СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЗОЛОКЕРАМИЧЕСКИХ КАМНЕЙ И КИРПИЧЕЙ Российский патент 2000 года по МПК C04B33/16 

Изобретение относится к технике производства строительных материалов и может быть использовано при изготовлении как лицевого, так и обычного кирпича, а также при производстве золокерамических камней.

Известно, что в настоящее время актуальной задачей является комплексное использование в строительной индустрии отходов различных видов промышленности, что не только уменьшает себестоимость строительных материалов, но и позволяет существенно снизить загрязнение окружающей среды. Таким массовым отходом, загрязняющим окружающую среду, являются различные виды золы, получаемые как продукт сжигания топлива на ТЭЦ, ТЭС, предприятиях металлургической промышленности.

Известна сырьевая смесь на основе золокерамических материалов для производства стеновых облицовочных материалов (Сайбулатов С.Ж. Золокерамические стеновые материалы. - Изд-во Наука, Каз. ССР, Алма-Ата, 1982, с. 1 13,119-124). При этом в качестве зольного компонента используют золу ТЭС, которая используется в качестве плавнеобразующей добавки.

Использование известной смеси позволяет:
- улучшить экологическую обстановку в регионах,
- снизить себестоимость изготавливаемой продукции (строительных изделий).

Ближайшим аналогом настоящего изобретения является сырьевая смесь для изготовления золокерамических камней и кирпичей, содержащая отощающую добавку на основе зольного компонента и глину (RU 2057742, C 04 B 38/08, 1996).

При этом известная сырьевая смесь содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:
Глинистый компонент - 2-50
Зольный компонент - 50-98
а в качестве зольного компонента используют легкую фракцию золы уноса тепловых электростанций.

Известная сырьевая смесь может быть использована для изготовления золокерамических изделий для теплоизоляции печных агрегатов и энергетического оборудования с температурой изолируемой поверхности до 1150^oC и позволяет также утилизировать отходы, образуемые при сжигании топлива на ТЭС.

Однако в настоящее время образуется большой объем другого вида отхода - продукта жизнедеятельности городских коммунальных хозяйств больших и средних городов - промышленные и бытовые сточные воды. Утилизация таких многотоннажных отходов требует больших материальных и территориальных затрат и резко ухудшает экологию регионов.

Новым техническим результатом от использования настоящего изобретения является возможность применения продуктов утилизации отходов городского коммунального хозяйства в строительной отрасли, тем самым обеспечивается как бы "безотходная" технология жизнедеятельности больших и средних городов.

При этом использование продукта утилизации сточных вод городского коммунального хозяйства - золы от сжигания промышленных и бытовых сточных вод - в составе сырьевой смеси для приготовления золокерамических камней и кирпичей не вызывает ухудшения качества изделий, в том числе и лицевого кирпича.

Этот результат достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления золокерамических камней и кирпичей, содержащая отощающую добавку на основе зольного компонента и глину, в качестве зольного компонента отощающая добавка содержит золу от сжигания промышленных и бытовых сточных вод городского коммунального хозяйства с удельной поверхностью 100-600 м²/кг, насыпной плотностью 750-800 кг/м³ и содержанием SO₃ 1,5-2,0% или ее смесь с песком или ее смесь с опилками при их соотношении от 1:1 до 6:1 при следующем соотношении компонентов смеси, в мас.%:
Отощающая добавка - 2-80
Глина - 20-98
Основные характеристики золы в пылевидном состоянии:
Удельная поверхность - 100-600 м²/кг
Насыпная плотность (в сухом состоянии) - 750-800 кг/м³
Содержание SO₃ - 1,5-2,0%
Содержание SiO₂ - не более 35%
Эффективная удельная активность естественных радионуклидов - не более 740 Бк/кг
Использование золы в пылевидном состоянии с насыпной плотностью 750-800 кг/м³ и вышеуказанными характеристиками позволяет повысить механическую прочность изделия и одновременно снизить водопоглощение на стадии изготовления изделия. При этом в процессе эксплуатации изделий (камней или кирпичей), изготовленных из предлагаемой смеси, также наблюдается пониженное влагопоглощение и отсутствие образования белых пятен в периоды повышенной влажности воздуха.

При использовании золы от сжигания промышленных и бытовых сточных вод городского коммунального хозяйства в составе отощающей добавки, как в сочетании с песком или опилками в указанном соотношении, так и самостоятельно, достигается качество изделий, соответствующее 1-ому классу изделий по радиационной безопасности, т.е. камни и кирпичи применимы для строительства зданий всех типов без ограничения.

Экспериментально установлено, что критериям качества по ГОСТ530-95 соответствует качество следующих изделий:
- сверхэффективного кирпича (при пустотности 40-43%) марок 100, 125,150,
- полнотелого кирпича марок от 150 до 275,
- эффективных камней марок от 100 до 200.

Изготовление золокерамических изделий осуществляют традиционным способом: в двухвальную мешалку дозируют смесь в соответствии с технологической картой, затем осуществляют формование с последующей сушкой в сушилке туннельного типа. Обжиг ведут при температуре 900-980^oC в течение 40-48 часов.

Показатели качества кирпича, полученного из предлагаемой смеси, представлены в таблице.

Все изделия (пример 1-4) по требованиям внешнего вида соответствуют ГОСТ 530-95 по всем критериям.

Таким образом, предлагаемое использование золы от сжигания промышленных и бытовых сточных вод городского коммунального хозяйства в составе сырьевой смеси для изготовления золокерамических камней и кирпичей позволяет:
- улучшить экологическую ситуацию больших и средних городов,
- при минимальных капитальных затратах утилизацию промышленных и бытовых сточных вод городского коммунального хозяйства сделать безотходной,
- расширить сырьевую базу для производства золокерамических камней и кирпичей с одновременным снижением себестоимости сырьевой смеси и изделий в целом,
- получить строительные экологические чистые изделия, не требующие дополнительных затрат.

Сырьевая смесь может быть использована в производстве строительных материалов при изготовлении золокерамического кирпича и камня. В сырьевой смеси для изготовления золокерамических камней и кирпичей, содержащей отощающую добавку на основе зольного компонента и глину, в качестве зольного компонента используют золу от сжигания промышленных и бытовых сточных вод городского коммунального хозяйства с удельной поверхностью 100-600 м²/кг, насыпной плотностью 750-800 кг/м³ и содержанием SO₃ 1,5-2,0% или ее смесь с песком, или ее смесь с опилками при их соотношении от 1:1 до 6:1, при следующем соотношении компонентов смеси, (мас.%): отощающая добавка 2-80; глина 20-98. Технический результат: утилизация отходов городского коммунального хозяйства без снижения качества лицевого кирпича. 1 табл.

Сырьевая смесь для изготовления золокерамических камней и кирпичей, содержащая отощающую добавку на основе зольного компонента и глину, отличающаяся тем, что в качестве зольного компонента отощающая добавка содержит золу от сжигания промышленных и бытовых сточных вод городского коммунального хозяйства с удельной поверхностью 100-600 м²/кг, насыпной плотностью 750-800 кг/м³ и содержанием SO₃ 1,5-2,0% или ее смесь с песком или ее смесь с опилками при их соотношении от 1 : 1 до 6 : 1 при следующем соотношении компонентов смеси, мас.%:
Отощающая добавка - 2,0 - 80
Глина - 20 - 98