Основная масса ТЭЦ Восточной Сибири использует в качестве топлива угли Ирша - Бородинского месторождения КАТЭКа. Зола - унос от сжигания этих углей в соответствии с ГОСТ 34-70-542-81 относится к высококальциевым, т.е. не пригодным для использования в тяжелых бетонах, строительных растворах и золокерамике. Для полного связывания вышеназванных оксидов в безопасные силикатные и алюмосиликатные новообразования, необходимо введение в шихту дополнительного кремнеземсодержащего компонента. Эффективный поставщик кремнезема многотоннажный отход производства цеха кристаллического кремния, который содержит 90-94 мас.% SiO2 и 0,7-1,5 % Al2O3. Сочетание золы-унос и микрокремнезема позволяет синтезировать техногенные шихты.
Для повышения реакционной способности основных составляющих шихты в систему вводили дополнительные компоненты. Введение кальцинированной соды в композицию «Зола + микрокремнезем» приводит к росту пластической прочности массы. Нами изучены методы создания легковесной керамики на основе газообразования и пенообразования в сочетании с эффектом воздухововлечения.
Сочетание компонентов золы с высокоактивной кремнеземистой составляющей микрокремнезема (в соотн. 0,65:0,35) позволяет получить прочный керамический черепок, используемый в дальнейшем в качестве матрицы для поризации.
Базой для создания эффективных пенообразователей выступают отходы и побочные продукты сульфатной переработки древесины. Наиболее эффективен на наш взгляд комбинированный способ получения пористости: воздухововлечение за счет использования сульфатного мыла и газообразование при введении Alпудры.
Предлагаемые технологии изготовления изделий из сырьевой смеси на основе золы и микрокремнезема позволяют получать легковесные керамические материалы, отвечающие требованиям ГОСТ 530-95. Изделия на основе представленного состава в сравнении с аналогичной продукцией (кирпич полнотелый) одинаковой марки (М100) на основе глинистого сырья, характеризуется более низкой средней плотностью (1230 и 1800 кг/м3 соответственно) и теплопроводностью (0,057 и 0,83 Вт/(м С)).
Опытно-промышленное изготовление материала (состав: 65% золы-унос, 35% микрокремнезема и 32% эмульсии таллового пека окисленного гипохлоритом натрия), изготовленного способом вибропрессования на линии «РИФЕЙ-УНИВЕРСАЛ» и последующей термообработкой в условиях Братского керамического завода показало, что изделия соответствуют марке М100 по прочности на сжатие и марке F25 по морозостойкости при средней плотности 1230 кг/м3 и теплопроводности 0,3 Вт/(м0С).
Таким образом, для изготовления легковесной керамики из дисперсных отходов целесообразно применение следующих научно-обоснованных подходов:
1) формирование в структуре сырца комбинированной пористости путем сочетания приемов воздухововлечения и пено или газообразования; 2) ускоренный набор сырцовой прочности по гидратному механизму отверждения (омоноличивание) сырца путем обогащения смеси добавками микрокремнезема и кальцинированной соды; 3) интенсификация минералообразования при обжиге путем создания пневматолитотермических условий, обеспечиваемых применением предварительно окисленной добавки и дегидратацией гидратных фаз сырца.