СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СИЛИКАТНОГО КИРПИЧА Российский патент 1996 года по МПК C04B28/20 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при изготовлении силикатного кирпича и других изделий.

Известна сырьевая смесь следующего состава, мас.

Известь 2-5
Тонкодисперсные отходы от обогащения железистых кварцитов 3-6
Песок из отходов от обогащения железистых кварцитов 7-14
Известковые отходы от различных машин при производстве чугунных отливок
5-15
Кварцевый песок Остальное (1)
К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата при использовании известной сырьевой смеси для приготовления кирпича, относится то, что для помола требуется много времени (12-15 ч), высокая температура и длительность автоклавной обработки, большой расход воды, трудоемкость доставки предлагаемых компонентов, которые все в твердой фазе.

Известна сырьевая смесь, содержащая в своем составе следующие компоненты, мас.

Магнезиальная карбонатная порода 20-30
Кальциево-магниевая известь 1-20
Магнийсодержащая соль из группы: сульфаты, фториды, хлориды, бромиды магния 0,05-1,5
нефелиновый шлам Остальное (2).

Наиболее близкой к заявленной является сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича, включающая кальциево-магниевую магниевую известь с содержанием MgO до 40% 8-12% и кварцевый песок остальное (3).

Недостатком известных смесей является невозможность использования сырья с большим содержанием MgO, задачей заявленного изобретения является снижение себестоимости получаемого кирпича за счет использования природного сырья - бишофита и кальциево-магниевой извести с повышенным содержанием MgO, остающейся после обогащения по СаО.

Поставленная задача решается тем, что сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича, включающая кальциево-магниевую известь и кварцевый песок, содержит кальциево-магниевую известь с содержанием MgO 50-85% и дополнительно бишофит при следующем соотношении компонентов, мас.

Указанная кальциево-магниевая известь 5-10
Кварцевый песок 70-80
Бишофит (на сухое) 15-20
При осуществлении изобретения может быть получен следующий технический результат: улучшение технологичности процесса за счет снижения времени и температуры автоклавирования, использования природного сырья бишофита, что позволяет получать силикатный кирпич высокой прочности и с низким водопоглощением, а также расширения номенклатуры кальциево-магниевых руд за счет увеличенного содержания MgO.

Cоставы известной и предлагаемой сырьевых смесей, приведены в табл. 1.

В промышленности для получения силикатного кирпича используют кальциево-магниевые руды с большим содержанием оксида кальция. Руды, содержащие большой процент оксида магния, непригодны для получения силикатного кирпича, так как присутствие MgO вследствие его неполного гашения снижает качество изделия. Поэтому приходится много руды обогащать либо часть руды сбрасывать в отвал, что приводит к перерасходу сырья и энергии.

В предлагаемом изобретении кальциево-магниевая известь в своем составе содержит MgO в пределах (50-85%). Введение бишофита ликвидирует отмеченный выше недостаток поскольку оксид магния с бишофитом (77% MgCl₂) образует цемент Сорреля, который заполняет поры между зернами песка, повышая компактность упаковки частиц сырьевой смеси и прочность изделия.

Установлено, что в результате взаимодействия хлорида магния, входящего в состав бишофита, МgO и кварцевого песка образуется композиция, обладающая вяжущими свойствами, которая обеспечивает прочность силикатного кирпича (табл. 2).

Бишофит ГОСТ 7759-73 в своем составе содержит следующие составляющие соли в мас. в 1 л воды
MgCl₂ 77,5
KCl 0,02
CaSO₄ 1,67
CaCl₂ 7,4
CaCO₃ 0,05
Br₂ 0,10
MgBr₂ 13,21
В отношении Т:Ж колеблется 1:1 и в пределах равен 1, т.е. в 1 м³ бишофита примерно 500 кг твердых солей и 50 кг воды. Поэтому применение бишофита сразу решает два вопроса: во-первых, в состав шликера вводятся необходимые соли (МgCl₂), во-вторых, привносится вода. Однако, так как общее соотношение Т: Ж во всей сырьевой смеси 5/1 4/1, то приходится добавлять 1-10% воды, что обеспечит пластичность сырьевой смеси.

Использование бишофита, содержащего соли магния, кальция, позволяет интенсифицировать процесс автоклавного твердения смеси. При этом идет частичный процесс самотвердения сырьевой массы, что позволяет снизить давление при прессовании до 10 МПа.

Применение бишофита объясняется тем, что это природный материал, находящийся в жидкой фазе, содержащей по массе 50% сухого вещества, легко добываемого через скважину из недр Земли и, самое главное, содержащий порядка 77% MgCl₂ по массе.

Бишофит материал, не требующий дополнительной обработки, что значительно экономит энергию, идущую на помол, приготовление сырьевой смеси, что делает процесс экономически выходным и технически целесообразным. Транспортировка его осуществляется перекачкой по трубопроводу или в различных емкостях, что также ведет к экономии. За счет бишофита снижается себестоимость приготовления изделия.

Введение кварцевого песка в состав сырьевой смеси в пределах 70-80% необходимо для получения качественного изделия.

При добавлении в сырьевую смесь песка больше 80% и меньше 60% она теряет свои свойства.

Выбранные пределы бишофита 15-20 мас. позволяет получить изделия с высокой прочностью и низким водопоглощением и в то же время экономить воду.

При выходе за указанные пределы бишофита в составе сырьевой смеси снижается качество полученного силикатного кирпича.

Полученный по изобретению силикатный кирпич обладает высокой прочностью и низким водопоглощением (ГОСТ 379-79).

Таким образом, рекомендуемое введение бишофита кальциево-магниевой извести является необходимым и достаточным для улучшения технологичности способа получения силикатного кирпича и снижение затрат на его изготовление.

Имеющийся в составе бишофита помимо хлористого магния целый ряд компонентов МgBr, CaCl₂ также оказывает влияние на протекание процесса получения кирпича.

Следовательно, изобретение соответствует требованию новизна по действующему законодательству. Для проверки соответствия изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений. С целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками изобретения, результаты которого показывают, что изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками изобретения преобразований на достижение технического результата.

Следовательно, изобретение соответствует требованию изобретательский уровень по действующему законодательству.

По предлагаемому способу для приготовления сырьевой смеси использовали кальциево-магниевую известь переменного состава (MgO 50-85%), песок кварцевый (ГОСТ 2138-84), бишофит (ГОСТ 7759-73). Составляющие твердые компоненты сырьевой смеси загружают в шаровую мельницу и измельчают. Затем добавляют бишофит. При этом сокращаются сроки гашения, а также получается пластичная масса для изготовления сырца. Образцы формуют под давлением 10 МПа. Гидротермальную обработку образцов проводят в автоклаве при давлении пара 0,8 МПа и температуре 155^oС по режиму 2 ч подъем температуры, 3 ч выдержка, 2 ч сброс давления (2+3+2).

Предлагаемый состав сырьевой смеси позволяет по сравнению с прототипом:
использовать дешевый природный материал бишофит, содержащий необходимые соли для приготовления сырьевой смеси и придания прочности изделию,
бишофит содержит воду, необходимую для приготовления сырьевой смеси, снижает энергетические затраты на помол, позволяет использовать богатые оксидом магния природные руды, ранее не пригодные для получения силикатного кирпича, снижает температуру автоклавного процесса на 45^oС по сравнению с прототипом, снижает время протекания автоклавного процесса, позволяет получить силикатный кирпич высокой прочности и с низким водопоглощением (табл. 2), расширить сырьевые ресурсы, а также снизить себестоимость изделия.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании изобретения следующей совокупности условий:
средство, воплощающее изобретение при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно при производстве строительных материалов,
для изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления c помощью вышеописанных в заявке или известных до даты приоритета средств и методов,
средство, воплощающее изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.

Изобретение относится к технологии производства строительных материалов, а именно к производству силикатного кирпича. Сырьевая смесь позволяет улучшить технологичность способа изготовления силикатного кирпича и снизить затраты на его производство. Сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича содержит кальциево-магниевую известь с содержанием MgO 50-85% 5-10%, кварцевый песок 70-80% и бишофит (на сухое) 15-20%. Смесь обеспечивает прочность на сжатие 45-46,2 МПа, температура автоклавной обработки - 155^oС. 2 табл.

1. Сырьевая смесь для изготовления силикатного кирпича, включающая кальциево-магниевую известь и кварцевый песок, отличающаяся тем, что она содержит кальциево-магниевую известь с содержанием MgO 50 85% и дополнительно бишофит при следующем соотношении компонентов, мас.

Кальциево-магниевая известь 5 10
Кварцевый песок 70 80
Бишофит (на сухое) 15 20