Сырьевая смесь и способ изготовления изделий строительной керамики

 

Изобретение относится к производству изделий строительной керамики, например кирпича или камней, и может быть использовано для изготовления строительных материалов. Сырьевая смесь содержит следующие компоненты, мас.%: закарбонизованный суглинок 84...89,3, гранулированный кремнезем 10...14,8; сульфатное мыло 0,7...1,2. Способ изготовления керамических изделий из вышеназванной смеси включает приготовление смеси путем смешивания закарбонизованного суглинка и микрокремнезема, предварительно гранулированного при подаче на гранулятор водного раствора сульфатного мыла, формование, сушку и обжиг при 950°С. Техническим результатом изобретения является расширение сырьевой базы строительных материалов, снижение материалоемкости и повышение морозостойкости изделий. 2 н.п. ф-лы, 2 табл.

Предлагаемое изобретение относится к производству строительной керамики, например кирпича или камней, 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.%: суглинок 76,2...81,7, отходы производства ферросилиция 23...17, калий хлористый - отход от восстановления никотината калия 1,3...0,8 [1].

Недостатком смеси является высокая средняя плотность, а также относительно низкая морозостойкость материала.

Технический результат - снижение материалоемкости и повышение морозостойкости.

Технический результат достигается тем, что в качестве глинистого компонента используется закарбонизованный суглинок, в качестве добавок - микрокремнезем и сульфатное мыло, мас.%:

Закарбонизованный суглинок 84...89

Гранулированный микрокремнезем 10...14,8

Сульфатное мыло 0,7...1,2

Закарбонизованный суглинок Анзебинского месторождения характеризуется высоким содержанием карбонатов (20...25 мас.%) в виде кальцита и доломита. Химический состав суглинка, мас.%: SiO₂ 54,34; Аl₂О₃ 12,44; ТiO₂ 0,71; Fe₂О₃ 3,84; FeO 1,43; CaO 5,84; MgO 5,44; Na₂O 2,0; К₂O 2,66; потери при прокаливании 10,36.

Микрокремнезем производства кристаллического кремния является ультрадисперсным отходом с удельной поверхностью 25...34 м²/г, содержанием аморфного оксида кремния до 93 мас.% и насыпной плотностью 150...250 кг/м³. Химический состав микрокремнезема, мас.%: SiO₂ 86...93; Fe₂О₃ 0,14...1,28; MgO 1,03...1,20; Na₂O 0,39...0,46; К₂O 0,28...0,42; Аl₂О₃ 0,7...1,05; CaO 0,26...0,44; потери при прокаливании 3,7...5,29.

Сульфатное мыло является продуктом, снимаемым с поверхности черных щелоков сульфатно-целлюлозного производства при варке целлюлозы из хвойных и лиственных пород древесины, представляет собой мазеобразный продукт от темно-желтого до темно-коричневого цвета.

В соответствии с техническими условиями ТУ 13-0281078-28-118-88 сульфатное мыло содержит, мас.%: жирные смоляные кислоты и неомылямые вещества не менее 40...45; вода не более 35...50; общая щелочь в пересчете на NaOH не более 9.

Мыло загрязнено лигнином, таннидами и красящими веществами, а также минеральными компонентами.

Введение водного раствора сульфатного мыла обеспечивает пластификацию глиномассы при формовании и образование микропористости в процессе обжига.

Сочетание закарбонизованного суглинка и микрокремнезема предопределяет образование при обжиге долговечных кристаллических фаз – диопсида, полевых шпатов, армирующих черепок.

Наряду с этим введение микрокремнезема в сырьевую смесь способствует снижению средней плотности и теплопроводности изделий за счет развитой межглобулярной микропористости частиц микрокремнезема и выгорания органических примесей.

Таким образом, комплексное влияние микрокремнезема и сульфатного мыла предопределяет снижение средней плотности и теплопроводности за счет формирования сбалансированной пористой структуры, а также повышение морозостойкости изделий за счет кристаллизации новообразований – диопсида, полевых шпатов.

Способ изготовления керамических изделий включает приготовление смеси путем смешивания закарбонизованного суглинка с микрокремнеземом, предварительно гранулированным при подаче на гранулятор водного раствора сульфатного мыла, формование, сушку и обжиг изделий. Грануляция микрокремнезема позволяет увеличить его насыпную плотность с 150...250 кг/м³ до 500 кг/ м³, что резко снижает затраты на транспортировку и сокращает пыление.

Пример.

Изготовление керамического материала осуществляют следующим образом. Микрокремнезем помещается в гранулятор при одновременной подаче водного раствора сульфатного мыла.

Суглинок смешивается с уплотненным гранулированием микрокремнеземом. Масса при необходимости доувлажняется до формовочной влажности.

Отформованные изделия высушивают и обжигают при температуре 950°C.

Составы сырьевых смесей и физико-технические характеристики изделий представлены в табл. 1. и 2.

Источник информации

1. Авторское свидетельство СССР №131036, МКИ⁴ С 04 В 33/00. Масса для изготовления керамических изделий. В.Г.Кичеев, В.Т.Шербо, А.Н.Назарова и Л.Н.Жило// Бюл. №18. 1987. 15.05.1987.

Формула изобретения

1. Сырьевая смесь для изготовления изделий строительной керамики, включающая глинистое сырье, добавки, отличающаяся тем, что в качестве глинистого сырья используют закарбонизованный суглинок с содержанием кальцита и доломита 20...25 мас.%, в качестве добавок - гранулированный микрокремнезем с насыпной плотностью до 0,5 т/м³, сульфатное мыло, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Закарбонизованный суглинок 84...89,3

Гранулированный микрокремнезем 10...14,8

Сульфатное мыло 0,7...1,2

2. Способ изготовления изделий строительной керамики из сырьевой смеси по п.1, включающий приготовление смеси, формование, сушку, обжиг, отличающийся тем, что при использовании сырьевой смеси по п.1 микрокремнезем гранулируют при подаче на гранулятор 0,7...1,2 мас.% сульфатного мыла в виде водного раствора, после чего гранулированный микрокремнезем перемешивают с закарбонизованным суглинком.