Сырьевая смесь для получения строительных изделий

Сырьевая смесь для получения строительных изделий

Реферат

 

Настоящее изобретение может найти применение при изготовлении автоклавных строительных материалов, именно при изготовлении силикатных стеновых изделий, например силикатного кирпича. Сырьевая смесь для получении строительных материалов содержит 24 - 35 мас.% декарбонизированной цементной пыли-уноса, 10 - 20 мас.% цементной пыли-уноса, 1,5 - 2,0 мас.% природного содосодержащего концентрата, песок остальное. Технический результат: повышение прочности при сжатии, снижение себестоимости строительных изделий, получаемых из предлагаемой сырьевой смеси, и сокращение времени, необходимого для изготовления этих изделий, увеличение количества используемой цементной пыли-уноса. 1 табл.

Изобретение относится к автоклавным строительным материалам и может быть использовано при производстве стеновых изделий, например силикатного кирпича.

Известна сырьевая смесь для изготовления силикатных материалов, включающая известь, песок и цементную пыль-унос, улавливаемую из отходящих газов вращающихся печей, при следующем соотношении компонентов, мас.%: известь 5-7; цементная пыль-унос 4-5; песок остальное. Цементную пыль-унос предварительно обрабатывали дистиллированной водой, в результате чего из ее состава были исключены некоторые активные компоненты: удалены растворимые соли, связаны свободные CaO и SiO₂, прогидратированы клинкерные минералы, стекло и шлаки. Основным компонентом цементной пыли-уноса является глинисто-карбонатный материал. Кроме того, в составе цементной пыли-уноса содержится до 8 мас. % свободной извести. Колебание количества свободной извести в составе цементной пыли-уноса зависит от химического состава сырьевого шлама, способа производства цемента, режима обжига клинкера. Полученные из сырьевой смеси образцы запаривали в автоклаве под давлением пара 0,9 МПа (8 ати), по режиму 2+8+2 (см. Клушпас К.В. Исследование влияния добавки цементной пыли на процесс автоклавного твердения силикатобетона и технологию его изготовления: Автореф. дис. канд. техн. наук. - Каунас, 1968. - С. 5-6.) Силикатные материалы, изготовленные из описанной выше сырьевой смеси, имеют недостаточную прочность при сжатии - 7,5-14,3 МПа и в малых количествах утилизируют цементную пыль-унос - 4-5 мас.% (см. таблицу). Кроме этого, цементная пыль-унос вводится в состав сырьевой смеси после предварительной обработки дистиллированной водой, что требует дополнительных затрат времени и труда.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению (прототипом) является сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича, включающая известь, песок и цементную пыль-унос, улавливаемую электрофильтрами, при следующем соотношении компонентов, мас.%: известь 10, песок - 80, цементная пыль-унос, отмытая от водорастворимых солей, 10. Полученные из сырьевой смеси образцы запаривали в автоклаве под давлением пара 0,9 МПа (8 ати) с изотермической выдержкой в течение 8 часов (см. Хвостенков С.И. и. Чернобаева Н.И. Об использовании цементной пыли, улавливаемой электрофильтрами, в производстве силикатных материалов // Строительные материалы. - 1962. N 3. - С. 11-12).

Строительные изделия, полученные из сырьевой смеси-прототипа, обладают пониженной прочностью при сжатии - 15,3 МПа (см. таблицу), высокой себестоимостью вследствие повышенного расхода извести - 10 мас.%; большими затратами времени для получения изделий вследствие длительной автоклавной обработки, включающей 8 часов изотермической выдержки, и дополнительной обработки цементной пыли-уноса от водорастворимых солей. Кроме этого, сырьевая смесь-прототип недостаточно полно утилизирует отход - цементную пыль-унос.

Сущность изобретения заключается в том, что сырьевая смесь для получения строительных изделий, включающая цементную пыль-унос и песок, дополнительно содержит декарбонизированную цементную пыль-унос и природный содосодержащий концентрат при следующем соотношении компонентов, мас.%: цементная пыль-унос 10-20; декарбонизированная цементная пыль-унос 24-35; природный содосодержащий концентрат 1,5-2,0; песок остальное.

Техническим результатом является повышение прочности при сжатии строительных изделий, получаемых из предлагаемой сырьевой смеси; снижение себестоимости этих изделий; сокращение времени, необходимого для их изготовления, и повышение количества используемой цементной пыли-уноса, что способствует утилизации этого отхода.

Повышенная прочность при сжатии до автоклавной обработки строительных изделий (см. таблицу) обеспечивается за счет обменной реакции карбоната, сульфата и хлорида натрия, содержащихся в природном содосодержащем концентрате, с известью, имеющейся в декарбонизированной и естественной цементной пыле-уносе, при приготовлении сырьевой смеси. Повышение прочности при сжатии после автоклавирования строительных изделий (см. таблицу) обеспечивается присутствием в сырьевой смеси добавок - цементной пыли-уноса и содового концентрата, способствующих образованию более стабильных гидросиликатных фаз (тоберморита, ксонотлита, скаутита).

Сокращение времени изготовления строительных изделий обеспечивается за счет уменьшения длительности автоклавной обработки, включающей 6 часов изотермической выдержки. Такое время изотермической выдержки обусловлено содержанием в составе сырьевой смеси цементной пыли-уноса и природного содосодержащего концентрата, которые ускоряют процесс образования гидросиликатов кальция в строительном материале при запаривании в автоклаве. Кроме того, из производства, например, силикатного кирпича исключаются совместный помол извести и песка для приготовления вяжущего и на отмывку цементной пыли-уноса от содержащихся в ней щелочных соединений, что приводит к дополнительному сокращению времени на производство.

Снижение себестоимости строительных изделий объясняется полной заменой извести на декарбонизированную цементную пыль-унос по сравнению с расходом извести при использовании сырьевой смеси-прототипа -10 мас.%.

Введение в сырьевую смесь декарбонизированной цементной пыли-уноса в количестве 24-35 мас.% обусловлено оптимальными значениями прочности изделий при сжатии. Повышение содержания цементной пыли-уноса в сырьевой смеси более 35 мас.% приводит к снижению коэффициента размягчения и прочности при сжатии автоклавированных строительных изделий. Снижение количества вводимой декарбонизированной цементной пыли-уноса менее 24 мас.% не приводит к увеличению прочности строительных изделий (см. таблицу).

Введение в сырьевую смесь цементной пыли-уноса в количестве 10-20 мас.% оказывает положительное действие на прочность строительных изделий до автоклавирования. Увеличение содержания цементной пыли-уноса выше 20 мас.%, как и уменьшение ниже 10 мас.% в составе сырьевой смеси приводит к снижению прочности при сжатии автоклавированных строительных изделий. Кроме того, использование цементной пыли-уноса обуславливается более полной утилизацией данного отхода производств, способствующей охране окружающей среды.

Введение в сырьевую смесь природного содосодержащего концентрата в количестве 1,5-2,0 мас.% является оптимальным, так как растворимость этого компонента в воде ограничена. Поэтому увеличение содержания в смеси природного содосодержащего концентрата выше 2 мас.% может быть достигнуто только за счет дополнительно вводимой воды в состав смеси, что недопустимо из-за технологии полусухого прессования изделий, формовочная влажность которых не должна превышать 12 мас. %. Кроме того, увеличение содержания природного содосодержащего концентрата может привести к высолообразованию на поверхности строительных изделий. Уменьшение содержания этого компонента сырьевой массы ниже 1,5 мас.% не повышает прочностные показатели получаемого материала (см. таблиц).

Пример конкретного выполнения.

Заявляемая сырьевая смесь для получения строительных материалов содержит 24-35 мас.% декарбонизированной цементной пыли-уноса; 10-20 мас.% цементной пыли-уноса; 1,5-2,0 мас.% природного содосодержащего концентрата и песок - остальное. Для приготовления сырьевой смеси в качестве исходных компонентов использовали мелкий песок (М_кр=1,39); естественную цементную пыль-унос вращающихся печей (удельная поверхность 500-550 м²/кг) состава, мас.%: CaO - 47,36; SiO₂ - 14,27; Al₂O₃ - 3,82; Fe₂O₃ - 2,45; MgO - 0,49; SO₃ - 0,88; R₂O - 3,16; п.п.п. - остальное; декарбонизированную цементную пыль-унос состава, мас. %: CaO - 65,38; SiO₂ - 19,70; Al₂O₃ - 5,28; Fe₂O₃ - 3,38; MgO - 0,68; SO₃ - 1,22; R₂O - 4,36; природный содосодержащий концентрат соляных озер, состава, мас. %: Na₂CO₃ - 28,0; Na₂SO₄ - 6,6; NaCl - 1,55; H₂O - 63,85. Вместо природного содосодержащего концентрата соляных озер можно использовать аналогичный по составу отход содовых производств.

Декарбонизированную при температуре 900-1000^oC цементную пыль-унос смешивали с песком, природным содосодержащим концентратом соленых озер, увлажняли до 5% от массы смеси, после чего выдерживали в течение 1 часа. Затем к смеси добавляли цементную пыль-унос вращающихся печей и массу доувлажняли до формовочной влажности, которая составляет 10-12% от массы смеси. Из этой смеси формовали образцы-цилиндры диаметром и высотой 5 см при давлении прессования 20 МПа. Образцы запаривали в автоклаве по режиму 2+6+2, при давлении 0,9 МПа (8 ати).

Испытания на прочность проводили до и после автоклавной обработки. Коэффициент размягчения определяли отношением прочности автоклавированных насыщенных водой образцов к прочности автоклавированных высушенных образцов. Водопоглощение определяли по увеличению массы образцов после насыщения их водой.

Составы предлагаемой сырьевой смеси для получения строительных материалов, сырьевых смесей - прототипа и аналога, а также свойства полученных строительных материалов, изготовленных в соответствии с этими сырьевыми смесями, приведены в таблице.

Как видно из таблицы, предлагаемый состав сырьевой смеси для получения строительных изделий обладает оптимальными свойствами (см. составы N 3, 5, 6, 8, 9): он обеспечивает повышение прочности при сжатии (18,4-21,2 МПа) и уменьшение водопоглощения (7,6-8,9 мас.%) по сравнению с известными сырьевыми смесями. Кроме того, предлагаемый состав обладает повышенными прочностью до автоклавирования (0,97-1,31 МПа), коэффициентом размягчения (0,83-0,96) и пределом прочности при изгибе (2,8-3,2 МПа). Все вышеперечисленные свойства предлагаемой сырьевой смеси обеспечивают получение долговечных строительных изделий высокого качества.

Таким образом, свойства строительных изделий из предлагаемой сырьевой смеси существенно выше по сравнению с прототипом и аналогом.

Использование предлагаемой сырьевой смеси позволяет повысить прочность при сжатии и снизить себестоимость строительных изделий, изготовленных из этой смеси, а также сократить время, необходимое для получения этих изделий, а также увеличить количество используемой цементной пыли-уноса.

Формула изобретения

Сырьевая смесь для получения строительных изделий, включающая цементную пыль-унос и песок, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит декарбонизированную цементную пыль-унос и природный содосодержащий концентрат при следующем соотношении компонентов, мас.%: Декарбонизированная цементная пыль-унос - 24 - 35 Цементная пыль-унос - 10 - 20 Природный содосодержащий концентрат - 1,5 - 2,0 Песок - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1