Состав для изготовления силикатного кирпича
Владельцы патента RU 2383511:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) (RU)
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к производству силикатного кирпича. Состав для изготовления силикатного кирпича, содержащий кварцевый песок и известь, дополнительно содержит алюмощелочной шлам - отход металлообрабатывающего производства, содержащий в мас.%: Al2O3 48,10; Fe2O3 0,8; СаО 2,0; MgO 4,4; SO3 1,6; Cl 0,75 Na2O+K2O 13,0, при следующем соотношении компонентов, мас.%: кварцевый песок 84-88, известь 6-8, алюмощелочной шлам 6-8. 2 табл.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к производству силикатного кирпича.
В промышленности строительных материалов широко применяются сырьевые смеси для изготовления силикатного кирпича, в состав которых входит в определенных пропорциях чистый кварцевый песок и воздушная известь.
Известен состав силикатного кирпича из смеси кварцевого песка (92-94% от массы сухой смеси) и негашеной или гидратной извести (6-8) [1]. Недостатком известного технического решения является недостаточно высокая прочность готовых изделий.
Однако отечественным заводам приходится встречаться с исходными сырьевыми материалами, некоторым оборудованием и условиями их обслуживания, далекими от оптимальных. Кроме того, производимые в настоящее время силикатные изделия имеют высокое водопоглощение и водонасыщение, что приводит к недолговечности. В последние годы значительно возрастает интерес к использованию побочных продуктов и отходов промышленности в производстве строительных материалов, и этот путь является перспективным и актуальным, так как позволяет решать не только технико-экономические, но и острые экологические вопросы.
Известен состав изготовления силикатного кирпича из полупродукта глиноземистого производства нефтелинового шлама [2]. Недостатком этого состава является невозможность получения кирпича марки прочности выше М150.
Наиболее близким аналогом к предложенному изобретению является состав на основе кварцевого песка, извести, добавки глиняного солевого шлама и золы [3], позволяющий значительно увеличить прочность, принят за прототип. Недостатками этого состава являются высокие затраты времени, электроэнергии и пара на автоклавную обработку, низкая морозостойкость и теплофизические свойства силикатного кирпича.
Сущность изобретения заключается в повышении качества силикатного кирпича, снижении материалоемкости при изготовлении и в защите окружающей среды путем использования промышленных отходов при его производстве.
Техническим результатом изобретения является повышение прочности, трещностойкости, долговечности, снижение теплопроводности силикатного кирпича.
Технический результат достигается тем, что в известном составе для изготовления силикатного кирпича, содержащем кварцевый песок и известь, особенностью является то, что он дополнительно содержит алюмощелочной шлам - отход металлообрабатывающего производства, содержащий в мас.%: Аl2O3 - 48.10; Fе2O3 - 0.8; СаО - 2.0; MgO - 4.4; SO3 - 1.6; Cl - 0.75; Na2O+K2O - 13.0, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| кварцевый песок | 84-88 |
| известь | 6-8 |
| алюмощелочной компонент | 6-8 |
Основным элементом алюмощелочного компонента является алюмощелочной шлам.
Предлагаемое изобретение позволяет расширить сферу использования одного из компонентов смеси - алюмощелочного шлама, представляющего собой особую группу ультрадисперсных, пористых микронаполнителей. Алюмощелочной шлам является отходом травильных ванн, образующимся на металлургических и авиационных заводах в процессе обработки алюминия и его сплавов концентрированным раствором едкого натра. При действии щелочи на сплав слой оксида алюминия растворяется, образуя алюминаты натрия. На дно травильной ванны выпадает осадок, содержащий гидроксоалюминат натрия, который после отстоя и нейтрализации имеет рН, равный 7,7 [4].
Химический состав алюмощелочного шлама приведен в табл.1 [5].
Использование алюмощелочного шлама обеспечивает технологию механо-химической активации песка.
| Таблица 1 | |||||||||
| Химический состав алюмощелочного шлама | |||||||||
| Наименование шламов | Содержание компонентов, мас.% | рН | |||||||
| п.п.п. | Аl2О3 | Fe2О3 | СаО | MgO | SO3 | Cl-- | Na2O+К2О | ||
| Алюмощелочной шлам | 29.40 | 48.10 | 0.8 | 2.0 | 4.4 | 1.6 | 0.75 | 13.0 | 8.2 |
Алюмощелочной шлам как продукт, полученный химическим осаждением, обладает комплексом физико-химических свойств, определенным потенциалом ионизации, поверхностной активности, высокой адсорбционной способностью и представляет собой отрицательно или положительно заряженные комплексы. Основной компонент алюмощелочного шлама - Аl2О3 способствует образованию гидроалюмосиликатов кальция (гидрогранатов, кальциевых гидросиликатов: С2SН(А), CSH(B), C2SH2, тоберморита) позволяющих снизить плотность кирпича до 1450-1550 кг/м3, что ведет к понижению теплопроводности изделия. Гидрогранаты имеют почти правильную округлую форму кристаллов и обеспечивают хорошее сцепление заполнителя с вяжущим. C2SH(A) снижает усадочные деформации и повышает трещиностойкость. Прочность на сжатие возрастает в результате увеличения количества тоберморитового геля, который обладает клеящей способностью и формирует более прочную микроструктуру силикатного кирпича. Щелочь резко повышает рН раствора, при этом концентрация всех модификаций кремнезема и других соединений увеличивается в десятки раз, происходит стабилизация структуры тоберморитовых гидросиликатов и создается повышенная адгезионная прочность между гидросиликатом и кварцевым песком.
Данное техническое решение позволяет улучшить качество выпускаемой продукции и расширить использование отхода промышленности, а также снизить экологический ущерб окружающей среде.
Пример состава и физико-механические свойства предлагаемой сырьевой смеси для изготовления силикатного кирпича приведены в таблице в табл.2.
| Таблица 2 | ||||
| Пример состава и физико-механические свойства предлагаемой сырьевой смеси для изготовления силикатного кирпича | ||||
| Предел прочности, кгс/см2 | Водопоглощение, % | Морозостойкость, цикл | ||
| Тип и состав сырьевой смеси, мас.% | При сжатии после автоклавной обработки | При изгибе после автоклавной обработки | ||
| ГОСТ 379-95 | 72,50 | 20 | 12,4 | 14 |
| Прототип [3]: - кварцевый песок 15-17%; - известь 6-8%; - глинисто-солевой шлам 30-45%; - зола 30-45%; | 246,00 | 43 | 14,00 | 15 |
| Предлагаемая сырьевая смесь: - кварцевый песок 86%; - известь 7%; - алюмощелочной компонент 7%; | 251.24 | 48 | 13,1 | 25 |
Источники информации
1. Хавкин Л.М. Технология силикатного кирпича/ Л.М. Хавкин. - М., 1982. - С.108-114.
2. Пат. 2059588 Российская Федерация. Способ получения силикатного кирпича/ Сизяков В.М., Корнеев В.И.; заявитель Санкт-Петербургский государственный Университет им Г.В.Плеханова. - заявл. 06.09.1995.
3. А.с. 660954 СССР. Способ получения силикатного кирпича / Кисель И.И., Мазуренко В.Д.; заявитель Белорусский технологический институт им С.М.Кирова. - заявл. 05.05.1979.
4. Коллеров Д.К. Физико-химические свойства жидких продуктов; термической переработки сланцев района Волги/ Коллеров Д.К., Матвеева Н.И., Житейская В.А. // Химия и технология горючих сланцев и продуктов их переработки. - Л.: Гостоптехиздат, 1955 - Вып.4.
5. Арбузова Т.Б. Стройматериалы из промышленных отходов/ Арбузова Т.Е., Шабанов В.А., Коренькова С.Ф., Чумаченко Н.Г. - Самара: Кн. изд-во, 1993. - С.12,33.
Состав для изготовления силикатного кирпича, содержащий кварцевый песок и известь, отличающийся тем, что он дополнительно содержит алюмощелочной шлам - отход металлообрабатывающего производства, содержащий в мас.%: Al2O3 48,10; Fe2O3 0,8; СаО 2,0; MgO 4,4; SO3 1,6; Cl 0,75; Na2O+K2O 13,0, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| кварцевый песок | 84-88 |
| известь | 6-8 |
| алюмощелочной компонент | 6-8 |
