Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий
Владельцы патента RU 2317277:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к производству стеновых керамических изделий и может быть использовано для изготовления строительных материалов. Техническим результатом изобретения является вовлечение техногенного сырья в производство строительных материалов, повышение прочности и сокращение технологического топлива на обжиг. Сырьевая смесь включает следующие компоненты в мас.%: микрокремнезем - 60,9-61,4; закарбонизованный суглинок - 22,5-26,1; пыль электрофильтров производства алюминия - 13,0. 2 табл.
Предлагаемое изобретение относится к производству стеновых керамических изделий и может быть использовано для изготовления строительных материалов.
Наиболее близкой к предлагаемой сырьевой смеси по технической сущности и достигаемому эффекту является сырьевая смесь, включающая, мас.%: микрокремнезем 52,7...56,3, золу-унос 42,5...46,5, пыль электрофильтров 0,8...1,2 [1].
Недостатком указанных смесей является относительно низкие значения прочности и повышенные расходы технологического топлива на обжиг.
Технический результат - вовлечение техногенного сырья в производство строительных материалов, повышение прочности и сокращение технологического топлива на обжиг (150 кг на 1000 штук условного кирпича) за счет дополнительного ввода органических примесей, содержащихся в количестве 38% в пыли электрофильтров.
Технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий, содержащая микрокремнезем, алюмосиликатный компонент и пыль электрофильтров, включает в качестве алюмосиликатного компонента закарбонизованный суглинок с содержанием СаО+MgO 10...11%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Микрокремнезем | 60,9...61,4 |
| Суглинок | 22,5...26,1 |
| Пыль электрофильтров | 13,0 |
Микрокремнезем производства кристаллического кремния является дисперсным отходом с удельной поверхностью 25...34 м2/г и содержанием аморфного оксида кремния до 93 мас.%. Химический состав микрокремнезема (мас.%): SiO2 86-93; Fe2О3 0,14-1,28; MgO 1,03-1,20; Na2O 0,39-0,46; K2О 0,28-0,42; Al2O3 0,7-1,05; СаО 0,26-0,44; ППП 3,7-5,29.
Пыль электрофильтров представляет собой дисперсный отход бурого цвета с размером частиц 5-8 мкм. Выбор пыль электрофильтров в качестве добавки для интенсификации процессов спекания техногенного сырья и улучшения свойств керамических изделий обусловлен наличием в ее составе целого ряда ценных (маловязких в температурном интервале обжига керамических изделий) минерализующих составляющих: фторидов кальция, магния, алюминия, криолита и др. Пыль электрофильтров Братского алюминиевого завода содержит (мас.%): F - 16; Al - 12; Na - 9,9; Са - 0,46; Mg - 0,1; SiO2 - 0,65; Fe2O3 - 2,87; ППП 38.
Закарбонизированный суглинок Анзебинского месторождения содержит (мас.%): SiO2 - 55,0; Al2О3 - 14,92; Fe2О3 - 5,52; СаО - 5,0; MgO - 5,48; ППП - 9,66; Na2O+K2О - 4,12; Н2О - 1,52. Суглинок относится к умеренно пластичному сырью (число пластичности 8,47-16,98), с низкой чувствительностью к сушке (коэффициент чувствительности 0,71-1,21).
Сочетание микрокремнезема, закарбонизованного суглинка и пыли электрофильтров обуславливает образование при обжиге высокопрочных, долговечных кристаллических фаз - полевых шпатов, кристобалита, кварца, упрочняющий керамический черепок.
Пример. Для приготовления сырьевой смеси используют микрокремнезем - отход производства кристаллического кремния Братского алюминиевого завода.
Суглинок предварительно измельчают в лабораторной мельнице до фракции 1 мм и менее.
Суглинок смешивают с микрокремнеземом и пылью электрофильтров, после чего вводят воду в количестве, необходимом для получения шихты влажностью 16%. Содержание ингредиентов (в мас.%) в предлагаемых составах приведено в табл.1 (составы 1, 2, 3). Из полученной шихты методом полусухого прессования при давлении 25 МПа формуют образцы - цилиндры диаметром 40 мм, которые высушивают при 60°С до постоянной массы и обжигают при 800°С.
Для обожженных изделий определяют среднюю плотность, водопоглощение, прочность при сжатии и рассчитывают коэффициент конструктивного качества.
После обжига образцы пропаривают в пропарочной камере по режиму 2+3+3+2 ч.
Дополнительное пропаривание обожженного материала приводит к гидратации низкоосновных минералов, образовавшихся в процессе обжига наряду с традиционной керамической составляющей, что, в свою очередь, обеспечивает дополнительный прост прочности изделий при пропаривании.
Для пропаренных образцов определяют прочность при сжатии.
Конкретные значения оцениваемых параметров приведены в табл.2.
| Таблица 1 | ||||
| Компоненты составов | Содержание ингредиентов в составе (мас.%) | |||
| 1 | 2 | 3 | ||
| Микрокремнезем | 61,4 | 61,2 | 60,9 | |
| Закарбонизованный суглинок | 19,6 | 22,8 | 26,1 | |
| Пыль электрофильтров | 13,0 | 13,0 | 13,0 | |
| Таблица 2 | ||||
| Показатели | Составы | Известный | ||
| 1 | 2 | 3 | состав | |
| Средняя плотность, кг/м3 | 1380 | 1320 | 1267 | 1226...1245 |
| Водопоглощение, % | 32,3 | 33,4 | 34,5 | 34...37 |
| Прочность при сжатии, МПа | 27,4 | 26,7 | 26,0 | 21,3...23,3 |
| Коэффициент конструктивного качества ×10-2, МПа/(кг/м3) | 1,99 | 2,02 | 2,05 | 1,7...1,9 |
| Прочность при сжатии после пропаривания, МПА | 35,2 | 35,0 | 34,8 | 28,5...31,3 |
Список источников информации
1. Патент РФ №2254309, МПК7 С04В 35/16, 35/14. Сырьевая смесь и способ изготовления стеновых керамических изделий. Макарова И.А., Лохова Н.А., Гура З.И., Алешкович Н.В. // Б.И. - 2005. - №17.
Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий, содержащая микрокремнезем, алюмосиликатный компонент и пыль электрофильтров производства алюминия, отличающаяся тем, что она включает в качестве алюмосиликатного компонента закарбонизованный суглинок с содержанием CaO+MgO 10-11%, при следующем соотношении компонентов, мас.%: микрокремнезем - 60,9-61,4; закарбонизованный суглинок - 22,5-26,1; пыль электрофильтров производства алюминия - 13,0.
