Сырьевая смесь для изготовления золокерамических камней и кирпичей
Владельцы патента RU 2308439:
Гайслер Евгений Владимирович (RU)
Волокитин Геннадий Георгиевич (RU)
Скрипникова Нелли Карповна (RU)
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении кирпича. Технический результат: использование значительного количества промышленных отходов, а именно золы, для изготовления строительных изделий (кирпичей, строительных блоков), имеющих небольшую объемную массу при достаточно высокой механической прочности. Сырьевая смесь содержит, мас.%: глина 47-50, зольная микросфера 47-50, гумат калия 10%-ной концентрации 1-3. 1 табл.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении как лицевого, так и обычного кирпича при производстве золокерамических кирпичей.
Известно, что в настоящее время золы, продукты сжигания топлив на ТЭС и ТЭЦ, это широко распространенное вторичное сырье для производства строительных материалов. Это не только уменьшает себестоимость строительных материалов, но и позволяет решать экологическую проблему - существенно снизить загрязнение окружающей среды, утилизировать продукт загрязнения в полезный продукт.
Известно использование золы ТЭЦ легкой фракции в составе керамической массы для изготовления облицовочных плиток (SU №1350154, А1, 07.11.87, С04В 33/00, SU 1576514, А1 07.07.1990, С04В 33/00). Механическая прочность готовых изделий достигает 20,1-25,7 МПа, однако теплоизоляционные свойства их невысокие.
Известна другая сырьевая смесь для изготовления золокерамических теплоизоляционных изделий, в которой решена задача повышения теплоизоляционных свойств получаемых стеновых облицовочных материалов (RU №2057742, С1, 10.04.1996, С04В 38/08, С04В 33/00). Указанная смесь содержит легкую фракцию золы уноса тепловых электростанций, работающих на каменном угле, представляющую собой полые сферические частицы (микросферы) - 50-98 мас.% и огнеупорную глину - 2-50 мас.%. За счет использования большого количества зольной микросферы значительно снижается плотность материала (500-750 кг/м3), а следовательно, уменьшается и теплопроводность. Механическая прочность при этом также снижается и составляет всего 4,0 МПа.
Наиболее близкой к заявляемой сырьевой смеси является масса для изделий строительной керамики по патенту RU №1780276, С, 27.03.1995, С04В 33/00. В состав керамической массы входят, мас.%: легкоплавкая глина 53-93, вермикулит или гидрофлогопит или гидробиотит фракции не более 2.0 мм 2-42 и отощитель - грубодисперсный компонент из группы зола, песок, шлак фракций не более 2,0 мм 5-45. Введение в глино-вермикулитовую массу грубодисперсного компонента, в том числе и золы способствует снижению уровня внутренних напряжений и, вследствие этого, повышению прочности отформованного сырца и обожженного изделия: механическая прочность - 13,2-34,7 МПа, средняя плотность - 1870-1840 кг/м3. Для керамической массы состава: глина 53%, зола 45%, вермикулит-сырец 2% прочность при сжатии 13,2 МПа, средняя плотность 1840 кг/м3. Решая задачу повышения механической прочности, данная сырьевая смесь не обеспечивает высоких теплоизоляционных свойств получаемых строительных материалов. Проблема создания строительных материалов, сочетающих в себе высокие механические и теплоизоляционные характеристики, в настоящее время актуальна, т.к. решение ее позволит существенно снизить себестоимость строительства как жилых, так и производственных зданий.
Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в разработке состава керамической массы с использованием в смеси значительного количества промышленных отходов, а именно золы, для изготовления строительных изделий (кирпичей, строительных блоков), имеющих небольшую объемную массу при достаточно высокой механической прочности.
Поставленная задача решается тем, что сырьевая смесь содержит глину, зольную микросферу и гумат калия 10% концентрации, при следующем содержании компонентов, мас.%:
глина 47-50
зольная микросфера 47-50
гумат калия 10% концентрации 1-3
Заявляемая сырьевая смесь для изготовления золокерамических камней и кирпичей отличается от прототипа тем, что она содержит гумат калия 10% концентрации.
Из известного заявителям уровня техники не обнаружены сырьевые керамические массы для производства строительных изделий, которые содержат гумат калия.
Ведение гумата калия в указанных пределах за счет содержания щелочных оксидов, входящих в состав гуматов, способствует во время обжига увеличению первичного расплава. Образующийся при обжиге керамической массы первичный расплав обволакивает гранулы глинистых минералов и тем самым цементирует их в основе композита при охлаждении, что приводит к снижению объемной массы при сохранении прочностных показателей.
Пример конкретного выполнения. Изготовление золокерамических камней и кирпичей осуществляют традиционным способом: глину и зольную микросферу дозируют в соответствии с технологической схемой и в сухом состоянии перемешивают в смесителе до получения однородного состава, затем добавляют воду, в количестве, необходимом для получения массы влажностью 25-30%. Массу повторно перемешивают с добавлением гумата калия 10% концентрации. Образцы формуют при давлении 0,5-4,0 МПа с последующей сушкой при температуре 60-80°С до влажности 8-12%. Затем ведут обжиг при 800-950°С с последующей выдержкой. Изготавливалось несколько образцов с различным содержанием компонентов смеси: зольной микросферы (51,0-45,0)%, глины (51,0-45,0)% и гумата калия (0,5-4,0)% - (примеры 1-8), а также образец, состоящий из смеси зольной микросферы 50% и глины 50%. Физико-механические характеристики кирпичей, полученных из предлагаемой смеси, представлены в таблице. Примеры 2-5 подтверждают, что введение гумата калия в количестве 1-3% ведет к снижению объемной массы керамических изделий, а значит и уменьшает и их теплопроводность, при этом сохраняется достаточно высокая механическая прочность.
| Таблица | ||||||
| № | Составы массы, % | Объемная масса, кг/м3 | Предел прочности при сжатии, МПа | Теплопроводность, Вт/(мК) | ||
| Глина | Зольная микросфера | Гумат калия | ||||
| 1 | 51,0 | 45,0 | 4,0 | 1207,2 | 14,5 | 0,407 |
| 2 | 50,0 | 47,0 | 3,0 | 1212,1 | 19,5 | 0,413 |
| 3 | 49,0 | 49,0 | 2,0 | 1215,5 | 21,2 | 0,415 |
| 4 | 49,0 | 50,0 | 1,0 | 1216,3 | 22,4 | 0,416 |
| 5 | 47,0 | 50,0 | 3,0 | 1212,4 | 19,7 | 0,420 |
| 6 | 45,0 | 51,0 | 4,0 | 1204,0 | 15,2 | 0,421 |
| 7 | 49,5 | 50,0 | 0,5 | 1209,3 | 17,5 | 0,409 |
| 8 | 50,0 | 49,5 | 0,5 | 1210,1 | 18,3 | 0,412 |
| 9 | 50,0 | 50,0 | 0 | 1296,5 | 19,9 | 0,419 |
Сырьевая смесь для изготовления золокерамических камней и кирпичей, содержащая глину и зольную микросферу, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит гумат калия 10%-ной концентрации при следующем содержании компонентов, мас.%:
| Глина | 47,0-50,0, |
| Зольная микросфера | 47,0-50,0, |
| Гумат калия 10% концентрации | 1,0-3,0 |
