керамическая масса для изготовления керамического кирпича

Формула изобретения

Керамическая масса для изготовления керамического кирпича, включающая легкоплавкую глину, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит золошлаковую смесь от сжигания горючих сланцев с содержанием, мас.%: SiO₂ - 35-37; Al₂O₃ - 10-11; Fe₂O₃ - 7,5-10; CaO - 20-23; MgO - 2-2,5; R₂O - 2-3; SO₃ - 3-5; п.п.п. - 14-19, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

легкоплавкая глина	70-90
золошлаковая смесь от сжигания горючих сланцев	10-30

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения керамического кирпича.

Известна керамическая масса для получения кирпича следующего состава, мас.%: глинистая часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд 20-70, зола ТЭС 30-80 (Абдрахимов Д.В. Керамический кирпич из отходов производств / Д.В.Абдрахимов, Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов. // Строительные материалы. - 1999. - № 9. - С 34-35) [1].

Недостатком указанного состава является относительно низкая морозостойкость (14-30 циклов).

Наиболее близкой к изобретению является керамическая масса для изготовления кирпича, включающая следующие компоненты, мас.%: легкоплавкая глина 70-90, алюмощелочной шлам, получаемый при очистки стоков производств этил- и изопропилбензола с содержанием, мас.%: SiO₂ 2,3; Al₂O₃ 61,1; Fe₂O₃ 1; CaO 4,4; MgO 4,2; R₂ O 19,8; п.п.п. 5,3 (Патент № 2388722 Российской Федерации. RU. МПК C04B 33/132. Керамическая масса для изготовления керамического кирпича. / Абдрахимов В.З., Абдрахимова Е.С. - Опубл. 10.05.2010. Бюл. 13) [2]. Принят за прототип.

Недостатком указанного состава керамической массы являются относительно низкие морозостойкость и термостойкость.

Сущность изобретения - повышение качества керамического кирпича.

Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости и термостойкости кирпича.

Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую массу, включающую легкоплавкую глину, дополнительно вводят золошлаковую смесь от сжигания горючих сланцев с содержанием, мас.%: SiO₂ 35-37; Al₂O₃ 10-11; Fe₂O₃ 7,5-10; CaO 20-23; MgO 2-2,5; R ₂O 2-3; SO₃ 3-5; п.п.п. 14-19 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

легкоплавкая глина	70-90
золошлаковая смесь от сжигания горючих сланцев	10-30

В качестве отощителя, интенсификатора и частично выгорающей добавки для изготовления кирпича использовалась золошлаковая смесь от сжигания горючих сланцев. При сжигании горючих сланцев образуются золы и шлаки. Зола-унос - тонкодисперсный материал, состоящий из минеральной части сжигаемого топлива и улавливаемый из дымовых газов ТЭС. Размер частиц золы-уноса колеблется от 3-5 до 100-150 мк. Плотность золы-уноса составляет 2-2,5 г/см³, насыпная плотность 0,85-1,05 г/см³, удельная поверхность 1150-1280 см ²/г. Шлак - агрессивные и сплавившиеся частицы золы размером от 0,15 до 30 мм.

Процесс образования золошлаковой смеси происходит по следующей технологии: сланец с шахт Кашпирского рудника доставляется на Сызранскую ТЭС, загружается в приемные бункеры и ленточными питателями подается в молотковые дробилки на первую стадию измельчения. Полученная крупа (размер зерен до 15 мм) поступает в шахтные мельницы на вторую стадию измельчения. Потоком воздуха тонкий порошок через специальную форсунку вдувается в топку паровых водотрубных котлов. В топке начинается термическая обработка сланцев. В газоходах и пылеосадительных устройствах происходит естественное фракционирование золы. Крупные частицы оседают в топке (25%), средние в экономайзере (5%), мультициклонах (35%), а самые легкие в электрофильтрах (30%). Некоторая часть золы улетает с газами в атмосферу (5%).

Химический состав золошлаковой смеси представлен следующими оксидами, мас.%: SiO₂ 35-37; Al₂O₃ 10-11; Fe ₂O₃ 7,5-10; CaO 20-23; MgO 2-2,5; R₂ O 2-3; SO₃ 3-5; п.п.п. 14-19.

Повышенное содержание в золошлаковой смеси Fe₂O₃, CaO и R₂O позволит интенсифицировать (снизить температуру обжига) процессы обжига, а п.п.п. (потери при прокаливании) снизить плотность керамического кирпича.

В качестве глинистого компонента для производства кирпича использовалась бейделлитовая легкоплавкая глина Образцовского месторождения Самарской области, технологические свойства которой представлены в таблице 1.

Таблица 1
Технологические свойства образцовской глины
Число пластичности	Содержание глинистых частиц (размером менее 0,005 мм)	Огнеупорность, °C	По спекаемости
15-24	40-55	1320-1350	Не спекается

Глина Образцовского месторождения характеризуется как средне-дисперсная, преимущественно с низким содержанием мелких и средних включений, представленных кварцем, железистыми минералами, гипсом и карбонатными включениями.

Основным породообразующим глинистым минералом в исследуемой глине является бейделлит. Среднее содержание его в глинистой составляющей 80%. Терригенные минералы в ней составляют около 10% и представлены в основном кварцем и в незначительных количествах, рудными минералами, обломками глинистых и карбонатных пород.

Согласно классификации глины по огнеупорности исследуемая глина относится к классу легкоплавких (огнеупорность 1320-1350°C).

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Керамическую массу готовили пластическим способом при влажности 20-24%, из которой формовали кирпич, высушивали кирпич-сырец до влажности не более 8% и затем обжигали при температуре 1050°C. В таблице 2 приведены составы керамических масс, а в таблице 3 - физико-механические показатели кирпича.

Таблица 2
Составы керамических масс
Компоненты	Содержание компонентов, мас.%
1	2	3
Легкоплавкая глина	90	80	70
Золошлаковая смесь от сжигания горючих сланцев	10	20	30
Таблица 3
Физико-механические показатели кирпича
Показатели	Составы	Прототип
1	2	3
Плотность, кг/м3	1750	1680	1595	-
Морозостойкость, циклы	55	62	68	37-52
Термостойкость, °C	145	150	154	130-142
Механическая прочность на сжатие, Мпа	16,5	17,2	18,8	14,4-17,8

Как видно из таблицы 3 кирпичи из предложенных составов имеют более высокие показатели по морозостойкости и термостойкости кирпича, чем прототип.

Полученное техническое решение при использовании золошлаковой смеси от сжигания горючих сланцев позволяет повысить морозостойкость и термостойкость кирпича.

Использование техногенного сырья при получении кирпича способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды, расширению сырьевой базы для керамических материалов.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Абдрахимов Д.В. Керамический кирпич из отходов производств / Д.В.Абдрахимов, Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов. // Строительные материалы. - 1999. - № 9. - С 34-35.

2. Патент № 2388722 Российской Федерации. RU. МПК C04B 33/132. Керамическая масса для изготовления керамического кирпича. / Абдрахимов В.З., Абдрахимова Е.С. - Опубл. 10.05.2010. Бюл. 13.