Сировинна суміш для виготовлення стінових матеріалів

Реферат: Сировинна суміш для виготовлення стінових матеріалів містить мул з водоочисних споруд і залізовмісний компонент. При цьому в суміш, як глинистий компонент, вводяться річкові донні відкладення р. Мокра Сура. UA 120199 U (12) UA 120199 U UA 120199 U 5 10 15 Корисна модель належить до галузі будівельних матеріалів та може бути використана при виготовленні стінових керамічних матеріалів. Відома сировинна суміш, яка містить глинистий компонент, осадок активного мулу і золу ТЕС [1]. Недоліком даної суміші є підвищена витрата палива. Найбільш близькою до корисної моделі, що заявляється, є суміш, яка містить глинистий компонент, мул з водоочисних споруд і залізовмісний компонент [2]. Недоліком цієї суміші є коливання фізико-механічних властивостей цегли за рахунок нестабільності хімічного складу глинистої сировини. В основу корисної моделі поставлена задача зниження температури випалу цегли, підвищення міцності і морозостійкості цегли, зниження її водопоглинення. Поставлена задача вирішується тим, що в сировинну суміш для виготовлення стінових матеріалів, яка містить мул з водоочисних споруд і залізовмісний компонент, для підвищення міцності і морозостійкості цегли, а також зниження її водопоглинення, згідно з корисною моделлю, як глинистий компонент вводяться річкові донні відкладення річки Мокра Сура, при такому співвідношенні компонентів, мас. %: річкові донні відкладення 55…70 мул з водоочисних споруд 10…15 залізовмісний компонент 8…12 вода решта. Основною складовою сировинної суміші для виготовлення стінових матеріалів є річкові донні відкладення річки Мокра Сура вологістю 75 %, хімічний склад яких приведений в табл. 1. Таблиця 1 Хімічний склад донних відкладень р. Мокра Сура Nopг. 0,05-0,3 20 25 Сорг. 0,2-3 Р2О5 0,04-0,4 Вміст оксидів, % по масі Na2O K2О MgO СаО 0,6-1,5 0,2-4,0 0,1-2 0,5-4 Fe2O3 4-10 Аl2О3 5-20 SiO2 20-60 В глинах найбільш характерних видів вміщується (в % по масі): кремнезему - 46…85, глинозему - 10…35, оксиду заліза - 0,2…10, діоксиду титану - 0,2…1,5, оксидів лужних металів 0,1…6, зернистого ангідриду - 0…0,5, втрати при випалюванні (в.п.в.) - 8…14. Як видно з наведених даних, хімічний склад донних відкладень ідентичний складу глини і тому вони можуть бути використані замість глини. Гранулометричний склад донних відкладень наведений в табл. 2. Таблиця 2 Гранулометричний склад донних відкладень, % Гранулометричні фракції, мм більше 0,25 від 0,25 до 0,05 від 0,05 до 0,01 30 35 Вміст фракцій донних відкладень глин 0,5-17,9 0,2-19 2,4-23,6 0,5-18 58,5-97,1 63-99,3 Як видно, за гранулометричним складом донні відкладення близькі до гранулометричного складу глини. Хімічний склад донних відкладень коливається в невеликих межах за рахунок промивання їх водою, що позитивно впливає на фізико-механічні властивості цегли, яка виготовляється на основі цих відкладень. Крім цього застосування донних відкладень в складі запропонованої суміші замість глин дозволить зменшити видобуток глин для потреб виробництва цегли і поліпшити гідрологічний і русловий стан р. Мокра Сура, що в свою чергу призведе до зменшення площ порушених земель сільськогосподарського призначення. Мул з водоочисних споруд в складі суміші є вигоряючою добавкою і вводиться в склад суміші для підвищення шпаруватості цегли, зниження її теплопровідності. Хімічний склад мулу з водоочисних споруд наведений в табл. 3. 40 1 UA 120199 U Таблиця 3 Хімічний склад мула з водоочисних споруд SiO2 23,6 Аl2О3 3,8 Fe2O3 6,5 Вміст оксидів, % Р2О5 СаО МnО 7,0 5,8 0,042 ТіО2 0,32 MgO 1,1 K2О 0,35 Na2O 0,35 В.П.В 50,0 Для зниження температури випалу цегли в склад суміші входить як мінерал-плавень залізовмісний компонент - відхід метизного виробництва заводу ім. К. Лібкнехта у вигляді 2 порошку з питомою поверхню 650…700 м /кг, хімічний склад якого наведень в табл. 4. 5 Таблиця 4 Хімічний склад відходів метизного виробництва SiO2 0,80 10 15 20 Аl2О3 0,25 Fe2O3 41,0 ТіО2 0,03 Вміст оксидів, % Р2О5 СаО МnО 0,305 1,5 1,6 MgO 1,0 K2О 4,6 Na2O 2,8 В.П.В 12,6 Залізовмісний компонент вводять в склад суміші для підвищення ступеня спікання керамічної маси і зниження температури випалу цегли з 1000 °C до 800….850 °C, тому як він має більш низьку температуру плавлення за рахунок переходу Fe 2O3 в плавень FeO і утворення відновлювального середовища [3], а також збільшення щільності і зменшення водопоглинення цегли. Для виготовлення дослідних зразків мул водоочисних споруд висушували при температурі 105…110 °C до постійної маси, а потім подрібнювали в лабораторному млині до питомої 2 поверхні 200…250 м /кг. Залізовмісний компонент просіювали крізь сито № 1. Складові сировинної суміші змішували у кількостях, відповідних за табл. 5 і додавали воду до отримання вологості суміші 20…22 %. Із отриманої маси формували зразки розміром 5×5×5 см і висушували в сушильній шафі при температурі 105…110 °C до постійної маси. Сухі зразки випалювали в муфельної печі при температурі 800…850 °C. На цих зразках проводили фізикомеханічні випробування на міцність при стисканні, морозостійкість і водопоглинення. Результати фізико-механічних випробувань наведені в табл. 6. Таблиця 5 Складові керамічної суміші, мас. %. Компоненти суміші Донні відкладення Мул з водоочисних споруд Залізовмісний компонент Глинистий компонент Вода 1 70 10 8 12 2 65 12 9 14 Номера складових 3 60 14 10 16 4 55 15 12 18 прототип 20 10 70 Таблиця 6 Фізико-механічні властивості керамічних зразків Властивості Міцність при стисканні, МПа 3 Середня щільність, г/см Морозостійкість, цикли Водопоглинення, % 1 18,0 1,7 35 6 2 19,5 1,75 38 8 2 Номера складових 3 4 20,5 19,1 1,8 1,74 40 36 9 7 прототип 18,2 1,38 35 12 UA 120199 U 5 10 15 20 25 30 Аналіз результатів випробувань показує, що щільність зразків з запропонованої керамічної суміші на 30 % вище, міцність на стиск - на 12 % більше, морозостійкість - на 14 % вище, а водопоглинення - на 25 % нижче, ніж у прототипу. Це пояснюється великим вмістом (до 20 %) мулу з водоочисних споруд в суміші за найближчим аналогом, який при опалюванні керамічної суміші утворює порівняно підвищену пористість керамічного каменю. Процес виготовлення глиняної цегли складається з таких операцій. Донні відкладення розробляють екскаватором драглайн з ковшем з решетоподібним дном, укладають на вільному майданчику на березі річки для обезводнення. Потім вологі відкладення транспортують на сировинний склад, звідки вони надходять до глинозмішувача. В глінозмішувач також завантажують мул з водоочисних споруд і залізовмісний компонент і перемішують до отримання однорідної маси вологістю 18…25 %. При необхідності в суміш додають воду для отримання суміші необхідної вологості. З отриманої суміші формують цеглу - сирець методом пластичного формування. Потім цеглу - сирець висушують в камерних сушарках при температурі 105…110 °C до залишкової вологості 8…12 %. Суху цеглу опалюють в кільцевих або тунельних печах при температурі 800….850 °C. Порівняно низька температура опалювання цегли пояснюється наявністю плавнязалізовмісного компонента. Таким чином, застосування запропонованої суміші для виготовлення стінових матеріалів дозволить покращити фізико-механічні властивості цегли, знизити втрати палива на випалювання цегли за рахунок зниження температури випалювання і не порушувати землі сільськогосподарського призначення при розробці кар'єра для добування глини, а також поліпшити гідрологічний і русловий стан р. Мокра Сура. Джерела інформації: 1. Патент № 2284307 РФ, С04В 33/02, С04В 33/13. Способ производства керамического строительного кирпича (варианты) / Рассказов В.Ф. - Опубл. 27.09.2006. 2. Патент № 79030 UA, С 04В 33/00. Сировинна суміш для виготовлення стінових матеріалів / Приходько А.П., Шпирько М.В., Сова І.М. і інш. - Опубл. 10.04.2013, бюл., № 7. 3. Патент № 2521684 РФ С04В 7/12. Цемент с использованием отходов промышленного производства / Курдина А.С., Плотникова Н.А., Стеблюк А.Н. и др. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 Сировинна суміш для виготовлення стінових матеріалів, що містить мул з водоочисних споруд і залізовмісний компонент, яка відрізняється тим, що для підвищення міцності і морозостійкості цегли, а також зниження її водопоглинання в суміш, як глинистий компонент вводяться річкові донні відкладення р. Мокра Сура, при такому співвідношенні компонентів, мас. %: річкові донні відкладення 55…70 мул з водоочисних споруд 10…15 залізовмісний компонент 8…12 вода решта. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3