). Недостатком такой сырьевой смеси является необходимость специального приготовления отдельных компонентов, а также низкие физико-механические характеристики готовых изделий.

Известна сырьевая смесь для производства силикатного кирпича, включающая нефелиновый шлам и в качестве активатора твердения раствор едкой щелочи (авт.св. N 513954, 1976).

Известна смесь для изготовления строительных изделий (аналог), включающая нефелиновый шлам молотый и немолотый в соотношении 1:1 и добавку бисульфитного щелока 10-22% (авт.св. N 1706996, кл. С 04 В 28/22, 1992).

Известна также смесь для изготовления строительных изделий, включающая, мас. Нефелиновый шлам 70-94,5 Асбест 5-25 Алюминат натрия 0,5-5 (авт.св. N 551291, кл. С 04 В 28/02, 1977) прототип.

Недостатком известных сырьевых смесей являются повышенные значения деформаций расширения при автоклавной обработке изделий, а также склонность готовых изделий к высолообразованию.

Целью настоящего изобретения является снижение величины деформаций расширения в ходе формирования камня из нефелинового шлама в автоклавных условиях, а также уменьшение склонности кирпича к высолообразованию.

Поставленная цель достигается тем, что в сырьевую смесь для производства силикатного кирпича из нефелинового шлама и алюмината натрия вводят дополнительно гидрокарбоалюминат кальция, а также флокулянт "Алклар-500, 600", при следующем соотношении компонентов в пересчете на сухое вещество, мас. Нефелиновый шлам 92,99-97,5 Алюминат натрия 1,0-3,0 Гидрокарбоалюминат кальция 1,5-4,0 Флокулянт "Алклар-500, 600" 0,002-0,01 Характеристика использованных материалов следующая: Нефелиновый шлам имеет следующий химический состав: СаО=59,18; SiO₂ 30,12; Al₂O₃ 2,89; Fe₂O₃ 2,21; Na₂O 2,38; п.п.п. 2,91.

Алюминат натрия используется в виде раствора концентрации 8 г/л при Na₂O/Al₂O₃ мольн. 1,6.

Гидрокарбоалюминат кальция имеет следующий химический состав: СаО=39,0; Al₂O₃=17,91; СО₂=7,62; п.п.п.35,50.

Флокулянт "Алклар-500,600" представляет собой продукт полимеризации натриевой соли полиакриловой кислоты с добавкой аммонийных солей.

Введение в состав сырьевой смеси, включающей алюминат натрия, гидрокарбоалюмината кальция уменьшает ранее установленное явление деформаций расширения в ходе формирования в автоклавных условиях кирпича из нефелинового шлама, связанное с образованием гиббсита Al(OH)₃ и бемита (AlOOH). В присутствии алюмината натрия, гидрокарбоалюмината кальция обеспечивается перераспределение глинозема в системе со связыванием его в конечном счете в гидрогранат кальция состава 3СаО ˙Al₂O₃ ˙nSiO₂ (6-2n)˙H₂O, где n=0,15-0,25. Высвобождающиеся при этом ионы натрия (в виде NaOH) взаимодействуют с образованием гидроалюмосиликатов натрия условного состава Na₂O ˙pAl₂O₃ ˙qSiO₂ ˙2H₂O. Выделяющиеся фазы стабилизируют систему, блокируя явления глиноземного расширения, и образуют дополнительные цементирующие прослойки в силикатном камне. Флокулянт "Алклар" способствует образованию сплошной аморфизированной пленки тоберморитового типа (CSH-1), обеспечивая благоприятную макроструктуру силикатного камня, как с позиций формирования прочности, так и условий для миграции водорастворимых соединений (смещение пористости системы в область микропор). В результате суммарного действия комплексной добавки и поверхностно-активного вещества "Алклар" наряду со снижением величины вредного расширения камня обеспечивается также уменьшение высолообразования.

Нефелиновый шлама размалывается до заданной тонкости помола или молотый нефелиновый шлам смешивается с немолотым до получения той же суммарной тонкости помола. При размоле и смешении нефелинового шлама в него добавляют добавку гидрокарбоалюмината кальция. Остальные добавки вводят с водой затворения при увлажнении массы перед формованием. Добавки могут добавляться к нефелиновому шламу также в ходе его переработки в процессе комплексной переработки алюмосиликатного сырья или образовываться в качестве попутных продуктов в ходе такой переработки.

Примеры составов формовочных сырьевых смесей приведены в табл. 1. Свойства изделий из сырьевых смесей приведены в табл. 2.

Сырьевые смеси для производства силикатного кирпича составов 1-6, приведенных в табл. 1, увлажнялись 10 мас. воды, прессовались под давлением 15,0 МПа и запаривались в автоклаве при давлении 0,8 МПа по режиму 1 ч + 8 ч + 1 ч.

Деформации расширения изделий предлагаемых сырьевых смесей измерялись на образцах-балочках размером 4х4х16 см (среднее из 3-х измерений) как отношение (в) линейного удлинение образцов после автоклавной обработки (Δ l) к исходному размеру образцов (l).

Высолообразование определялось качественно (да-нет) по визуальному обнаружению высолов на образцах, частично погруженных в воду в течение 7 сут.

Таким образом полученные результаты свидетельствуют о снижении величины деформаций расширения при формировании кирпича из нефелинового шлама и уменьшения склонности кирпича к высолообразованию.

Изобретение прошло опытно-промышленные испытания на Пикалевском ПО "Глинозем" в полном соответствии с предложенной авторами формулой изобретения в январе 1991 г. с положительным результатом.

Техническое преимущество заявленного способа состоит в следующем: повышается трещиностойкость; улучшаются декоративные свойства кирпича при использовании его в строительстве.

Экономический эффект от использования изобретения в расчете на 10 млн. штук кирпича в год составит 1,2 млн.руб. (в уровне цен 1991 г).

Социальный эффект заключается в расширении использования отходов глиноземного производства (в том числе некондиционного нефелинового шлама, непригодного для производства портландцемента) и улучшении экологической обстановки в районе действующего предприятия.

Формула изобретения

СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СИЛИКАТНОГО КИРПИЧА, включающая нефелиновый шлам и алюминат натрия, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит гидрокарбоалюминат кальция и продукт полимеризации натриевой соли полиакриловой кислоты с добавкой аммонийных солей флокулянт "Алклар 500, 600" при следующем соотношении компонентов, мас.

Нефелиновый шлам 92,99 97,5 Алюминат натрия 1 3 Гидрокарбоалюминат кальция 1,5 4,0 Указанный флокулянт "Алклар-500, 600" 0,002 0,01

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2