СОСТАВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СИЛИКАТНОГО КИРПИЧА
COMPOSITION FOR MANUFACTURING OF SILICATE BRICK

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) [1]. Недостатком известного технического решения является недостаточно высокая прочность готовых изделий.
Однако отечественным заводам приходится встречаться с исходными сырьевыми материалами, некоторым оборудованием и условиями их обслуживания, далекими от оптимальных. 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 [2]. Недостатком этого состава является невозможность получения кирпича марки прочности выше М150.
Наиболее близким аналогом к предложенному изобретению является состав на основе кварцевого песка, извести, добавки глиняного солевого шлама и золы [3], позволяющий значительно увеличить прочность, принят за прототип. Недостатками этого состава являются высокие затраты времени, электроэнергии и пара на автоклавную обработку, низкая морозостойкость и теплофизические свойства силикатного кирпича.
Сущность изобретения заключается в повышении качества силикатного кирпича, снижении материалоемкости при изготовлении и в защите окружающей среды путем использования промышленных отходов при его производстве.
Техническим результатом изобретения является повышение прочности, трещностойкости, долговечности, снижение теплопроводности силикатного кирпича.
2
3
2
3
3
2
2
Технический результат достигается тем, что в известном составе для изготовления силикатного кирпича, содержащем кварцевый песок и известь, особенностью является то, что он дополнительно содержит алюмощелочной шлам - отход металлообрабатывающего производства, содержащий в мас.%: АlO - 48.10; FеO - 0.8; СаО - 2.0; MgO - 4.4; SO - 1.6; Cl - 0.75; NaO+KO - 13.0, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
кварцевый песок
84-88
известь
6-8
алюмощелочной компонент
6-8
Основным элементом алюмощелочного компонента является алюмощелочной шлам.
Предлагаемое изобретение позволяет расширить сферу использования одного из компонентов смеси - алюмощелочного шлама, представляющего собой особую группу ультрадисперсных, пористых микронаполнителей. Алюмощелочной шлам является отходом травильных ванн, образующимся на металлургических и авиационных заводах в процессе обработки алюминия и его сплавов концентрированным раствором едкого натра. При действии щелочи на сплав слой оксида алюминия растворяется, образуя алюминаты натрия. На дно травильной ванны выпадает осадок, содержащий гидроксоалюминат натрия, который после отстоя и нейтрализации имеет рН, равный 7,7 [4].
Химический состав алюмощелочного шлама приведен в табл.1 [5].
Использование алюмощелочного шлама обеспечивает технологию механо-химической активации песка.
Таблица 1
Химический состав алюмощелочного шлама
Наименование шламов
Содержание компонентов, мас.%
рН
п.п.п.
Аl<sub>2</sub>О<sub>3</sub>
Fe<sub>2</sub>О<sub>3</sub>
СаО
MgO
SO<sub>3</sub>
Cl<sup>--</sup>
Na<sub>2</sub>O+К<sub>2</sub>О
Алюмощелочной шлам
29.40
48.10
0.8
2.0
4.4
1.6
0.75
13.0
8.2
2
3
2
2
2
2
3
Алюмощелочной шлам как продукт, полученный химическим осаждением, обладает комплексом физико-химических свойств, определенным потенциалом ионизации, поверхностной активности, высокой адсорбционной способностью и представляет собой отрицательно или положительно заряженные комплексы. Основной компонент алюмощелочного шлама - АlО способствует образованию гидроалюмосиликатов кальция (гидрогранатов, кальциевых гидросиликатов: СSН(А), CSH(B), CSH, тоберморита) позволяющих снизить плотность кирпича до 1450-1550 кг/м, что ведет к понижению теплопроводности изделия. Гидрогранаты имеют почти правильную округлую форму кристаллов и обеспечивают хорошее сцепление заполнителя с вяжущим. CSH(A) снижает усадочные деформации и повышает трещиностойкость. Прочность на сжатие возрастает в результате увеличения количества тоберморитового геля, который обладает клеящей способностью и формирует более прочную микроструктуру силикатного кирпича. Щелочь резко повышает рН раствора, при этом концентрация всех модификаций кремнезема и других соединений увеличивается в десятки раз, происходит стабилизация структуры тоберморитовых гидросиликатов и создается повышенная адгезионная прочность между гидросиликатом и кварцевым песком.
Данное техническое решение позволяет улучшить качество выпускаемой продукции и расширить использование отхода промышленности, а также снизить экологический ущерб окружающей среде.
Пример состава и физико-механические свойства предлагаемой сырьевой смеси для изготовления силикатного кирпича приведены в таблице в табл.2.
Таблица 2
Пример состава и физико-механические свойства предлагаемой сырьевой смеси для изготовления силикатного кирпича
Предел прочности, кгс/см<sup>2</sup>
Водопоглощение, %
Морозостойкость, цикл
Тип и состав сырьевой смеси, мас.%
При сжатии после автоклавной обработки
При изгибе после автоклавной обработки
ГОСТ 379-95
72,50
20
12,4
14
Прототип [3]: - кварцевый песок 15-17%; - известь 6-8%; - глинисто-солевой шлам 30-45%; - зола 30-45%;
246,00
43
14,00
15
Предлагаемая сырьевая смесь: - кварцевый песок 86%; - известь 7%; - алюмощелочной компонент 7%;
251.24
48
13,1
25
Источники информации
1. Хавкин Л.М. Технология силикатного кирпича/ Л.М. Хавкин. - М., 1982. - С.108-114.
2. Пат. 2059588 Российская Федерация. Способ получения силикатного кирпича/ Сизяков В.М., Корнеев В.И.; заявитель Санкт-Петербургский государственный Университет им Г.В.Плеханова. - заявл. 06.09.1995.
3. 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.
4. Коллеров Д.К. Физико-химические свойства жидких продуктов; термической переработки сланцев района Волги/ Коллеров Д.К., Матвеева Н.И., Житейская В.А. // Химия и технология горючих сланцев и продуктов их переработки. - Л.: Гостоптехиздат, 1955 - Вып.4.
5. Арбузова Т.Б. Стройматериалы из промышленных отходов/ Арбузова Т.Е., Шабанов В.А., Коренькова С.Ф., Чумаченко Н.Г. - Самара: Кн. изд-во, 1993. - С.12,33.