Патент на изобретение №2308431

(54) СМЕСЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СИЛИКАТНОГО КИРПИЧА (ВАРИАНТЫ)

(57) Реферат:

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий на основе щелочных вяжущих. Технический результат – расширение сырьевой базы за счет использования для производства отходов промышленности с одновременным сохранением высокого качества продукции. По первому варианту смесь для получения силикатного кирпича, включающая песок, щелочной активатор, известь негашеную, подвергнутые совместному помолу, содержит в качестве щелочного активатора сульфат-карбонат натрия – отход производства глинозема, состава, мас.%: сульфат натрия не менее 60, карбонат натрия не более 30, оксид кремния не более 0,5, оксид алюминия не более 3,0, оксид железа не более 0,4, влажность не более 30%, при следующем соотношении компонентов, мас.%: известь негашеная 5-10, указанный активатор 0,5-2,0, песок остальное. Указанная смесь предпочтительно содержит песок, известь негашеную, указанный активатор, подвергнутые совместному помолу до удельной поверхности не менее 3000 см²/г. Указанная смесь дополнительно содержит золу-унос в количестве 30-40 мас.%, предпочтительно содержит песок, известь негашеную, указанный активатор, подвергнутые совместному помолу до удельной поверхности не менее 3000 см²/г перед добавлением золы-уноса. По второму варианту смесь для получения силикатного кирпича, включающая песок, щелочной активатор, известь негашеную, подвергнутые совместному помолу до удельной поверхности не менее 3000 см²/г, и песок, содержит в качестве щелочного активатора сульфат-карбонат натрия – отход производства глинозема, состава, мас.%: сульфат натрия не менее 60, карбонат натрия не более 30, оксид кремния не более 0,5, оксид алюминия не более 3,0, оксид железа не более 0,4, влажность не более 30%, а песок размером не более 2 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%: совместный помол: песок 38-63,5, известь негашеная 5-10, указанный активатор 0,5-2,0; песок размером не более 2 мм остальное. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении изделий на основе щелочных вяжущих.

Известно известково-песчаное вяжущее для изготовления силикатного кирпича (Патент РФ №2212386, МПК⁷ С04В 28/22, 2003) с использованием специального оборудования автоклавов.

Недостатком вяжущего являются большие энергозатраты при термовлажностной обработке изделия.

Известен способ с использованием автоклавов, в котором вяжущее готовят обработкой карбидной извести или ее смеси с песком для изготовления силикатного кирпича (Патент РФ №2235076, МПК⁷ С04В 28/20, 2004).

Вяжущее обладает недостатками описанного выше вяжущего.

Известен способ получения облицовочного силикатного кирпича (Патент РФ №2237641, МПК⁷ С04В 28/18, 2004). Вяжущее получают помолом феррохромового шлака до удельной поверхности 5500-6500 см²/г.

Недостатком является также то, что технология получения кирпича с использованием заявленного вяжущего энергоемкая.

Известна сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича (Заявка РФ №93043897, МПК⁶ С04В 28/22, 1995), которая содержит известь, кварцевый песок, фторидсодержащий отход суперфосфатного производства, щелочь, гипс и жидкое стекло при определенном соотношении.

Прочность кирпича при сжатии достаточно высока, однако недостатком смеси является многокомпонентность и повышенная энергоемкость, что приводит к удорожанию изделий.

Известная сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича и стеновых материалов (Патент РФ №2243180, МПК⁷ С04В 28/22, 2004), включающая известь, песок и добавку – керамзитовый гравий.

Недостатком смеси является повышенная энергоемкость, недостаточно высокая прочность изделий, получаемых с ее использованием.

Известен способ получения гидравлического вяжущего (Патент РФ №2200137, МПК С04В 7/44, 2003). Для приготовления вяжущего используют смесь оксидов кремнезема, кальция, магния, алюминия, железа, смесь подвергают помолу после термической обработки, восстановлению и грануляции расплава. После помола смеси возможно введение мелкодисперсных наполнителей: золошлаковых отходов угольных тепловых электростанций, отходов глиноземного производства – красного шлама. К полученной смеси возможно добавление воды и растворов щелочей натрия, калия и/или их солей в виде сульфатов, карбонатов.

Недостатком вяжущего является сложный способ получения и большие энергозатраты.

Известно вяжущее для производства силикатного кирпича, включающее песок и известь комовую (негашеную). Известь гасится с влажным песком в силосах в течение 2-4 часов (силосная технология) или производится совместный помол песка и извести, при котором резко сокращается время гашения извести до 10-20 мин (бессилосная технология) (Мамонтов С.Д. Бессилосная технология силикатного кирпича. – М.: Стройиздат, 1975 – с.3).

Затем смесь песка и извести гашеной смешивают в смесителе до влажности 6-10% и методом полусухого прессования прессуют кирпич-сырец. Для набора прочности кирпич-сырец помещают в специальные камеры-автоклавы, в которых происходит процесс термовлажностной обработки паром (Хавкин Л.М. Технология силикатного кирпича. – М.: Стройиздат, 1982 – с.264) при следующих режимах:

Минимальная марочность силикатного кирпича, полученная по данной технологии, составляет: М75, прочность на сжатие П_сж=7,5 МПа, прочность на изгиб П_изг=1,6 МПа (Хавкин Л.М. Технология силикатного кирпича. – М.: Стройиздат, 1982 – с.4, ГОСТ 379-95 Кирпич и камни силикатные. Технические условия. – М.: МНТКС. – с.5).

Недостатком данной технологии является энергоемкий процесс термовлажностной обработки изделий и низкий предел минимальной прочности.

Наиболее близким аналогом к заявляемому является смесь для получения силикатного кирпича (авт.св. СССР №1423533, С04 В 28/18, 1988), путем совместного помола извести и песка с добавкой, включающей раствор пальмитиновой кислоты и хлорида натрия. Добавка дополнительно содержит глицерин, гидроксид натрия, триметиленгликоль и карбонат натрия и вводят ее в количестве 0,25-1 мас.%. Продукт помола смешивают с песком.

Технический результат – расширение сырьевой базы за счет использования для производства отходов промышленности с одновременным сохранением высокого качества продукции.

По первому варианту смесь для получения силикатного кирпича, включающая песок, щелочной активатор, известь негашеную, подвергнутые совместному помолу, содержит в качестве щелочного активатора сульфат-карбонат натрия – отход производства глинозема, состава, мас.%: сульфат натрия не менее 60, карбонат натрия не более 30, оксид кремния не более 0,5, оксид алюминия не более 3,0, оксид железа не более 0,4, влажность не более 30%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Указанная смесь предпочтительно содержит песок, известь негашеную, указанный активатор, подвергнутые совместному помолу до удельной поверхности не менее 3000 см²/г. Указанная смесь дополнительно содержит золу-унос в количестве 30-40 мас.%.

Указанная смесь предпочтительно содержит песок, известь негашеную, указанный активатор, подвергнутые совместному помолу до удельной поверхности не менее 3000 см²/г перед добавлением золы-уноса.

По второму варианту смесь для получения силикатного кирпича, включающая песок, щелочной активатор, известь негашеную, подвергнутые совместному помолу до удельной поверхности не менее 3000 см²/г, и песок, содержит в качестве щелочного активатора сульфат-карбонат натрия – отход производства глинозема, состава, мас.%: сульфат натрия не менее 60, карбонат натрия не более 30, оксид кремния не более 0,5, оксид алюминия не более 3,0, оксид железа не более 0,4, влажность не более 30%, а песок размером не более 2 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Данные варианты смесей для получения силикатного кирпича могут быть использованы в качестве вяжущих для изготовления различных изделий в промышленности строительных материалов.

Сульфат-карбонат натрия является отходом производства глинозема и реализуется по ТУ 5510 РК 0020-1974 (таблица 1).

Смесь для получения силикатного кирпича (вяжущее) получают следующим образом.

Песок, негашеную (комовую) известь, щелочной активатор дозируют в необходимой пропорции и в шаровой мельнице производят совместный помол до удельной поверхности не менее 3000 см²/г. Затем смесь смешивают в смесителе с водой и прессуют методом полусухого прессования или методом виброформования.

В нашем случае технология основана на формовании строительных изделий методом полусухого прессования, влажность 6-10%. Формовочную массу засыпают в пресс-форму и при давлении не менее 10 МПа прессуют образцы в виде полноразмерных кирпичей. Отпрессованные образцы помещают в камеру, где при атмосферном давлении подвергают термовлажностной обработке при температуре 95-100°С в течение не менее 6 часов.

По стандартной методике измеряют прочности образцов на изгиб и на сжатие. Усредненные минимальные значения прочностей приведены в таблице 2, в которой представлены примеры 1-6, приготовленные по технологии, описанной выше, и пример по прототипу (7).

Из таблицы 2 видно, что технология вяжущих по изобретению значительно проще и дешевле, чем технология вяжущего для силикатного кирпича. Нет необходимости для термовлажностной обработки использовать дорогие, сложные в обслуживании автоклавы, в которых поддерживаются высокие температуры и давление. Достаточно пропарить изделия в простой пропарочной камере при атмосферном давлении и температуре 95-100°С. При этом изделия имеют высокие эксплуатационные характеристики. Предел минимальных прочностей выше, чем у силикатного кирпича.

Техническим результатом предлагаемого решения является получение вяжущего, обладающего высоким качеством, расширение сырьевой базы за счет использования промышленных отходов, снижение экологической напряженности.

Формула изобретения

1. Смесь для получения силикатного кирпича, включающая песок, щелочной активатор, известь негашеную, подвергнутые совместному помолу, отличающаяся тем, что содержит в качестве щелочного активатора сульфат-карбонат натрия – отход производства глинозема, состава, мас.%: сульфат натрия не менее 60, карбонат натрия не более 30, оксид кремния не более 0,5, оксид алюминия не более 3,0, оксид железа не более 0,4, влажность не более 30%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

2. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что она содержит песок, известь негашеную, указанный активатор, подвергнутые совместному помолу до удельной поверхности не менее 3000 см²/г.

3. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит золу-унос в количестве 30-40 мас.%.

4. Смесь по п.3, отличающаяся тем, что она содержит песок, известь негашеную, указанный активатор, подвергнутые совместному помолу до удельной поверхности не менее 3000 см²/г перед добавлением золы-уноса.

5. Смесь для получения силикатного кирпича, включающая песок, щелочной активатор, известь негашеную, подвергнутые совместному помолу до удельной поверхности не менее 3000 см²/г, и песок, отличающаяся тем, что содержит в качестве щелочного активатора сульфат-карбонат натрия – отход производства глинозема, состава, мас.%: сульфат натрия не менее 60, карбонат натрия не более 30, оксид кремния не более 0,5, оксид алюминия не более 3,0, оксид железа не более 0,4, влажность не более 30%, а песок размером не более 2 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

совместный помол: