сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича

Формула изобретения

Сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича, содержащая кварцевый песок и известь, отличающаяся тем, что содержит отход, накапливающийся в пылеосадительных системах при сушке гранул керамзита, представляющий собой порошкообразный материал - керамзитовая пыль с удельной поверхностью 670 м²/кг, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

известь	8
кварцевый песок	67
керамзитовая пыль	25.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к производству силикатного кирпича.

В промышленности строительных материалов широко применяются сырьевые смеси для изготовления силикатного кирпича, в состав которых входит в определенных пропорциях чистый кварцевый песок и воздушная известь.

Известен состав силикатного кирпича из смеси кварцевого песка (92-94% от массы сухой смеси) и негашеной или гидратной извести (6-8) [Хавкин Л.М. Технология силикатного кирпича / Л.М. Хавкин. - М., 1982. - С.108-114]. Недостатком известного технического решения является невысокая прочность готовых изделий. Кроме того, производимые в настоящее время силикатные изделия имеют высокое водопоглощение и водонасыщение, что приводит к недолговечности. В последние годы значительно возрастает интерес к использованию побочных продуктов и отходов промышленности в производстве строительных материалов, и этот путь является перспективным и актуальным, так как позволяет решать не только технико-экономические, но и острые экологические вопросы. Известен состав изготовления силикатного кирпича из полупродукта глиноземистого производства нефтелинового шлама [Пат. 2059588 Российская Федерация. Способ получения силикатного кирпича / Сизяков В.М., Корнеев В.И.; заявитель Санкт-Петербургский государственный Университет им Г.В.. - заявл. 06.09.1995]. Недостатком этого состава является невозможность получения кирпича марки прочности выше M150.

Наиболее близким аналогом к предложенному изобретению, принятым за прототип, является состав на основе кварцевого песка, извести, добавки глиняного солевого шлама и золы [А.с. 660954 СССР. Способ получения силикатного кирпича / Кисель И.И., Мазуренко В.Д.; заявитель Белорусский технологический институт им С.М. Кирова. - заявл. 05.05.1979.], позволяющий значительно увеличить прочность. Недостатками этого состава являются высокие затраты времени, электроэнергии и пара на автоклавную обработку, низкие морозостойкость и теплофизические свойства силикатного кирпича.

Сущность изобретения заключается в повышении физико-механических и эстетических характеристик силикатного кирпича, снижении энергоемкости производства за счет использования техногенного сырья, снижения расхода известково-кремнеземистого вяжущего и сокращения параметров автоклавной обработки (давления при автоклавировании с 10 до 6 МПа).

Техническим результатом изобретения является повышение сырцовой прочности и как следствия улучшения формуемости, снижения брака при производстве и получение изделий с четкой геометрией, повышения прочности при сжатии, морозостойкости, коэффициента размягчения, а так же улучшение эстетических характеристик.

Технический результат достигается за счет того, что сырьевая смесь помимо известково-кремнеземистого вяжущего и кварцевого песка содержит отходы, накапливающиеся в пылеосадительных системах на стадии сушки керамзитовых гранул и представляющие собой тонкодисперсный материал - керамзитовую пыль.

Рассматриваемые отходы - это алюмосиликатное техногенное сырье, образующееся на стадии сушки гранул при температуре 400-500°C и представляющее собой тонкодисперсный порошкообразный материал с удельной поверхностью порядка 670 м²/кг.

Исходной породой для производства керамзитового гравия является глина Ястребовского месторождения, которая отличается повышенным содержанием кремнезема. Анализ минерального состава глины и отходов производства керамзита показал, что алюмосиликатное сырье, образовавшееся при температуре 400-500°C, представлено незавершенными фазами структурообразования, и в отличие от исходной породы содержит в своем составе стеклофазу (табл.1).

Таблица 1
Название	Содержание, %
	Иллитмонтмориллонит	Кварц	Стеклофаза
Глина	59,9	40,1	-
Керамзитовая пыль	51,2	39,3	9,5

Керамзитовая пыль вводится взамен части песка при следующем соотношении компонентов, мас.%:

известь 8

кварцевый песок 67

керамзитовая пыль 25

Таблица 2
Характеристики негашеной комовой извести
Показатель	Значение
Содержание активных CaO+MgO, не менее	80%
Активная MgO, не более	5%
СО 2, не более	5%
Непогасившиеся зерна, не более	11%
Содержание гидратной воды, не более	2%
Время гашения, не более	8 мин

Таблица 3
Химический состав кварцевого песка
SiO2	Al2O3	SO3	Fe2O3	CaO	MgO	K2O+Na2O	ппп
93,02	0,92	0,02	0,98	0,62	0,08	0,46	0,86

Песок удовлетворяет требованиям ГОСТ 8736-93 «Песок для строительных работ. Технические условия».

Введение отходов производства керамзита в смесь способствует повышению сырцовой прочности силикатного кирпича в 3,4 раза. Это обусловлено тем, что развитая поверхность керамзитовой пыли предопределяют увеличение числа контактов между частицами при уплотнении и связанное с этим повышение прочности сцепления и механического зацепления. Это позволит улучшить формуемость сырьевой смеси, снизить брак в процессе формования и позволит выпускать высокоэффективные многопустотные изделия с четкой геометрией.

В образцах с использованием отходов производства керамзита, запаренных при давлении 6 МПа, наблюдается уменьшение размера новообразований в сравнении с контрольными образцами, изготовленными по традиционной рецептуре и технологии, что способствует увеличению числа и площади контактов как между отдельными кристаллами новообразований в сростках, так и с зернами заполнителя, обеспечивая хорошую адгезию и прочность изделий. Это в свою очередь объясняется высокой дисперсностью пыли, которая предопределяет ее быструю активацию в системе «СаО-SiO₂-H₃O», и способствует формированию полиминеральных новообразований с оптимальным соотношением низко- и высокоосновных гидросиликатов кальция, обеспечивающих повышение морозо- и водостойкости автоклавных прессованных изделий, при снижении энерго- и материальных затрат на 40%, и увеличение прочностных характеристик изделий на 100%.

Помимо улучшения физико-механических характеристик, введение отходов производства керамзита способствует приданию стойкой окраски.

Исследуемые отходы производства керамзита имеют темно-бурый цвет, что отражается на цвете образцов. Насыщенность цвета увеличивается с увеличением содержания в смеси керамзитовой пыли и снижением содержания СаО_акт. Цвет образцов не изменяется после прохождения ими гидротермальной обработки при повышенном давлении.

Пример состава и физико-механические свойства предлагаемой сырьевой смеси для изготовления силикатного кирпича приведены в таблице в табл.4.