Питанням використання зол теплових станцій у виробництві силікатної цегли присвячене велике число досліджень. Однак чаші усього зола розглядався як компонент автоклавного чи в'язкого добавка (20 – 30 %) у силікатну суміш. Золи застосовуються як кремнеземистий компонент у бетонах, але донедавна практично не використовувалися при виготовленні силікатної цегли.

Були проведені дослідження і розроблене технологія виробництва цегли. Сировинними компонентами є золошлакова суміш Ладижинської ТЕС-2 і пил газоочистки печей Донецького металургійного комбінату.

Іспиту проб пилу рукавних фільтрів і циклонів показали повна відповідність її вимогам стандарту до порошкоподібного будівельного вапна: зміст активних СаО+МgО – 60 %, час і температура гасіння – відповідно 1,5-3 хв і 78-96⁰ С. Вапняний пил характеризується рівномірною зміною обсягу.

Насипна щільність золошлакової суміші складає 760-1000 кг/м³ , вологість 26 – 36 %. По зерновому складі вона є середньозернистою, тому що містить 73-78% зольної складовий. Зразки зольної складової у суміші з портландцементом при кип'ятінні виявляють рівномірність зміни обсягу.

Залежність міцності вапняно-зольного сирцю і цегли від величини формувальної вологості і тиску пресування аналогічна впливу зазначених факторів на властивості вапняно-піщаної цегли. Однак оптимальна формувальна вологість досліджуваної суміші складає 10 – 14 мас. %, що вдвічі перевищує величину, характерну для традиційних сировинних матеріалів.

Міцність сирцю і цегли зростає пропорційно збільшенню тиску пресування. Темпи зміцнення сирцю і росту тиску пресування однакові. Міцність цегли в дослідженому діапазоні вологості суміші підвищується повільніше, ніж тиск пресування.

У вапняно-піщаних сумішей менш тісна залежність міцності сирцю від величини тиску пресування. Ці відмінності обумовлені, насамперед, більш розвитою поверхнею часток золошлакової суміші, чим у кварцового піску однакового зернового складу. Розвита поверхня визначає збільшення числа контактів між частками при ущільненні і зв'язане з цим підвищення міцності зчеплення і механічного зачеплення. Частка останніх у міцності сирцю на основі кварцового піску складає всього 20 – 30%. Підвищення ролі названих факторів у формуванні міцності вапняно-піщаного сирцю і цегли досягається при збільшенні витрати в'язкого чи введенні в сировинну суміш що ущільнюють або укрупнюють добавок.

Підвищення змісту сповісти до 9,2% (Сао акт.) при вологості суміші 13,5 % і тиску пресування 30 Мпа сприяло росту міцності сирцю до 1,1 Мпа і цегли до 16,3 Мпа.

Вивчення кінетики автоклавного твердіння вапняно-зольної цегли показало, що він має потребу в більш тривалому запарюванні, чим піщану-вапняно-піщана цегла. Оптимальна тривалість ізотермічної витримки склала в залежності від величини тиску пари в автоклаві: 8 – 9 ч при 0,8 Мпа., 6 – 8 ч при 1 Мпа, 4 – 6 ч при 1,2 Мпа.

Зразки цегли марок 100, 125 і 150 витримали комплексні іспити і мають наступні характеристики:

водопоглинення, мас. %	18-22
марка по морозостійкості	F25
зниження міцності при стиску у водонасиченому стані, %	18-20
щільність цегли, кг/м3	1400-1500
коефіцієнт теплопровідності, Ут/(м*ДО)	0,4-0,46
приріст теплопровідності на 1 мас. % вологості, Ут/(м ДО)	0,015

Цегла і сировинні компоненти успішно пройшли санітарно-гігієнічну експертизу.

Зольна цегла користається попитом, що обумовлено поліпшеними споживчими властивостями (на 25-30% менша щільність у порівнянні з традиційною силікатною цеглою і відповідно кращі теплозахисні властивості) і більш низькою ціною цегли. Істотне зниження собівартості ефективної зольної цегли досягнуто не тільки за рахунок використання дешевої техногенної сировини, але і завдяки відсутності двох таких енергоємних технологічних переділів, як випал вапна і помел в'язкого.

Перевагою даної технології є також екологічний ефект від застосування промислових відходів замість природних матеріалів.

У наслідок усього перерахованого таку цеглу є найбільш ефективним і конкурентноздатної.

4. Сировина і його технологічна характеристика

Пісок

Основним компонентом силікатної цегли (85 – 90% по масі) є пісок, тому заводи силікатної цегли розміщають, як правило, поблизу родовищ піску, і піщані кар'єри є частиною підприємств. Склад і властивості піску визначають багато в чому характер і особливості технології силікатної цегли.

Пісок – це пухке скупчення зерен різного мінерального складу розміром 0,1 – 5 мм. По походженню піски розділяють на двох груп.– природні і штучні. Останні, у свою чергу, розділяють на відходи при дробленні гірських порід (хвости від збагачення руд, висівки щебеневих кар'єрів і т.п.), дроблені відходи від спалювання палива (пісок з паливних шлаків), дроблені відходи металургії (піски з доменних і ватержакетних шлаків).

По призначенню їх можна підрозділяти на піски для бетонних і залізобетонних виробів, кладочних і штукатурних розчинів, силікатної цегли. У дійсній курсовій роботі висвітлюються лише дані про піски для виробництва силікатної цегли.

Форма і характер поверхні зерен піску.

Ці фактори мають велике значення для формуємості силікатній суміші і міцності сирцю, а також впливають на швидкість реакції з вапном, що починається під час автоклавної обробки на поверхні піщин. За даними В. П. Батуріна, И. А. Преображенського і Твенхофелла, форма зерен піску може бути окатаною (близької до кулястого).; полуокатаною (більш хвилясті обриси); напівкутастої (неправильні обриси, гострі ребра і кути притуплені); кутастої (гострі ребра і кути). Поверхня піщин може бути гладкої, корродированою і регенерованою. Остання виходить при наростанні на піщинах однорідного матеріалу, наприклад кварцу на кварцових зернах.

Гранулометрія пісків.

У виробництві силікатної цегли гранулометрія пісків відіграє важливу роль, тому що вона у вирішальній ступені визначає формуємость сирцю із силікатних сумішей. Найкращої гранулометріею піску є та, середні зерна розміщаються між великими, а дрібні – між середніми і великими зернами.

Більшість дослідників до пісків відносять зерна розміром 0,05 – 2 мм.

В.В. Охотин виділяє при цьому дві фракції: піщані – 0,25 – 2 мм і дрібнопісчані – 0,05 – 0,25 мм.

П.И. Фадєєв розділяє пісок по розмірі зерен на п'ять груп: грубі (1 – 2 мм), великі (0,5 – 1 мм), середні (0,25 – 0,5 мм), дрібні (0,1 – 0,25 мм) і дуже дрібні (0,05 – 0,1 мм).

При змішанні однакових по масі трьох фракцій піску (великого, середнього і дрібного) зі співвідношенням розмірів їхніх зерен 4:2:1 одержують суміш з високою пористістю; при співвідношенні 16:4:1 пористість значно зменшується, при співвідношенні 64:8:1 – зменшується ще більш сильно, при співвідношенні 16² :16:1 досягається найбільш щільне їхнє упакування.

Установлено, що оптимальне упакування зерен силікатної суміші (з урахуванням наявності в ній тонкодисперсних зерен в'язкого) знаходиться в межах співвідношень від 9:3:1 до 16:4:1.

Пористість пісків.

Пористість рихло насипаних окатаних пісків зростає в міру зменшення діаметра їхніх фракцій, а в ущільненому виді вона однакова для усіх фракцій, за винятком дрібної. Пористість гострокутних пісків зростає в міру зменшення їхніх розмірів, як у пухкому, так і в ущільненому стані.