Способ изготовления керамических блоков

 

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ БЛОКОВ путем обработки гранул керамзита или вспученного сланца способный к спеканию материалом, фор мования с последующей сушкой и спеканием , о тличающийся тем, что, с целью повышения прочности изделия гранулы обрабатьгоают суспензией гидрослюдистых или каолинитовогидрослюдистых глин с содержани м твердого вещества 10-50 мас.%, затем перемепшвают с теми же глинами, увлажненными до формовочной влажности , а формование осуществляют прессованием при давлении 1,6-2,0 МПа. s Cycrtef/зия 4 СО fjuHOffocca со to

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(s1l С 04 В 35/64

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

OflHCAHME HSOE PETEHHR

Н АВТОРСКОМУ CBMPETHlbCTBY (21) 3452515/29-33 (22) 10.06.82 (46) 07.03.85. Бкл. М- 9 (72) А.Л;Эльконюк и Ю.E.Ôîìèí (7 1) Государственный научно-исследовательский институт по керамзиту (53) 666 ° 68(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 808457, кл. С 04 В 21/00, 1978.

2. Акцептованная заявка ФРГ

N 2137483, кл. С 04 В 43/00, опублик. 1973.

3. Акцептованная заявка ФРГ

У 2511868, кл. С 04 В 21/08, опублик. 1975 (прототип) .

ХЕраПЗс м

ÄÄSUÄÄ 1143732 A (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ БЛОКОВ путем обработки гранул керамэита или вспученного сланца способный к спеканию материалом, фор мования с последующей сушкой и спеканием,отличающийся тем, что, с целью повышения прочности изделия гранулы обрабатывают суспенУ зией гидрослюдистых или каолинитовогидрослюдистых глин с содержани м твердого вещества 10-50 мас.Ж, затем перемешивают с теми же глинами, увлажненными до формовочной влажности, а формование осуществляют прессованием при давлении 1,6-2,0 МПа. ристого керамического изделия путем обработки гранул керамзита фосфорной ки сло тай с конце и трацие и 10-807

10 в течение 3-15 мин, спеканием их при

300-600 С в течение 1-3 ч и охлаждео о нием до 40 С со скоростЬю 15 С/мин (1) .

Недостатком известного способа является низкая прочность изделия, поскольку неорганические полимерные связки, образованные в местах контакта гранул, занимают в общем объеме блока незначительный процент. Кроме того, при продолжительном нагревании ортофосфорная кислота (Н РО ) пере3 ходит в метафасфорную кислоту (.НРО ) которая .имеет вид палиМеризованной твердой стекловидной массы, очень летучая, образуя Р О . При высоких температурах Р О разрушает керами2 ческие материалы, при температуре

360 С возгоняется, раздражает. слио зистые оболочки, вызывает ожоги кожи

Использование дефицитного химически

30 чистого продукта делает способ доро" гостоящим, Известен также способ получения керамически связанного керамзита путем приготовления смеси, содержащей 70-85% кварца, 1-57 жидкого стек ла и остальное — измельченный керамзит, и второй. смеси, содержащей 4060% кварца, 15-257. глинозема, около

7% Ее О>, 1-57 карбоната бария и остальное — измельченный керамзит, смешивания 70%.первой смеси с 307. второй смеси при добавлении воды до получения консистенции шлихера, введения при перемешивании измельченного45 керамзита в количестве 20-80%, формования и последующего обжига при 19001200 С в обжиговой печи до образования керамически связанного материала (2g.

Отсутствие ортофосфорной кислоты и химически чистого продукта делают способ менее опасным и более дешевым, однако при охлаждении такого блока между керамическим изделием и металлической -формой, обладающими разными коэффициентами линейного или объемного расширения, возникают значитель50

1 1143

Изобретение атносится к промьппленности строительных материалов, в частности к производству керамичес. ких блоков, которые могут быть использованы при строительстве зданий и сооружений.

Известен способ изготовления по732 2 ные напряжения, приводящие к обраэованию в керамическом изделии трещин и е го ра э руше нию.

Наиболее близким к изобретению является способ, при котором гранулы керамзита или сланца покрывают способным к спеканию материалом и спекают

В в единое изделие (31 .

К недостаткам известного способа относятся низкие прочность и однородность полученного изделия в силу того, что между гранулой керамзита и нанесенным на нее материалом после спекания нет надежной связи, поскольку скорость усадки упругой гранулы и пластичного материала, наносимого на гранулу, различны. Кроме того, наносимый в качестве покрытия материал .беэ достаточного усилия не может занимать все пространство между гранулами и, следовательно, нельзя получить монолитное изделие.

Цель изобретения — повышение прочности изделия.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления керамических блоков путем обработки гранул керамзита или вспученного сланца способным к спеканию материалом, формования с последующей сушкой и спеканием, гранулы обрабатывают суспензией гидрослюдистых или каалинитово-гидрослюдистых глин с содержанием твердого вещества 1050 мас.7., а затем перемешивают с теми же глинами, увлажненными до формовочной влажности, а формование осуществляют прессованием при давлении 1,6-2,0 МПа.

По химическому составу предлагаемые. для обработки гидрослюдистые или каолинитово-гидрослюдистые глины характеризуются наличием в их составе щелочных и щелочназемельных элементов, а именно флюсующих ионов, таких как Na, К, Са, Мр и А1, которые понижают точку плавления всей системы и способны к изоморфным замещениям.

Обработка гранул керамзита суспензией гидрослюдистых и каолинитовогидрослюдистых глин с содержанием твердого вещества 10-50 мас.% позволяет равномерно заполнить поры керамзита частицами гидрослюд, которые при термообрабатке обеспечивают химическую кольматацию пар, а именно при 1000 С флюсующие ионы (Na, K,Ìð), входящие в состав гидраслюдистых или

11ч 3732

3 .каолинитоно-гидрослюдистых глин, вступают в химическое взаимодействие. с SiO< керамзита с образованием вязкой жидкости, которая при охлаждении не кристаллизуется и затвердевает.

5 образуя сплошную стекловидную фазу, .так как флюсуюшие ионы находятся между связями сети Si-О, которая цементирует керамзит с основной фориующей массой, состоящей из тех же 1 глин. Таким образом, эа счет заполнения пор керамзита материалом того же химического состава, что и формующая масса, при спекании обеспечивается надежное сцепление керамзита

15 с формуемой массой с созданием прочного изделия.

Обработка гранул суспензией с содержанием твердого вещества менее

10 мас.Е нецелесообразна, так как

20 приводит к переувлажнению заполнителя и, как следствие, к увеличению времени сушки изделия.

Обработка гранул суспензией с содержанием твердого вещества более

50 мас,7 ке обеспечивает достаточного насыщения пористого пространства гранул по глубине проникновения иэза повышенной вязкости суспензии.

Перемешивание гранул керамзита с глинами, увлажненными до формовоч30 ной влажности, позволяет получить. . формовочную смесь с равномерно распределенными компонентами. Прессование при давлении 1,6-2,0 ИПа обуславливает возрастание сцепления между глинистыми частицами. Прессование .при давлении менее 1,6 ИПа не .обеспечивает надежного сцепления глинистых частиц и приводит к раэрушению изделия. в процессе его термообработки.

При. увеличении давления rrpeccoaazvsr до значения более 2,0 ИПа возникают высокие касательные напряжения, что приводит к деструкции материала (разрыву сплошности среды), и, как следствие, неравномерности усадки при сушке и окислительным процессам при спекании.

На чертеже представлена техноло- гическая схема установки, поясняющая предлагаемый способ.

Гранулы керамзита (фракции 1020 мм) или ему подобного материала направляют в мешалку 1, заполненную суспензией гидрослюдиетых или каолинитово-гидрослюдистых глин с содержанием твердого вещества 10, 25 и 50 мас.7., где их выдерживают 1015 мин. Обработанные гранулы одновременно с массой гидрослюдистых ° глин формовочной влажностью 26Х поступают в шнековый пресс 2, где они перемешиваются, равномерно перераспределяются и прессуются при давлении 2 ИПа в форме блока, а суспензия при помощи насоса 3 циркулирует в замкнутой системе, Затем сформованные керамические блоки высушивают в сушильных камерах или туннельных печах при 500 С.

После сушки их спекают в туннельных или кольцевых печах при температурах спекания 1000.-1250 С.

В таблице приведены данные сравнительных испытаний с использованием гидрослюдистых глин Возжаевского месторождения и каолинитово-гидрослюдистых глин Алексеевского месторождения.

Предлагаемый способ изготовления керамических блоков прост в осуществлении, так как используется один вид сырья, кроме того, он не требует применения нбвого и специального оборудования и может быть осуществлен на заводах по производству кирпича.

Предлагаемый способ позволяет повысить прочность изделий на 5-107., при этом повышаются теплоизоляционные свойства сооружений, построенных из этих изделий.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа за сйет эконо.мии условного топлива, расходуемого на отапливание помещений, составит

5 руб;/т условного топлива.

1143732

Температура спекания, .Or

Содержание твердого вещества в суспензии, Х

Время сушкнр ч

Предел прочности блоТемпература сушки, С о усилие формования, ИПа

Способ ка, кг/ см

76,8

76,3

1,4

950

15,0

110,0

79,9

50 0

102,4

10,0

950

15,0

110,0

50 0

10.,0

15,0

1,8

110,0

950

50,0

52.10,0

110,0

950

15,0

2,0

50 0

10,0

15,0

950

2,2

110,0

50,0

71,4

10,0

15,0

73,2

74,6

50 0

950

Известный

75,0- 77, 0

950

Предлагаемый 10,0

Возжаевское месторождение. 2,4 . 110,0

Формооб- 110,0 разование в формах без при- . ложения внешней нагрузки, (ус. форм.) 107,3

109,0

1033 1

107,8

110,4

104,5

108, 6

111,4

104, О.

108, 1

110, 6

1143732

5 6! 7

3 4

76,1

1,4

76,4

1,6

78,5

1,8

2,0

1 1 О., О

950

79,7

2,2

78,1

2,4

75,2

85,2

15,0

85,1

86,0

50,0

1,4

120,0

1000

10,0

110,8!

20,0

1,6

15,0

1000

50,0. 10,0

120, О

1,8

15,0

117,8

1000 50,0

117„1

10,0

15,0

118,4

50,0

120 О

1000

2,0

10,0

15,0

1000

120,0

50,0

2,2

80,1

10,0

82,4

15,0

1000

81,3.50,0

2,4

120, О

Предлагаемый 10 О

Алексеевское месторождение

Продолжение таблицы

11596

115,5

112,4

112,2

119,4

111,2

112,4

110,2

: 1143732

Продолжение таблицы

) 6

Формообразова- 120,0 ние в 4юрмах без приложения . нагрузки.

Известный

1000

78-80

86,3

1,4

90,2

1,8

94,6

2,0

120,0

1000

99,1

2,2

95,6

2,4

82,5

Заказ 845/21 Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Ó êãîðîä, ул.Проектная, 4

Составитель Л.Булгакова

Редактор Г.Волкова Текред Т.Фанта 1 орректор И.Муска