смесь для получения силикатного кирпича (варианты)

Формула изобретения

1. Смесь для получения силикатного кирпича, включающая песок, щелочной активатор, известь негашеную, подвергнутые совместному помолу, отличающаяся тем, что содержит в качестве щелочного активатора сульфат-карбонат натрия - отход производства глинозема, состава, мас.%: сульфат натрия не менее 60, карбонат натрия не более 30, оксид кремния не более 0,5, оксид алюминия не более 3,0, оксид железа не более 0,4, влажность не более 30%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Известь негашеная	5-10
Указанный активатор	0,5-2,0
Песок	Остальное

2. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что она содержит песок, известь негашеную, указанный активатор, подвергнутые совместному помолу до удельной поверхности не менее 3000 см²/г.

3. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит золу-унос в количестве 30-40 мас.%.

4. Смесь по п.3, отличающаяся тем, что она содержит песок, известь негашеную, указанный активатор, подвергнутые совместному помолу до удельной поверхности не менее 3000 см ²/г перед добавлением золы-уноса.

5. Смесь для получения силикатного кирпича, включающая песок, щелочной активатор, известь негашеную, подвергнутые совместному помолу до удельной поверхности не менее 3000 см²/г, и песок, отличающаяся тем, что содержит в качестве щелочного активатора сульфат-карбонат натрия - отход производства глинозема, состава, мас.%: сульфат натрия не менее 60, карбонат натрия не более 30, оксид кремния не более 0,5, оксид алюминия не более 3,0, оксид железа не более 0,4, влажность не более 30%, а песок размером не более 2 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

совместный помол:

Песок	38-63,5
Известь негашеная	5-10
Указанный активатор	0,5-2,0
Песок размером не более 2 мм	Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий на основе щелочных вяжущих.

Известно известково-песчаное вяжущее для изготовления силикатного кирпича (Патент РФ №2212386, МПК ⁷ С04В 28/22, 2003) с использованием специального оборудования автоклавов.

Недостатком вяжущего являются большие энергозатраты при термовлажностной обработке изделия.

Известен способ с использованием автоклавов, в котором вяжущее готовят обработкой карбидной извести или ее смеси с песком для изготовления силикатного кирпича (Патент РФ №2235076, МПК⁷ С04В 28/20, 2004).

Вяжущее обладает недостатками описанного выше вяжущего.

Известен способ получения облицовочного силикатного кирпича (Патент РФ №2237641, МПК⁷ С04В 28/18, 2004). Вяжущее получают помолом феррохромового шлака до удельной поверхности 5500-6500 см²/г.

Недостатком является также то, что технология получения кирпича с использованием заявленного вяжущего энергоемкая.

Известна сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича (Заявка РФ №93043897, МПК⁶ С04В 28/22, 1995), которая содержит известь, кварцевый песок, фторидсодержащий отход суперфосфатного производства, щелочь, гипс и жидкое стекло при определенном соотношении.

Прочность кирпича при сжатии достаточно высока, однако недостатком смеси является многокомпонентность и повышенная энергоемкость, что приводит к удорожанию изделий.

Известная сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича и стеновых материалов (Патент РФ №2243180, МПК⁷ С04В 28/22, 2004), включающая известь, песок и добавку - керамзитовый гравий.

Недостатком смеси является повышенная энергоемкость, недостаточно высокая прочность изделий, получаемых с ее использованием.

Известен способ получения гидравлического вяжущего (Патент РФ №2200137, МПК С04В 7/44, 2003). Для приготовления вяжущего используют смесь оксидов кремнезема, кальция, магния, алюминия, железа, смесь подвергают помолу после термической обработки, восстановлению и грануляции расплава. После помола смеси возможно введение мелкодисперсных наполнителей: золошлаковых отходов угольных тепловых электростанций, отходов глиноземного производства - красного шлама. К полученной смеси возможно добавление воды и растворов щелочей натрия, калия и/или их солей в виде сульфатов, карбонатов.

Недостатком вяжущего является сложный способ получения и большие энергозатраты.

Известно вяжущее для производства силикатного кирпича, включающее песок и известь комовую (негашеную). Известь гасится с влажным песком в силосах в течение 2-4 часов (силосная технология) или производится совместный помол песка и извести, при котором резко сокращается время гашения извести до 10-20 мин (бессилосная технология) (Мамонтов С.Д. Бессилосная технология силикатного кирпича. - М.: Стройиздат, 1975 - с.3).

Затем смесь песка и извести гашеной смешивают в смесителе до влажности 6-10% и методом полусухого прессования прессуют кирпич-сырец. Для набора прочности кирпич-сырец помещают в специальные камеры-автоклавы, в которых происходит процесс термовлажностной обработки паром (Хавкин Л.М. Технология силикатного кирпича. - М.: Стройиздат, 1982 - с.264) при следующих режимах:

Температура, °С	не менее 175
Давление, МПа	не менее 0,8
Время, час	не менее 8.

Минимальная марочность силикатного кирпича, полученная по данной технологии, составляет: М75, прочность на сжатие П_сж=7,5 МПа, прочность на изгиб П_изг=1,6 МПа (Хавкин Л.М. Технология силикатного кирпича. - М.: Стройиздат, 1982 - с.4, ГОСТ 379-95 Кирпич и камни силикатные. Технические условия. - М.: МНТКС. - с.5).

Недостатком данной технологии является энергоемкий процесс термовлажностной обработки изделий и низкий предел минимальной прочности.

Наиболее близким аналогом к заявляемому является смесь для получения силикатного кирпича (авт.св. СССР №1423533, С04 В 28/18, 1988), путем совместного помола извести и песка с добавкой, включающей раствор пальмитиновой кислоты и хлорида натрия. Добавка дополнительно содержит глицерин, гидроксид натрия, триметиленгликоль и карбонат натрия и вводят ее в количестве 0,25-1 мас.%. Продукт помола смешивают с песком.

Технический результат - расширение сырьевой базы за счет использования для производства отходов промышленности с одновременным сохранением высокого качества продукции.

По первому варианту смесь для получения силикатного кирпича, включающая песок, щелочной активатор, известь негашеную, подвергнутые совместному помолу, содержит в качестве щелочного активатора сульфат-карбонат натрия - отход производства глинозема, состава, мас.%: сульфат натрия не менее 60, карбонат натрия не более 30, оксид кремния не более 0,5, оксид алюминия не более 3,0, оксид железа не более 0,4, влажность не более 30%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

известь негашеная	5-10
указанный активатор	0,5-2,0
песок	остальное

Указанная смесь предпочтительно содержит песок, известь негашеную, указанный активатор, подвергнутые совместному помолу до удельной поверхности не менее 3000 см ²/г. Указанная смесь дополнительно содержит золу-унос в количестве 30-40 мас.%.

Указанная смесь предпочтительно содержит песок, известь негашеную, указанный активатор, подвергнутые совместному помолу до удельной поверхности не менее 3000 см ²/г перед добавлением золы-уноса.

По второму варианту смесь для получения силикатного кирпича, включающая песок, щелочной активатор, известь негашеную, подвергнутые совместному помолу до удельной поверхности не менее 3000 см² /г, и песок, содержит в качестве щелочного активатора сульфат-карбонат натрия - отход производства глинозема, состава, мас.%: сульфат натрия не менее 60, карбонат натрия не более 30, оксид кремния не более 0,5, оксид алюминия не более 3,0, оксид железа не более 0,4, влажность не более 30%, а песок размером не более 2 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

совместный помол:
песок	38-63,5
известь негашеная	5-10
указанный активатор	0,5-2,0
песок размером не более 2 мм	остальное

Данные варианты смесей для получения силикатного кирпича могут быть использованы в качестве вяжущих для изготовления различных изделий в промышленности строительных материалов.

Сульфат-карбонат натрия является отходом производства глинозема и реализуется по ТУ 5510 РК 0020-1974 (таблица 1).

Смесь для получения силикатного кирпича (вяжущее) получают следующим образом.

Песок, негашеную (комовую) известь, щелочной активатор дозируют в необходимой пропорции и в шаровой мельнице производят совместный помол до удельной поверхности не менее 3000 см ²/г. Затем смесь смешивают в смесителе с водой и прессуют методом полусухого прессования или методом виброформования.

В нашем случае технология основана на формовании строительных изделий методом полусухого прессования, влажность 6-10%. Формовочную массу засыпают в пресс-форму и при давлении не менее 10 МПа прессуют образцы в виде полноразмерных кирпичей. Отпрессованные образцы помещают в камеру, где при атмосферном давлении подвергают термовлажностной обработке при температуре 95-100°С в течение не менее 6 часов.

По стандартной методике измеряют прочности образцов на изгиб и на сжатие. Усредненные минимальные значения прочностей приведены в таблице 2, в которой представлены примеры 1-6, приготовленные по технологии, описанной выше, и пример по прототипу (7).

Из таблицы 2 видно, что технология вяжущих по изобретению значительно проще и дешевле, чем технология вяжущего для силикатного кирпича. Нет необходимости для термовлажностной обработки использовать дорогие, сложные в обслуживании автоклавы, в которых поддерживаются высокие температуры и давление. Достаточно пропарить изделия в простой пропарочной камере при атмосферном давлении и температуре 95-100°С. При этом изделия имеют высокие эксплуатационные характеристики. Предел минимальных прочностей выше, чем у силикатного кирпича.

Техническим результатом предлагаемого решения является получение вяжущего, обладающего высоким качеством, расширение сырьевой базы за счет использования промышленных отходов, снижение экологической напряженности.

Таблица 1 Химический состав сульфат-карбоната натрия
Содержание компонентов в % (в среднем)
Na2SO4	Na2CO3	SiO2	Al 2O3	Fe 2O3	влажность
Не менее 60	Не более 30	Не более 0,5	Не более 30	Не более 0,4	Не более 30

Таблица 2
Характеристики кирпичей из вяжущего по изобретению и силикатного кирпича
Рецептура	Показатели
Технологические характеристики	По изобретению (примеры)								Прототип (кирпич силикатный ГОСТ 379-95)
	1	2	3	4	5	6	7	8	9
1. Рецептура:
1.1. Песок молотый	88	94,5	38	64,5	48	64,5	88	88	20-30
1.2. Известь негашеная	10	5	10	5	10	5	10	10	8-11
1.3.Сульфат-карбонат натрия	2	0,5	2	0,5	2	0,5
1.4. Гидроксид натрия	-	-	-	-	-	-	2,0	-	-
1.5. Сульфат натрия	-	-	-	-			-	2,0	-
1.6. Зола-унос	-	-	-	-	40	30	-	-	-
1.7. Песок фракционированный			50	30					59-72
2. Технологические характеристики пропаривания:
2.1. Температура, °С	95-100	95-100	95-100	95-100	95-100	95-100	95-100	95-100	175-200
2.2. Давление, МПа	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,8-1,6
2.3. Время, час	6	6	6	6	6	6	6	6	8
3. Прочность минимальная, МПа:
- на сжатие	10,0	10,0	10,0	10,0	12,5	12,5	12,5	10,0	7,5
- на изгиб	2,0	2,0	2,0	2,0	2,4	2,4	2,4	2,0	1,6
4. Марочность минимальная, М	100	100	100	100	125	125	125	100	75
5. Плотность средняя, кг/м 3	1800	1800	1800	1800	1500	1600	1800	1800	1800
6. Теплопроводность, вт/м·°С	0,6	0,6	0,6	0,6	0,3	0,5	0,6	0,6	0,6