Сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича
Владельцы патента RU 2497771:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова" (RU)
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к производству силикатного кирпича. Сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича, содержащая, мас.%: кварцевый песок 67, известь 8, отход, накапливающийся в пылеосадительных системах при сушке гранул керамзита и представляющий собой порошкообразный материал - керамзитовую пыль с удельной поверхностью 670 м2/кг, 25. Технический результат - повышение сырцовой прочности, улучшение формуемости, повышение прочности, морозостойкости, коэффициента размягчения. 4 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) [Хавкин Л.М. Технология силикатного кирпича / Л.М. Хавкин. - М., 1982. - С.108-114]. Недостатком известного технического решения является невысокая прочность готовых изделий. 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 [Пат. 2059588 Российская Федерация. Способ получения силикатного кирпича / Сизяков В.М., Корнеев В.И.; заявитель Санкт-Петербургский государственный Университет им Г.В.. - заявл. 06.09.1995]. Недостатком этого состава является невозможность получения кирпича марки прочности выше M150.
Наиболее близким аналогом к предложенному изобретению, принятым за прототип, является состав на основе кварцевого песка, извести, добавки глиняного солевого шлама и золы [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.], позволяющий значительно увеличить прочность. Недостатками этого состава являются высокие затраты времени, электроэнергии и пара на автоклавную обработку, низкие морозостойкость и теплофизические свойства силикатного кирпича.
Сущность изобретения заключается в повышении физико-механических и эстетических характеристик силикатного кирпича, снижении энергоемкости производства за счет использования техногенного сырья, снижения расхода известково-кремнеземистого вяжущего и сокращения параметров автоклавной обработки (давления при автоклавировании с 10 до 6 МПа).
Техническим результатом изобретения является повышение сырцовой прочности и как следствия улучшения формуемости, снижения брака при производстве и получение изделий с четкой геометрией, повышения прочности при сжатии, морозостойкости, коэффициента размягчения, а так же улучшение эстетических характеристик.
Технический результат достигается за счет того, что сырьевая смесь помимо известково-кремнеземистого вяжущего и кварцевого песка содержит отходы, накапливающиеся в пылеосадительных системах на стадии сушки керамзитовых гранул и представляющие собой тонкодисперсный материал - керамзитовую пыль.
Рассматриваемые отходы - это алюмосиликатное техногенное сырье, образующееся на стадии сушки гранул при температуре 400-500°C и представляющее собой тонкодисперсный порошкообразный материал с удельной поверхностью порядка 670 м2/кг.
Исходной породой для производства керамзитового гравия является глина Ястребовского месторождения, которая отличается повышенным содержанием кремнезема. Анализ минерального состава глины и отходов производства керамзита показал, что алюмосиликатное сырье, образовавшееся при температуре 400-500°C, представлено незавершенными фазами структурообразования, и в отличие от исходной породы содержит в своем составе стеклофазу (табл.1).
| Таблица 1 | |||
| Название | Содержание, % | ||
| Иллитмонтмориллонит | Кварц | Стеклофаза | |
| Глина | 59,9 | 40,1 | - |
| Керамзитовая пыль | 51,2 | 39,3 | 9,5 |
Керамзитовая пыль вводится взамен части песка при следующем соотношении компонентов, мас.%:
известь 8
кварцевый песок 67
керамзитовая пыль 25
| Таблица 2 | |
| Характеристики негашеной комовой извести | |
| Показатель | Значение |
| Содержание активных CaO+MgO, не менее | 80% |
| Активная MgO, не более | 5% |
| СО2, не более | 5% |
| Непогасившиеся зерна, не более | 11% |
| Содержание гидратной воды, не более | 2% |
| Время гашения, не более | 8 мин |
| Таблица 3 | |||||||
| Химический состав кварцевого песка | |||||||
| SiO2 | Al2O3 | SO3 | Fe2O3 | CaO | MgO | K2O+Na2O | ппп |
| 93,02 | 0,92 | 0,02 | 0,98 | 0,62 | 0,08 | 0,46 | 0,86 |
Песок удовлетворяет требованиям ГОСТ 8736-93 «Песок для строительных работ. Технические условия».
Введение отходов производства керамзита в смесь способствует повышению сырцовой прочности силикатного кирпича в 3,4 раза. Это обусловлено тем, что развитая поверхность керамзитовой пыли предопределяют увеличение числа контактов между частицами при уплотнении и связанное с этим повышение прочности сцепления и механического зацепления. Это позволит улучшить формуемость сырьевой смеси, снизить брак в процессе формования и позволит выпускать высокоэффективные многопустотные изделия с четкой геометрией.
В образцах с использованием отходов производства керамзита, запаренных при давлении 6 МПа, наблюдается уменьшение размера новообразований в сравнении с контрольными образцами, изготовленными по традиционной рецептуре и технологии, что способствует увеличению числа и площади контактов как между отдельными кристаллами новообразований в сростках, так и с зернами заполнителя, обеспечивая хорошую адгезию и прочность изделий. Это в свою очередь объясняется высокой дисперсностью пыли, которая предопределяет ее быструю активацию в системе «СаО-SiO2-H3O», и способствует формированию полиминеральных новообразований с оптимальным соотношением низко- и высокоосновных гидросиликатов кальция, обеспечивающих повышение морозо- и водостойкости автоклавных прессованных изделий, при снижении энерго- и материальных затрат на 40%, и увеличение прочностных характеристик изделий на 100%.
Помимо улучшения физико-механических характеристик, введение отходов производства керамзита способствует приданию стойкой окраски.
Исследуемые отходы производства керамзита имеют темно-бурый цвет, что отражается на цвете образцов. Насыщенность цвета увеличивается с увеличением содержания в смеси керамзитовой пыли и снижением содержания СаОакт. Цвет образцов не изменяется после прохождения ими гидротермальной обработки при повышенном давлении.
Пример состава и физико-механические свойства предлагаемой сырьевой смеси для изготовления силикатного кирпича приведены в таблице в табл.4.
Сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича, содержащая кварцевый песок и известь, отличающаяся тем, что содержит отход, накапливающийся в пылеосадительных системах при сушке гранул керамзита, представляющий собой порошкообразный материал - керамзитовая пыль с удельной поверхностью 670 м2/кг, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| известь | 8 |
| кварцевый песок | 67 |
| керамзитовая пыль | 25. |
