Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий

 

Изобретение относится к производству керамических материалов. В качестве сырьевых компонентов масса содержит в мас.%: 49,3-50,0 золы-уноса от сжигания бурых углей с содержанием в ней до 25 мас.% оксида кальция, 26,5-26,9 микрокремнезема производства кристаллического кремния с содержанием 90-95 мас.% активного кремнезема и 23,1-24,2 5-процентной эмульсии таллового пека в 2-процентном водном растворе Na₂СО₃, окисленной гипохлоритом натрия. Техническим результатом изобретения является повышение пластичности сырьевой смеси, понижение температуры обжига, увеличение прочности при сжатии материала и морозостойкости. 2 табл.

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления обжиговых лицевых керамических изделий.

Наиболее близкой к предлагаемой сырьевой смеси является сырьевая смесь, включающая 15...80 мас.% микрокремнезема производства кристаллического кремния и 20...85 мас.% высококальциевой золы от сжигания бурых углей. Компоненты смешаны в сухом состоянии, увлажнены до 16%, отформованы методом полусухого прессования и обожжены при температуре 1000°С [Патент РФ №2086517, С 04 В 35/14, 35/16].

Недостатком указанной смеси является относительно низкая прочность при сжатии и морозостойкость обожженных изделий, а также повышенное водопоглощение, что не позволяет изготавливать из такой смеси стеновые лицевые изделия.

Технический результат - повышение пластичности сырьевой смеси, понижение температуры обжига, увеличение прочности при сжатии материала и морозостойкости.

Технический результат достигается тем, что в качестве сырьевых компонентов используется зола-унос от сжигания бурых углей с содержанием оксида кальция до 25 мас.%, микрокремнезем производства кристаллического кремния с содержанием активного кремнезема 90-95 мас.% и 5-процентная эмульсия таллового пека в 2-процентном водном растворе Na₂СО₃, окисленная гипохлоритом натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Зола 49,3-50,0

Микрокремнезем 26,5-26,9

Эмульсия таллового пека,

окисленная гипохлоритом натрия 23,1-24,2

Преимущества предлагаемой смеси достигаются включением в ее состав эмульсии таллового пека. Последняя получается в результате самоэмульгирования пека при нагреве его в водном растворе Na₂СО₃. Кальцинированная сода не только позволяет с минимальными затратами получить эмульсию таллового пека, но и является минерализующей добавкой, ускоряющей при обжиге фазообразование. Это способствует полному связыванию свободных оксидов кальция и магния в кристаллические новообразования, что предопределяет повышение прочности и морозостойкости изделий.

Микрокремнезем производства кристаллического кремния Братского алюминиевого завода является тонкодисперсным отходом, характеризующимся высоким содержанием аморфного кремнезема. Химический состав микрокремнезема, мас.%:

SiO₂ 90-95

Аl₂О₃ до 0,8

Fe₂О₃ до 0,8

СаО до 1,6

МgО до 1,2

SiC до 5

С_общ до 9

К⁺ до 0,25

Na⁺ до 0,06

П.П.П. до 20

Золы-унос от сжигания бурых углей Ирша-Бородинского месторождения Канско-Ачинского бассейна являются высококальциевыми и содержат в соответствии с ОСТ 34-70-542-81, мас.%:

SiO₂ 40-55

Аl₂О₃ 10-28

Fe₂О₃ 6-14

СаО 8-30

МgО 1,5-6

R₂О 0,5-2

SO₃ 0,9-5

Св.СаО до 5

П.П.П. 1-3,5

Талловый пек является кубовым остатком от дистилляции таллового масла. Этот продукт лесохимического производства в настоящее время, в основном, подвергается сжиганию. Талловый пек содержит, мас.%:

Нейтральные вещества 24-28

Окисленные вещества 12-29

Смоляные кислоты 6-26

Жирные кислоты 28-41

Гипохлорит натрия (ТУ 13-7308001-86) - натриевая соль хлорноватистой кислоты. Гипохлорит натрия - сильный окислитель, т.к. легко отщепляет атомарный кислород.

Наличие в талловом пеке жирных и смоляных кислот позволяет изготавливать эмульсию способом самоэмульгирования за счет частичного омыления вышеназванных ингредиентов раствором кальцинированной соды с образованием натриевых солей жирных и смоляных кислот, являющихся ПАВ.

При формовании изделий гипохлорит натрия благодаря сильной окислительной способности повышает количество кислородсодержащих групп в талловом пеке, что увеличивает пластифицирующее действие органической добавки.

В процессе обжига окисленная органическая составляющая обеспечивает образование внутренней парогазовой фазы, способствующей формированию высокопрочных новообразований, микроармирующих черепок.

Пример

Для приготовления сырьевой смеси используют микрокремнезем производства кристаллического кремния, золу-унос от сжигания бурых углей и эмульсию таллового пека.

Эмульсия таллового пека готовится следующим образом: в нагретый до 40-50°С пек постепенно вводится 2-процентный водный раствор щелочного компонента, например Na₂СО₃. Нагревание производят при постоянном перемешивании до получения однородной эмульсии. Концентрация таллового пека в эмульсии составляет 5 мас.%. Гипохлорит натрия вводится в эмульсию после ее остывания в количестве 5 мас.% от массы таллового пека.

Микрокремнезем и золу-унос смешивают в сухом состоянии, после чего вводят окисленную эмульсию таллового пека до получения массы формовочной влажности. Из полученной массы формуют образцы пластическим методом при давлении 2,5 МПа. Отформованный сырец сушат при 100-110°С до постоянной массы и обжигают при 950°С. Конкретные примеры составов, физико-механические свойства и обожженных изделий приведены в табл. 1, 2.

Формула изобретения

Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий, включающая золу-унос от сжигания бурых углей с содержанием оксида кальция до 25 мас.%, микрокремнезем производства кристаллического кремния с содержанием активного кремнезема 90-95 мас.% и жидкость затворения, отличающаяся тем, что в качестве жидкости затворения используется 5%-я эмульсия таллового пека в 2%-ном водном растворе Na₂СО₃, окисленная гипохлоритом натрия, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Зола 49,3-50,0

Микрокремнезем 26,5-26,9

Эмульсия таллового пека,

окисленная гипохлоритом натрия 23,1-24,2