керамическая масса для изготовления керамического кирпича

Формула изобретения

Керамическая масса для изготовления керамического кирпича, включающая легкоплавкую глину, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит алюмощелочной шлам, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола с содержанием, мас.%: SiO₂ - 2,3; Аl₂О₃ - 61,1; Fе₂О ₃ - 1; CaO - 4,4; MgO - 4,2; R₂О - 19,8; п.п.п. - 5,3 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

легкоплавкая глина	70-90
алюмощелочной шлам, получаемый
при очистке стоков производств
этил- и изопропилбензола	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 - 60-90, шлак от выплавки ферросплавов 10-40 / Ковков И.В. Исследование регрессивным методом анализа влияния шлака от выплавки ферросплавов на физико-механические показатели кирпича / И.В.Ковков, В.З.Абдрахимов // Известия вузов. Строительство. - 2006. - № 9. - С.105-110/ [2]. Принят за прототип.

Недостатком указанного состава керамической массы являются относительно низкие прочность на сжатие и морозостойкость, высокие водопоглощение и температура обжига кирпича.

Сущность изобретения - повышение качества строительных материалов.

Техническим результатом изобретения являются повышение морозостойкости и прочности на сжатие, снижение водопоглощения и температуры обжига кирпича.

Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую массу, включающую легкоплавкую глину, дополнительно вводят алюмощелочной шлам, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

легкоплавкая глина	70-90
алюмощелочной шлам, получаемый при очистке стоков
производств этил - и изопропилбензола с содержанием, мас.%:
SiO 2-2,3; Аl2O3- 61,1; Fe2 O3 - 1; CaO - 4,4;
MgO - 4,2; R2O - 19,8;
п.п.п.5,3	10-30

Алюмощелочной шлам образуется в химической промышленности при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола от остаточного хлористого алюминия, используемого в технологическом процессе как катализатор, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола. Сточные воды вследствие гидролиза AlCl₃ носят кислый характер (pH 2÷3) и нейтрализуются известковым молоком (pH 8,5÷9,5). Шлам после осаждения направляется на обезвоживание на фильтр-пресс и далее - на утилизацию. Имея повышенное содержание оксида алюминия и оксида натрия, алюмощелочной шлам способствует повышению прочности и спеканию керамического кирпича и интервале температур 950-1000°С. Отличительной особенностью алюмощелочного шлама является высокая степень дисперсности. По этому признаку она не имеет себе равных среди порошкообразных материалов, получаемых механическим измельчением. Высокая степень дисперсности придает шламу устойчивую коагуляционную структуру, типичную для всех гелей. Положительным следствием высокой дисперсности шлама (10000-12000 см²/г) является большая ее пластичность (более 12), что позволяет использовать для производства кирпича малопластичные глины (например, такую малопластичную глину, как глина Даниловского месторождения, число пластичности которой менее 10). Химический состав алюмощелочного шлама представлен в табл.1.

В качестве основного глинистого сырья для производства керамического кирпича использовалась легкоплавкая глина Даниловского месторождения Самарской области. Глина Даниловского месторождения характеризуется как грубодисперсная, преимущественно с высоким содержанием крупных и средних включений, представленных кварцем, железистыми минералами, гипсом и карбонатными включениями, химический состав представлен в табл.1. Основным породообразующим минералом глины является гидрослюда.

Таблица 1 Химические составы компонентов
Компоненты	Содержание оксидов, мас.%
SiO2	Аl2O3	СаО	MgO	Fe2O3	R2O	SO 3	П.п.п.
Легкоплавкая глина Даниловского месторождения	64,2	10,3	5,68	2,2	4,02	2,5	0,5	8,4
Алюмощелочной шлам, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола	2,3	61,1	4,4	4,2	1	19,8	-	5,3

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°С. В табл.2 приведены составы керамических масс, а в табл.3 физико-механические показатели кирпича.

Таблица 2 Составы керамических масс
Компоненты	Содержание компонентов, мас.%
	1	2	3
Легкоплавкая глина Образцовского месторождение	90	80	70
Алюмощелочной шлам, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола	10	20	30

Таблица 3 Физико-механические показатели кирпича
Показатели	Составы	Прототип
1	2	3
Морозостойкость, циклы	37	43	52	14-32
Механическая прочность на сжатие, МПа	14,4	15,2	17,8	9,2-13,3
Усадка, %	7,3	6,9	6,7	4,4-6,9
Термостойкость, °С	130	137	142	-
Водопоглощение, %	10,4	10,2	9,8	10,8-15,0
Температура обжига, °С	1000	1000	950	1050

Как видно из табл.3, кирпичи из предложенных составов имеют более высокую морозостойкость и механическую прочность на сжатие, чем у прототипа.

Полученное техническое решение при использовании алюмощелочного шлама, получаемого при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола, позволяет увеличить морозостойкость и прочность на сжатие, снизить водопоглощение и температуру обжига кирпича.

Использование техногенного сырья при получении кирпича способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды, расширению сырьевой базы для керамических материалов и позволяет использовать низкосортные легкоплавкие глины.

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. Ковков И.В. Исследование регрессивным методом анализа влияния шлака от выплавки ферросплавов на физико-механические показатели кирпича / И.В.Ковков, В.З.Абдрахимов // Известия вузов. Строительство. - 2006. - № 9. - С.105-110.