СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
RAW MIX AND METHOD FOR MANUFACTURING OF CERAMIC PRODUCTS

Предлагаемое изобретение относится к производству стеновых керамических изделий и может быть использовано для изготовления строительных материалов.
Наиболее близкой к предлагаемой сырьевой смеси по технической сущности и достигаемому эффекту является сырьевая смесь, включающая (в мас.%): микрокремнезем производства кристаллического кремния 52,7…56,3; зола-унос 42,5…46,5; пыль электрофильтров производства алюминия 0,8…1,2 (патент РФ №2254309, C04B 35/16).
Недостатками указанной смеси являются относительно низкие значения прочности при сжатии после пропаривания, коэффициента конструктивного качества, морозостойкости, а также повышенные температура обжига и расход топлива.
Технический результат - повышение прочности при сжатии после увлажнения, коэффициента конструктивного качества и морозостойкости, снижение температуры обжига и расхода топлива.
Указанный технический результат достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий содержит микрокремнезем производства кристаллического кремния, пыль электрофильтров производства алюминия и золу-унос от сжигания бурых углей Ирша-Бородинского месторождения при следующем соотношении компонентов (в мас.%):
Микрокремнезем
79…82
Пыль электрофильтров производства алюминия
15
Зола-унос
3…6
2
3
Микрокремнезем производства кристаллического кремния является дисперсным отходом Братского алюминиевого завода, характеризующимся малым размером частиц (0,1…3 мкм) и, как следствие, высокой удельной поверхностью (25…34 м/г) и небольшой насыпной плотностью (до 0,3 г/см). Химический состав микрокремнезема производства кристаллического кремния (мас.%):
SiO<sub>2</sub>
90…95
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
до 0,8
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
до 0,8
CaO
до 1,6
MgO
до 1,2
SiC
до 5
C<sub>общ</sub>
до 9
K<sup>+</sup>
до 0,25
Na<sup>+</sup>
до 0,06
П.п.п.
до 20
3
Пыль электрофильтров основного производства алюминия является дисперсным отходом производства алюминия со средним размером частиц 5…8 мкм и насыпной плотностью 0,84…0,92 г/см. Пыль электрофильтров Братского алюминиевого завода содержит (мас.%):
F
до 10,54.
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
до 26,4
Na<sub>2</sub>O
до 8.96
СаО
до 1,68
MgO
до 0,88
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
до 0,88
SiO<sub>2</sub>
до 2,0
П.п.п
до 43,36
Зола-унос является отходом ТЭС, образующимся при сжигании бурых углей Ирша-Бородинского месторождения. Зола-унос содержит (мас.%):
CaO
до 20,0…35,0
MgO
до 3,0…6,0
SiO<sub>2</sub>
до 40,0…55,0
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
до 6,0…14,0
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
до 4,0…10,0
K<sub>2</sub>O
до 0,3…1,5
Na<sub>2</sub>O
до 0,2…0,5
SO<sub>3</sub>
до 0,9…5,0
П.п.п.
не более 2
Известен способ изготовления керамических изделий, включающий приготовление смеси, формование, сушку и обжиг при 800°C (патент РФ №2254309, C04B 35/14). Недостатком указанного способа являются повышенные затраты на обжиг и низкие прочность обожженных изделий, коэффициент конструктивного качества и морозостойкость.
Технический результат достигается тем, что способ изготовления стеновых керамических изделий включает приготовление шихты, формование, сушку, обжиг при 750°C и дополнительно выдерживание в воде после обжига в течение 48 часов.
Пример 1. Для приготовления сырьевой смеси используют микрокремнезем производства кристаллического кремния Братского алюминиевого завода, пыль электрофильтров основного производства алюминия Братского алюминиевого завода и золу-унос от сжигания бурых углей Ирша-Бородинского месторождения.
Процесс приготовления смеси включает следующие операции: сухие компоненты тщательно перемешивают, затем увлажняют водой до влажности 23%. Из полученной сырьевой смеси методом полусухого прессования при удельном давлении прессования 20 МПа формуют образцы-цилиндры диаметром 40 мм.
Затем полуфабрикат сушат при комнатной температуре до постоянной массы и обжигают при температуре 750°C.
Пример 2. Изделия, изготовленные по п.1, после обжига выдерживают в воде в течение 48 часов.
Примеры составов и физико-механические свойства изделий на их основе приведены в табл.1 и 2.
Таблица 1
Компоненты
Содержание ингредиентов в составе (мас.%)
1
2
3
Микрокремнезем
79,0
80,5
82,0
Пыль электрофильтров
15
15
15
Зола-унос
3,0
4,5
6,0
Таблица 2
Показатель
Составы
Прототип
1
2
3
Температура обжига, °C
750
750
750
800
Средняя плотность, кг/м<sup>3</sup>
1163
1187
1210
1226…1245
Прочность при сжатии после увлажнения, МПа
33,70
35,41
36,12
-
Прочность при сжатии после пропаривания, МПа
-
-
-
28,5…31,3
Водопоглощение, мас.%
36,42
35,50
34,57
34…37
Коэффициент конструктивного качества×10<sup>2</sup>, МПа/(кг/м<sup>3</sup>)
2,898
2,983
2,985
1,7…1,9
Морозостойкость, циклы
50
50
50
35
Примечание: Коэффициент конструктивного качества рассчитан как отношение прочности при сжатии (МПа) к средней плотности (кг/м<sup>3</sup>), а коэффициент размягчения - как отношение прочности влажных образцов (после нахождения в воде в течение 2-х суток) к прочности сухих обожженных изделий.