Результат интеллектуальной деятельности: СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА

Изобретение относится к производству керамического кирпича с отощающей добавкой и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве.

Известна сырьевая смесь (патент РФ №2200138 от 10.03.2003 г.) для изготовления строительных изделий, содержащая зольную микросферу, глину и жидкое стекло, мас.%: указанная зольная микросфера 60-70, глина 20-30, жидкое стекло до 20.

Недостатком известной сырьевой смеси является низкая прочность на сжатие 5-10,5 МПа.

Наиболее близкой смесью того же назначения к заявляемой смеси по совокупности признаков является сырьевая смесь для приготовления золокерамических камней и кирпичей (патент РФ №2148047 от 27.04.2000 г.), состоящая из глины и отощающей добавки, в качестве которой используют золу от сжигания промышленных и бытовых сточных вод городского коммунального хозяйства или ее смесь с песком, либо с опилками в соотношении от 1:1 до 6:1. Соотношение компонентов в смеси, мас.%: отощающая добавка 2,0-80, глина 20-98. Данный состав принят в качестве прототипа.

Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемой смеси - глина; отощающая добавка.

Недостатком известной смеси, принятой за прототип, является использование в качестве отощающей добавки золы от сжигания промышленных и бытовых сточных вод городского коммунального хозяйства, представляющей потенциальную санитарно-эпидемиологическую опасность. Кроме того, для обеспечения высоких прочностных характеристик керамических изделий необходимо наряду с золой использовать для приготовления отощающей добавки дополнительные ресурсы - песок и опил.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является получение керамических изделий, удовлетворяющих требованиям ГОСТа 530-2012, при снижении техногенной нагрузки на природные объекты, расширение сырьевой базы, утилизация кородревесных отходов и скопа.

Поставленная задача была решена за счет того, что известная сырьевая смесь для производства керамического кирпича, включающая глину и отощающую добавку, в качестве отощающей добавки содержит золу с размером частиц не более 2,5 мм, полученную от сжигания смеси кородревесных отходов и скопа - осадка механобиологической очистки сточных вод целлюлозно-бумажного производства при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

при этом смесь кородревесных отходов и скопа содержит древесную кору, древесные отходы и опилки, щепу и отходы от производства щепы и обезвоженный скоп в следующем соотношении, мас.%:

Отличительными признаками заявляемой смеси от сырьевой смеси по прототипу являются: сырьевая смесь содержит в качестве отощающей добавки золу с размером частиц не более 2,5 мм, полученную от сжигания смеси кородревесных отходов и скопа; иное количественное соотношение используемых ингредиентов мас.%: глина - 90-97; указанная зола - 3-10; смесь кородревесных отходов и скопа содержит древесную кору, древесные отходы и опилки, щепу и отходы от производства щепы и обезвоженный скоп в следующем соотношении, мас.%: древесная кора - 50-55; древесные отходы и опилки - 20-25; щепа и отходы от производства щепы - 10-15; обезвоженный скоп - 10-15.

Используемая в сырьевой смеси глина имеет следующий состав, мас.%: SiO₂ 69,24-69,1; Al₂O₃ 12,63-12,04; TiO₂ 0,98; Fe₂O₃·FeO 5-4,5; СаО₃ 2,99-4,25; MgO 1,51-1,41; SO₃ 0,24-0,45; Na₂O 0,59-0,44; K₂O 1,02-0,85; п.п.п. 4,88-5,49.

Гранулометрический состав глины следующий:

1-0,5 мм - 0,01-0,21%;

0,5-0,25 мм - 0,07-0,2%;

0,25-0,063 мм - 1,57-3,39%;

0,063-0,01 мм - 48,91-52,42%;

0,01-0,005 мм - 7,6-8,56%;

0,005-0,001 мм - 9,23-13,15%;

менее 0,001 мм - 22,07-32,61%.

В качестве отощающей добавки используют золу, образующуюся при сжигании кородревесных отходов и скопа - осадка механобиологической очистки сточных вод целлюлозно-бумажного производства. Перечень отходов представлен в табл. 1.

В составе золы отсутствуют опасные компоненты, поскольку используемая зола образуется в ходе сжигания химически не обработанных кородревесных отходов и скопа.

Используемая в качестве отощающей добавки зола на 90% состоит из карбонатов и оксидов натрия, кальция, магния, железа, 10% - прочие примеси. Размер частиц золы не более 2,5 мм.

Гранулометрический состав золы:

1-0,5 мм - 1,21-3,01%;

0,5-0,25 мм - 6,07-7,2%;

0,25-0,1 мм - 19,57-20,38%;

менее 0,1 мм - 68,07-71,21%.

Способ получения сырьевой смеси включает стадии подготовки глины, формовки изделий, сушки и обжига. На стадии подготовки глину подвергают дроблению с последующей подачей в глиносмеситель, куда производят дозирование золы в заданных соотношениях. Предварительно золу просеивают через сито с размером отверстий 2,5 мм. После перемешивания полученную массу подают на формовку, затем высушивают и обжигают в туннельной печи при температуре 1000-1015°C.

Способ позволяет получить сырьевую смесь, менее подверженную огневой и воздушной усадке. Средняя плотность керамического изделия после сушки и обжига составляет 1815-1705 кг/м³. При этом керамическое изделие соответствует требованиям ГОСТ 530-2012.

Результаты испытаний образцов керамических изделий на прочность и морозостойкость представлены в табл. 2 и 3.

Как видно из предоставленных данных, полученные керамические изделия с содержанием золы 3% соответствуют марке M125 по прочности, с содержанием золы 6% соответствуют марке M150, а с содержанием золы 10% - марке М75.

Как видно из предоставленных данных, полученные изделия с содержанием золы 3-6% соответствуют марке по морозостойкости F50, а с содержанием золы 10% марке F25.

Таким образом, предлагаемое техническое решение промышленно применимо и может быть использовано при производстве керамических изделий в соответствии с ГОСТ.530-2012 «Кирпич и камень керамические. Технические условия».

Преимущество предлагаемого технического решения состоит в том, что оно позволяет снизить техногенную нагрузку на природные объекты, расширить сырьевую базу, утилизировать кородревесные отходы и скоп.