Сырьевая смесь и способ изготовления керамических изделий пониженной плотности

 

Изобретение относится к производству керамических изделий пониженной плотности и может быть использовано для изготовления строительных материалов. Технический результат изобретения - расширение сырьевой базы, снижение себестоимости материала, улучшение теплозащитных характеристик материала, уменьшение линейной усадки материала при сушке. Сырьевая смесь для приготовления керамических изделий пониженной плотности включает кремнеземистый компонент, добавки, порообразователь и воду, при этом в качестве кремнеземистого компонента используют микрокремнезем с удельной поверхностью более 25 тыс. см²/г и содержанием аморфного SiO₂ 90...95%, в качестве добавок - высококальциевую золу-унос и портландцемент, в качестве порообразователя - алюминиевую пудру и моющее средство "Тайга" при следующем соотношении компонентов, мас. %: микрокремнезем - 10,3-11,2; высококальциевая зола-унос - 18,5-20,2; портландцемент - 12,3-13,5; алюминиевая пудра - 0,1; моющее средство "Тайга" - 0,4; вода - 54,6-58,3. Способ изготовления керамических изделий пониженной плотности из сырьевой смеси включает приготовление указанной смеси, формование, сушку и обжиг материала, причем дополнительно осуществляют тепловлажностную обработку перед сушкой при 100^oC и обжигом при температуре 750^oС. 2 с.п. ф-лы, 2 табл.

Предлагаемое изобретение относится к производству керамических изделий пониженной плотности и может быть использовано для изготовления строительных материалов.

Наиболее близкой к предлагаемой сырьевой смеси по технической сущности и достигаемому эффекту является сырьевая смесь, включающая в мас.%: диатомит 60.18-61.98, опилки 1.81-1.84, казеино-канифольный пенообразователь 9.50-7.75, вода 28.51-28.41 [1].

Недостатком указанной смеси является необходимость использования высококачественного сырья, высокая теплопроводность материала.

Технический результат - расширение сырьевой базы, снижение себестоимости материала, улучшение теплозащитных характеристик материала, уменьшение линейной усадки материала при сушке, снижение температуры обжига до 750^oC.

Технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления керамических изделий пониженной плотности включает кремнеземистый компонент, добавки, порообразователь и воду, причем в качестве кремнеземистого компонента используют микрокремнезем с удельной поверхностью более 25 тыс. см²/г и содержанием аморфного SiO₂ 90...95%, в качестве добавок высококальциевую золу-унос и портландцемент, в качестве порообразователя - алюминиевую пудру и моющее средство "Тайга" при следующем соотношении компонентов, мас.%: Микрокремнезем - 10,3-11,2 Высококальциевая зола-унос - 18,5-20,2 Портландцемент - 12,3-13,5 Алюминиевая пудра - 0,1 Моющее средство "Тайга" - 0,4 Вода - 54,6-58,3 Микрокремнезем производства кристаллического кремния является дисперсным отходом, характеризующимся малым размером частиц (0,1. . .3 мкм) и, как следствие, высокой удельной поверхностью (более 25 тыс. см²/г). Микрокремнезем осаждается в электрофильтрах системы газоочистки плавильных печей производства кристаллического кремния. Химический состав микрокремнезема (в мас. %): SiO₂ - 90...95; Аl₂О₃ до 0,8; Fe₂O₃ до 0,8; CaO до 1,6; MgO до 1,2; SiC до 5; С_общ до 9; К⁺ до 0,25; Na⁺ до 0,06; п.п.п. до 20.

Зола-унос от сжигания бурых углей Канско-Ачинского бассейна (Ирша-Бородинское, Назаровское, Березовское месторождения) является высококальциевой и содержит, мас.%: SiO₂ - 21...55; Al₂O₃ - 4...11; Fe₂O₃ - 6...16; CaO - 20. ..46; MgO - 3...6; К₂O - 0,2...1,5; Na₂O - 0,2...0,6; SO₃ - 0,9...9; CaO_св - 3...13; горючие примеси не более 2...2,5.

Портландцемент М400 производства Ачинского цементного завода.

Моющее средство "Тайга" (МС "Тайга") является побочным продуктом сульфатной обработки древесины, производимым "Братск Комплекс Холдингом" г. Братска [ТУ 13-4302007-032-92].

Моющее средство получают путем переработки и очистки сырого сульфатного мыла - промежуточного продукта сульфатно-целлюлозного производства.

Химический состав моющего средства "Тайга", мас.%: кислоты жирные талловые омыленные - 98,6; формалин (консервант) - 0,2; натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы или метилцеллюлозы (актиресорбент) - 0,5; отдушка для мыла и моющих средств - 0,7.

Введение моющего средства "Тайга" способствует вовлечению воздуха в сырьевую смесь за счет поверхностно-активных свойств добавки и интенсифицирует газовыделение при обжиге вследствие выгорания органики.

Высокая общая и развитая закрытая пористость материала обуславливает низкую теплопроводность изделий.

Введение портландцемента в сырьевую смесь позволяет получить после тепловлажностной обработки (ТВО) материал с достаточной распалубочной прочностью.

Взаимодействие СаО портландцемента и золы-унос с аморфным SiO₂ микрокремнезема упрочняет материал при обжиге за счет синтеза таких высокопрочных новообразований, как волластонит и полевые шпаты.

Наиболее близок к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому эффекту способ [1], включающий приготовление смеси, формование, сушку и обжиг материала.

Недостатками указанного способа являются большая воздушная усадка и высокий коэффициент теплопроводности.

Указанный технический результат достигается также тем, что в способе изготовления керамических изделий пониженной плотности из сырьевой смеси, включающем приготовление смеси, формование, сушку и обжиг материала, приготавливают указанную выше заявленную смесь, дополнительно осуществляют тепловлажностную обработку перед сушкой при 100^oC и обжигом при температуре 750^oС.

Пример Изготовление материала осуществляется следующим образом. Портландцемент, золу-унос и микрокремнезем тщательно перемешивают, вводят воду (t=40...60^oС) и предварительно приготовленный 1%-ный раствор МС "Тайга". Смесь перемешивают в течение 3. ..4 мин. Готовая суспензия алюминиевой пудры вводится в смесь и перемешивается не более 1 мин. Смесь заливают в хорошо смазанную и герметично собранную форму, температура которой 45 - 55^oС. После заливки смеси в форму осуществляется предварительная выдержка изделий. Через 2,5-3 часа срезают "горбушку" и изделия устанавливают в камеру ТВО (режим пропаривания 3+6+2 ч при t=85^oC). Остывшие изделия распалубливают и высушивают до постоянной массы при температуре 100^oC. Обжиг изделий производится при температуре 750^oC.

Состав сырьевых смесей и физико-технические показатели готовых изделий представлены в табл. 1 и 2.

Литература 1. Китайцев В.А. Технология теплоизоляционных материалов. - М.: Издательство литературы по строительству, 1970 г., стр. 223, 227-230.

Формула изобретения

1. Сырьевая смесь для изготовления керамических изделий пониженной плотности, включающая кремнеземистый компонент, добавки, порообразователь и воду, отличающаяся тем, что в качестве кремнеземистого компонента используют микрокремнезем с удельной поверхностью более 25 тыс. см²/г и содержанием аморфного SiO₂ 90 - 95%, в качестве добавок - высококальциевую золу-унос и портландцемент, в качестве порообразователя - алюминиевую пудру и моющее средство "Тайга" при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Микрокремнезем - 10,3 - 11,2
Высококальциевая зола-унос - 18,5 - 20,2
Портландцемент - 12,3 - 13,5
Алюминиевая пудра - 0,1
Моющее средство "Тайга" - 0,4
Вода - 54,6 - 58,3
2. Способ изготовления керамических изделий пониженной плотности из сырьевой смеси, включающий приготовление смеси, формование, сушку и обжиг материала, отличающийся тем, что приготавливают смесь по п.1, дополнительно осуществляют тепловлажностную обработку перед сушкой при 100^oC и обжигом при температуре 750^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1