сырьевая смесь и способ изготовления стеновых керамических изделий

Формула изобретения

1. Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий, содержащая микрокремнезем и алюмосиликатный компонент, отличающаяся тем, что она включает в качестве алюмосиликатного компонента золу-унос с содержанием СаО 20-35 мас.%, а также дополнительно включает органоминеральную добавку в виде пыли электрофильтров основного производства алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Микрокремнезем	52,7-56,3
Зола-унос	42,5-46,5
Пыль электрофильтров	0,8-1,2

2. Способ изготовления стеновых керамических изделий из сырьевой смеси по п.1, включающий приготовление шихты, формование, сушку, обжиг и дополнительную обработку, отличающийся тем, что изделия обжигают при 800°С и после обжига пропаривают.

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.%: глиежи - 23...41, микрокремнезем - 77...59 [1].

Недостатком указанной смеси является относительно низкие значения прочности и морозостойкости и повышенная температура обжига.

Технический результат - вовлечение техногенного сырья в производство строительных материалов, повышение прочности, морозостойкости и коэффициента конструктивного качества, снижение температуры обжига.

Технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий, содержащая микрокремнезем и алюмосиликатный компонент, включает в качестве алюмосиликатного компонента золу-унос с содержанием СаО 20...35 мас.%, а также дополнительно включает органоминеральную добавку в виде пыли электрофильтров основного производства алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Микрокремнезем	52,7...56,3
Зола-унос	42,5...46,5
Пыль электрофильтров	0,8...1,2

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 (в мас.%): SiO₂ 86-93; Fе ₂О₃ 0,14-1,28; MgO 1,03-1,20; Na₂ O 0,39-0,46; K₂О 0,28-0,42; Аl₂О₃ 0,7-1,05; СаО 0,26-0,44; ППП 3,7-5,29.

Алюмосиликатный компонент - высококальциевая зола-унос образуется от сжигания бурых углей Ирша-Бородинского месторождения Канско-Ачинского бассейна и содержит, мас.%: SiO₂ 40-55; Аl₂ О₃ 4-10; Fе₂О₃ 6-14; СаО 20-35; MgO 3-6; К₂O 0,3-1,5; Na₂O 0,2-0,5; SO ₃ 0,9-5; СаО_св 3-13; горючих примесей - более 2. (ГОСТ 11717-84)

Пыль электрофильтров представляет собой дисперсный отход бурого цвета с размером частиц 5-8 мкм. Выбор пыли 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, маc.%: F - 16,0; Аl -12,0; Na - 9,9; Ca - 0,46; Mg - 0,1; Fе ₂O₃ - 2,87; SiO₂ - 0,65; ППП - 38%.

Сочетание микрокремнезема и высококальциевой золы-уноса обуславливает образование при обжиге высокопрочных, долговечных кристаллических фаз - полевых шпатов, кристобалита, упрочняющих керамический черепок.

Известен способ изготовления керамических изделий, включающий приготовление смеси, формование, сушку и обжиг изделий при 900...950°С [1]. Недостатком указанного способа являются повышенные затраты на обжиг и низкая прочность обожженных изделий.

Технический результат достигается тем, что способ изготовления стеновых керамических изделий включает приготовление шихты, формование, сушку, обжиг при 800°С и дополнительное пропаривание изделия после обжига.

Пример 1. Для приготовления сырьевой смеси используют микрокремнезем производства кристаллического кремния Братского алюминиевого завода, высококальциевую золу-унос, образуемую от сжигания бурых углей Ирша-Бородинского месторождения Канско-Ачинского бассейна и пыль электрофильтров Братского алюминиевого завода.

Золу-унос смешивают с микрокремнеземом и пылью электрофильтров, после чего вводят воду в количестве, необходимом для получения шихты влажностью 16%. Содержание ингредиентов (в маc.%) в предлагаемых составах приведено в табл.1 (составы №1, 2, 3, см. в конце описания). 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, морозостойкость, прочность при сжатии и рассчитывают коэффициент конструктивного качества.

Конкретные значения оцениваемых параметров по п.1 приведены в табл. 1.

Пример 2. Изделия, изготовленные по п.1, высушивают при 60°С до постоянной массы и обжигают при 800°С. После обжига образцы пропаривают в пропарочной камере по режиму: (2+3+3+2) ч.

Для обожженных изделий определяют среднюю плотность, водопоглощение, прочность при сжатии сухих и пропаренных изделий.

Дополнительное пропаривание обожженного материала приводит к гидратации низкоосновных минералов, образовавшихся в процессе обжига наряду с традиционной керамической составляющей, что в свою очередь обеспечивает дополнительный прирост прочности изделий при пропаривании.

Конкретные значения оцениваемых параметров по п.2 приведены в табл.2.

Предлагаемый способ обеспечивает повышение прочности в 1,5...2,3 раза.

Источник информации

1. Патент РФ №2130912, МКИ⁶ С 04 В 35/14, 35/16. Сырьевая смесь и способ изготовления стеновых керамических изделий. М.А.Садович, Н.А.Лохова, О.Е.Волкова, Е.И.Яковлев // Бюл. Откр. Изобр. - 1999. - №15.

Таблица 1
Компоненты составов и свойства изделий	Содержание ингредиентов (мас.%) в составе			Известный состав
	1	2	3
Микрокремнезем	52,7	54,5	56,3	-
Зола-унос	46,5	44,5	42,5	-
Пыль электрофильтров	0,8	1,0	1,2	-
Водопоглощение, мас.%	34	36	37	28,7...29,3
Средняя плотность, кг/м3	1245	123 7	1226	1249...1263
Коэффициент конструктивного качества ×10-2 МПа/(кг/м 3)	1,8	1,9	1,7	1,0...1,2
Морозостойкость, циклы	35	35	35	15

Таблица 2
Компоненты составов и свойства изделий	Содержание ингредиентов (мас.%) в составе			Известный состав
	1	2	3
Микрокремнезем	52,7	54,5	56,3	---
Зола-унос	46,5	44,5	42,5	---
Пыль электрофильтров	0,8	1,0	1,2	---
Водопоглощение, мас.%	34	36	37	28,7...29,3
Средняя плотность, кг/м3	1245	1237	1226	1249...1263
Коэффициент конструктивного качества ×10-2, МПа/(кг/м3 )	1,8	1,9	1,7	1,0...1,2
Прочность при сжатии после пропаривания, МПа	29,7	31,3	28,5	---
Прочность при сжатии после увлажнения, МПа	---	---	---	16,4...22,9
Морозостойкость, циклы	35	35	35	15