Результат интеллектуальной деятельности: КЕРАМИЧЕСКАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КИРПИЧА

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения кирпича.

Известна керамическая масса для получения кирпича следующего состава, мас. %: умеренно-пластичный лессовидный суглинок - 50-80, золошлаковый отход электростанции с содержанием горючего вещества более 35% - 10-25, среднепластичная легкоплавкая глина - 10-25 (Абдрахимов, В.З. Авторское свидетельство №1766876, СССР, C04B 33/00. Керамическая масса для изготовления кирпича / В.З. Абдрахимов, Ю.М. Макрушин, Ч.С. Оразаев, К.Т. Туркстанов. - Опубл. 07.10.92. Бюл. №37 [1]).

Недостатком указанного состава является относительно низкая морозостойкость (55-81 циклов).

Наиболее близкой к изобретению является керамическая композиция для изготовления кирпича, включающая следующие компоненты, мас. %: межсланцевая глина - 50-70, горелые породы - 30-50 (патент №2483042, Российская Федерация, МПК C04B 33/135. Керамическая композиция для изготовления легковесного кирпича /Колпаков А.В., Абдрахимов В.З., Абдрахимова Е.С.; заявитель и патентообладатель Самарская академия государственного и муниципального управления; заявл. 14.12.2011; опубл. 27.05.2013. Бюл. №15 [2]). Принят за прототип.

Недостатком указанного состава керамической композиции являются относительно низкие морозостойкость - 83-88 циклов и механическая прочность на сжатие - 17,1-18,5 МПа.

Сущность изобретения - получение из отходов производств без применения природного традиционного сырья керамического кирпича и повышение его качества.

Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости и прочности.

Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую композицию, включающую межсланцевую глину и горелые породы, дополнительно вводят магнийсодержащий шлак от производства высокоуглеродистого феррохрома, измельченного до прохождения сквозь сито 1,0 мм, с содержанием оксидов, %: Cr₂O₃ - 3,72; SiO₂ - 27,33; Al₂O₃ - 20,3; Fe₂O₃ - 0,94; СаО - 0,91; MgO - 46,8 при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Магнийсодержащий шлак от производства высокоуглеродистого феррохрома образуется при выплавке ферросплавов в плавильных печах при производстве высокоуглеродистого феррохрома. Минералогический состав представлен следующими основными минералами: аморфной стеклофазой, кварцем (SiO₂), пироксеном - Ca(Mg, Fe)[Si₂O₆]; корундом (Al₂O₃); шпинелью (Mg, Al₂O₄), хромшпинелью (Mg, Fe)(Cr, Al, Fe)₂O₄, пиритом (FeS₂). Химический состав компонентов представлен в таблице 1.

Гранулометрический состав магнийсодержащего шлака от производства высокоуглеродистого феррохрома представлен в таблице 2.

Горелые породы, образовавшиеся после самовозгорания горючих сланцев, использовались в качестве тонкомолотого наполнителя для получения водостойкого пористого заполнителя. Образуются горелые породы в местах добычи сланцев. Сланец, который не удалось в процессе добычи отделить от пустой породы, направляется в отвал. В терриконах при совместном хранении пустых пород и сланцев за счет повышенного количества в смешанных отвальных массах органических соединений происходит самовозгорание, которое приводит к образованию большого количества отходов - горелых пород. Горелые породы представляют собой продукт низкотемпературного обжига при самовозгорании породы (смесь глины и сланцев) в терриконах в окислительной среде. Количество горелых пород в терриконах составляет от 75 до 90% от объема отвала. Химический состав горелых пород, образовавшихся после самовозгорания горючих сланцев, представлен в таблице 1.

Горелые породы, в отличие от глинистых компонентов, хотя и содержат более 50% глинистых минералов, но не обладают пластичностью и связующей способностью.

Для производства керамического кирпича использовалась в качестве глинистого компонента межсланцевая глина. Она образуется при добыче горючих сланцев на сланцеперерабатывающих заводах (на шахтах). Межсланцевая глина является отходом горючих сланцев. По числу пластичности межсланцевая глина относится к высокопластичному глинистому сырью (число пластичности 27-32) с истинной плотностью 2,55-2,62 г/см³. Химический состав представлен в таблице 1.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Сырьевые материалы высушивались до влажности не более 5%, затем измельчались до прохождения сквозь сито 1,0 мм. Высушенные сырьевые материалы тщательно перемешивали. Керамическую массу готовили пластическим способом при влажности 20-24% (в зависимости от содержания глинистого компонента), из которой формовали кирпич. Кирпич-сырец высушивали до влажности не более 8% и затем обжигали при температуре 1050°C. Изотермическая выдержка при конечной температуре составляла 60 минут.

В таблице 3 приведены составы керамических масс, а в таблице 4 - физико-механические показатели кирпича.

Как видно из таблицы 3, керамические кирпичи получили из отходов производств без применения природного традиционного сырья. Полученный кирпич из предложенных составов имеет по отношению к прототипу более высокую морозостойкость и механическую прочность (таблица 4).

Полученное техническое решение при использовании магнийсодержащего шлака от производства высокоуглеродистого феррохрома позволяет повысить морозостойкость и механическую прочность керамического кирпича.

Использование техногенного сырья при получении кирпича способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды, расширению сырьевой базы для керамических материалов.

Источники информации

1. Абдрахимов, В.З. Авторское свидетельство №1766876, СССР, C04B 33/00. Керамическая масса для изготовления кирпича / В.З. Абдрахимов, Ю.М. Макрушин, Ч.С. Оразаев, К.Т. Туркстанов. - Опубл. 07.10.92. Бюл. №37.

2. Патент №2483042, Российская Федерация, МПК C04B 33/135. Керамическая композиция для изготовления легковесного кирпича / Колпаков А.В., Абдрахимов В.З., Абдрахимова Е.С.; заявитель и патентообладатель Самарская академия государственного и муниципального управления; заявл. 14.12.2011; опубл. 27.05.2013. Бюл. №15.