В настоящее время производство строительных материалов из опал-кристобалитовых горных пород в нашей стране редкость. Однако месторождения диатомита, трепела и опоки широко распространены. Запасы этого сырья сосредоточены в районе средней Волги, на Урале, Кольском полуострове, районах Среднего Поволжья.

Крупнейшее из эксплуатируемых месторождений диатомитов в России является Инзенское месторождение (Ульяновская область).

Целью научно-исследовательской работы является разработка тех­нологии производства керамического кирпича методом полусухого формования на основе диатомита Инзенского месторождения.

Диатомиты – это уникальное сырье, они представляют собой оса­дочную породу, образовавшуюся на месте доисторического моря из панцирей древних водорослей. Основным их компонентом является кремнезем SiO_2, содержание его колеблется от 70 до 90 %.

Пористость диатомитов изменяется от 67 % до 88 %. Объемный вес достигает 950 кг/м³, твердость 1 – 3 по шкале Маосса, а водопоглащение диато­мита достигает 150 % по весу. Пластичность варьируется в пределах от 7 до 25 в зависимости от содержания глин.

На кафедре «Технологии керамики и огнеупоров» БГТУ им. Шу­хова, были проведены опыты по получению керамического кирпича методом полусухого формования из диатомита Инзенского месторож­дения.

В данной исследовательской работе были определены следующие свойства:

- давление прессования;

- нормальная рабочая влажность;

- пластичность;

- воздушная усадка;

- физико-механические свойства после обжига: огневую усадку, пределы прочности при сжатии, водопоглощение, пористость и плот­ность.

В данной научной работе была проведена серия экспериментальных опытов.

В первой серии опытов были приготовлены пресс-по­рошки из чистого диатомита и диатомита с добавлением угольного коксика в количестве 10 и 20 %. Прессовали образцы двух ступенчатым прессованием, а обжигали при температуре 1000, 1050, 1100 ⁰С.

Наилучшие результаты показали образцы, состоящие из чистого диатомита отпрессованные при давлении P₁=5 МПа и P₂= 10 МПа имеющие влажность 30 % и обожженные при температуре 1100 ⁰С. Данные образцы не имели воздушой усадки, а огневая усадка была до 11%. Прочность образцов на сжатие 20 МПа, плотность 1,1 г/см³, пористость более 50%, водопоглащение более 40%, а морозостойкость 3 цикла.

Что касается образцов с угольным коксиком: кокс полностью не выгорел, образцы были покрыты трещинами и имели низкие показатели по прочности на сжатие 2 – 6 МПа, большие показатели по пористости свыше 50 % и водопоглащению выше 60 %.

Во второй серии опытов были приготовлены пресс-по­рошки с целью повышеня морозостойкости. В диатомит были добавлены отощающие добавки в количестве: 10% – Шебекинского песка и Мариупольского шлака и 56% – Белгородского мела. Прессовались образцы двухступенчатым прессованием и обжигались при температуре 1100 ⁰С.

Соотношение диатомита – 46 % и белгородского мела – 54 % соот­вет­ствует такому соотношению, чтобы прореагировало 70 % аморфного кремне­зема SiO₂ с карбонатом кальция CaCO₂ для получения воласто­нита CaSiO_3. Данное соединение должно выступить как армирующий элемент, повышаю­щий прочность и морозостойкость.

Наилучшим образом показал себя строи­тельный материал на основе диатомита с добавлением Шебекинского песка в количестве 10 %, полученный двухступенчатым прессованием, под давле­нием P₁= 5 МПа и P₂ = 10 – 15 МПа имеющий влажность 25 – 30 % и обожженный при температуре 1100 ⁰С.