сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий

Формула изобретения

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.

Описание изобретения к патенту

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.%): SiO ₂ 86-93; Fe₂О₃ 0,14-1,28; MgO 1,03-1,20; Na₂O 0,39-0,46; K₂О 0,28-0,42; Al₂ O₃ 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+K ₂О - 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/м 3		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/м 3)		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, МПК ⁷ 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.