Сырьевая смесь для изготовления золокерамических камней и кирпичей

Сырьевая смесь для изготовления золокерамических камней и кирпичей

Реферат

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении как лицевого, так и обычного кирпича при производстве золокерамических кирпичей.

Известно, что в настоящее время золы, продукты сжигания топлив на ТЭС и ТЭЦ, это широко распространенное вторичное сырье для производства строительных материалов. Это не только уменьшает себестоимость строительных материалов, но и позволяет решать экологическую проблему - существенно снизить загрязнение окружающей среды, утилизировать продукт загрязнения в полезный продукт.

Известно использование золы ТЭЦ легкой фракции в составе керамической массы для изготовления облицовочных плиток (SU №1350154, А1, 07.11.87, С04В 33/00, SU 1576514, А1 07.07.1990, С04В 33/00). Механическая прочность готовых изделий достигает 20,1-25,7 МПа, однако теплоизоляционные свойства их невысокие.

Известна другая сырьевая смесь для изготовления золокерамических теплоизоляционных изделий, в которой решена задача повышения теплоизоляционных свойств получаемых стеновых облицовочных материалов (RU №2057742, С1, 10.04.1996, С04В 38/08, С04В 33/00). Указанная смесь содержит легкую фракцию золы уноса тепловых электростанций, работающих на каменном угле, представляющую собой полые сферические частицы (микросферы) - 50-98 мас.% и огнеупорную глину - 2-50 мас.%. За счет использования большого количества зольной микросферы значительно снижается плотность материала (500-750 кг/м³), а следовательно, уменьшается и теплопроводность. Механическая прочность при этом также снижается и составляет всего 4,0 МПа.

Наиболее близкой к заявляемой сырьевой смеси является масса для изделий строительной керамики по патенту RU №1780276, С, 27.03.1995, С04В 33/00. В состав керамической массы входят, мас.%: легкоплавкая глина 53-93, вермикулит или гидрофлогопит или гидробиотит фракции не более 2.0 мм 2-42 и отощитель - грубодисперсный компонент из группы зола, песок, шлак фракций не более 2,0 мм 5-45. Введение в глино-вермикулитовую массу грубодисперсного компонента, в том числе и золы способствует снижению уровня внутренних напряжений и, вследствие этого, повышению прочности отформованного сырца и обожженного изделия: механическая прочность - 13,2-34,7 МПа, средняя плотность - 1870-1840 кг/м³. Для керамической массы состава: глина 53%, зола 45%, вермикулит-сырец 2% прочность при сжатии 13,2 МПа, средняя плотность 1840 кг/м³. Решая задачу повышения механической прочности, данная сырьевая смесь не обеспечивает высоких теплоизоляционных свойств получаемых строительных материалов. Проблема создания строительных материалов, сочетающих в себе высокие механические и теплоизоляционные характеристики, в настоящее время актуальна, т.к. решение ее позволит существенно снизить себестоимость строительства как жилых, так и производственных зданий.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в разработке состава керамической массы с использованием в смеси значительного количества промышленных отходов, а именно золы, для изготовления строительных изделий (кирпичей, строительных блоков), имеющих небольшую объемную массу при достаточно высокой механической прочности.

Поставленная задача решается тем, что сырьевая смесь содержит глину, зольную микросферу и гумат калия 10% концентрации, при следующем содержании компонентов, мас.%:

глина 47-50

зольная микросфера 47-50

гумат калия 10% концентрации 1-3

Заявляемая сырьевая смесь для изготовления золокерамических камней и кирпичей отличается от прототипа тем, что она содержит гумат калия 10% концентрации.

Из известного заявителям уровня техники не обнаружены сырьевые керамические массы для производства строительных изделий, которые содержат гумат калия.

Ведение гумата калия в указанных пределах за счет содержания щелочных оксидов, входящих в состав гуматов, способствует во время обжига увеличению первичного расплава. Образующийся при обжиге керамической массы первичный расплав обволакивает гранулы глинистых минералов и тем самым цементирует их в основе композита при охлаждении, что приводит к снижению объемной массы при сохранении прочностных показателей.

Пример конкретного выполнения. Изготовление золокерамических камней и кирпичей осуществляют традиционным способом: глину и зольную микросферу дозируют в соответствии с технологической схемой и в сухом состоянии перемешивают в смесителе до получения однородного состава, затем добавляют воду, в количестве, необходимом для получения массы влажностью 25-30%. Массу повторно перемешивают с добавлением гумата калия 10% концентрации. Образцы формуют при давлении 0,5-4,0 МПа с последующей сушкой при температуре 60-80°С до влажности 8-12%. Затем ведут обжиг при 800-950°С с последующей выдержкой. Изготавливалось несколько образцов с различным содержанием компонентов смеси: зольной микросферы (51,0-45,0)%, глины (51,0-45,0)% и гумата калия (0,5-4,0)% - (примеры 1-8), а также образец, состоящий из смеси зольной микросферы 50% и глины 50%. Физико-механические характеристики кирпичей, полученных из предлагаемой смеси, представлены в таблице. Примеры 2-5 подтверждают, что введение гумата калия в количестве 1-3% ведет к снижению объемной массы керамических изделий, а значит и уменьшает и их теплопроводность, при этом сохраняется достаточно высокая механическая прочность.

Таблица
№	Составы массы, %	Объемная масса, кг/м3	Предел прочности при сжатии, МПа	Теплопроводность, Вт/(мК)
Глина	Зольная микросфера	Гумат калия
1	51,0	45,0	4,0	1207,2	14,5	0,407
2	50,0	47,0	3,0	1212,1	19,5	0,413
3	49,0	49,0	2,0	1215,5	21,2	0,415
4	49,0	50,0	1,0	1216,3	22,4	0,416
5	47,0	50,0	3,0	1212,4	19,7	0,420
6	45,0	51,0	4,0	1204,0	15,2	0,421
7	49,5	50,0	0,5	1209,3	17,5	0,409
8	50,0	49,5	0,5	1210,1	18,3	0,412
9	50,0	50,0	0	1296,5	19,9	0,419

Сырьевая смесь для изготовления золокерамических камней и кирпичей, содержащая глину и зольную микросферу, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит гумат калия 10%-ной концентрации при следующем содержании компонентов, мас.%:

Глина	47,0-50,0,
Зольная микросфера	47,0-50,0,
Гумат калия 10% концентрации	1,0-3,0