Масса для изделий строительной керамики, преимущественно крупноразмерной
Сущность изобретения: масса содержит легкоплавкую глину 53 - 93, вермикулит или гидрофлогопит или гидробиотит фракции не более 2,0 мм 2 - 42%, компонент из группы: зола, песок, шлак фракций не более 2,0 мм 5 - 45%. Компоненты массы перемешивают, из указанной массы пластическим способом формируют образцы, которые после сушки обжигают. 13 табл.
Изобретение относится к промышленности керамических строительных материалов и может быть использовано для производства стеновых материалов: крупноразмерных керамических блоков и панелей, керамических камней, строительного кирпича. Цель изобретения - расширение сырьевой базы и удешевление стоимости продукции при сохранении качества. Поставленная цель достигается тем, что в состав керамической массы на основе легкоплавкой глины и вермикулита - сырца вводится дополнительно отощитель - грубодисперсный плотный материал крупностью не более 2,0 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%: Легкоплавкая глина 53-93 Гидрофлогопит, вер- микулит, гидробиотит 2-42 Компонент из группы зола, песок, шлак 5-45 При введении в глино-вермикулитовую массу грубодисперсного компонента - отощителя закономерно должны снижаться воздушная и общая усадка. Это способствует снижению уровня внутренних напряжений и, вследствие этого, повышение прочности отформованного сырца и обожженного изделия. Были выполнены опыты, подтвердившие эффективность введения в глино-вермикулитовую массу традиционных отощителей. В качестве отощителя использовали градуированный ваграночный шлак, песок, шлак топливный крупностью не более 2,0 мм. За исходный состав была принята глино-вермикулитовая масса, состоящая из 98% глины и 2% вермикулита. Из материалов заявки N 4716296/33 от 06.06.89, сохраняя неизменным количество вермикулита, в эту массу добавляли отощитель, соответственно уменьшая содержание глины. Отощитель - гранулированный ваграночный шлак максимальной крупностью 2,0 мм, отход чугунолитейного производства завода "Лентрублит". Из указанных масс пластическим способом формовали образцы, которые после сушки обжигали и испытывали. Результаты после испытаний представлены в табл.1. Результаты в табл. 1 показывают, что введение отощителя песка до 5% практически не влияет на свойства сырца и обожженного камня. Увеличение количества отощителя - песка, начиная с 5% (составы 3, 4, 5) и более приводит к уменьшению формовочной влажности, воздушной и общей усадок. Значит составы с количеством отощителя-песка менее 5% не входят в пределы заявляемых дозировок. Керамическую массу (состав 6) отформовали пластическим способом с трудом - она была малосвязной. Поэтому камень получили с высоким водопоглощением и малой прочности. Т.о. состав N 6 выходит за пределы заявляемого по содержанию отощителя. В табл.2 приведены результаты влияния вермикулита-сырца в трехкомпонентной керамической массе. Из табл.2 можно сделать вывод, что повышение содержания вермикулита-сырца позволяет снизить воздушную и общую усадки образцов всех составов. Средняя плотность при этом также снижается, что позволит получить менее теплопроводный камень. Прочность обожженного камня высока у составов 1,2 и закономерно снижается у других составов с увеличением содержания вермикулита. Однако ее величина достаточна для производства кирпича. Образцы из состава 6 формовались по пластическому способу с трудом, поэтому у образцов высокая величина водопоглощения и сравнительно малая прочность. Следовательно, указанный состав выходит за границы заявляемого. Для выявления влияния невспученного вермикулита и традиционного отощителя - песка на свойства обожженного камня были выполнены (по той же методике) эксперименты, результаты которых представлены в табл.3 и 4. Результаты в табл.3 показывают, что введение отощителя-песка до 5% практически не влияет на свойства сырца и обожженного камня. Увеличение количества отощителя - песка, начиная с 5% (составы 3, 4, 5). Значит, составы с количеством отощителя-песка менее 5% не входят в пределы заявляемых дозировок. Керамическую массу (состав 6) отформовали пластическим способом с трудом - она была малосвязной. Поэтому камень получили с высоким водопоглощением и малой прочности. Т.о. состав N 6 выходит за пределы заявляемого по содержанию отощителя. В табл.4 приведены результаты влияния вермикулита-сырца в трехкомпонентной керамической массе. Из табл.4 можно сделать вывод, что повышение содержания вермикулита-сырца позволяет снизить воздушную и общую усадки образцов всех составов. Средняя плотность при этом также снижается, что и позволит получить теплопроводный камень. Прочность обожженного камня высока у составов 1, 2 и закономерно снижается у других составов с увеличением содержания вермикулита. Однако ее величина достаточна для производства кирпича. Образцы из состава 6 формовались по пластическому способу с трудом, поэтому у образцов высокая величина водопоглощения и сравнительно малая прочность. Следовательно, указанный состав выходит за границы заявляемого. Кроме того, один из заявляемых составов системы глина-вермикулит сырец-песок был опробован при выпуске опытной партии керамических панелей (300х600х3000 мм) в НПСО "Керамика" в г. Ленинграде в 1989 г. Панели в НПСО изготовляли из массы, состоящей из 73% глины и 27% кварцевого песка. Экспериментальная керамическая масса состояла из 66,6% глины, 28,6% кварцевого песка и 4,8% вермикулита-сырца Ковдорского месторождения. Состав и характеристики сырца и обожженного камня показаны в табл.5. Эти производственные эксперименты показали очевидное преимущество трехкомпонентной массы по всем характеристикам. Образцы, выпиленные из экспериментальных панелей, показали более высокую прочность. Но самое главное - был определен коэффициент вариации прочности, который оказался равным 0,153 у экспериментальных панелей против 0,364 у панелей из традиционной массы без вермикулита. Это свидетельствует о меньшем количестве дефектов в структуре обожженного камня из-за наличия в нем вермикулита. Для определения влияния отощителя-золы на свойства керамических масс по указанной выше методике отформовали и обожгли экспериментальные образцы с золой Дубровской ГРЭС г. Ленинграда. Составы керамического камня приведены в табл.6. Из табл.6 следует, что с увеличением количества добавляемой золы несколько снижается формовочная влажность, незначительно снижается усадка. Однако возникшие в сушке у состава N 6 трещины дали после обжига камень также с трещинами, чем и объясняется низкая прочность. Следовательно состав N 6 выходит за пределы заявляемых. Влияние вермикулита-сырца на глинозольную керамическую массу приведено в табл.7. Из табл. 7 следует, что увеличение содержания вермикулита в глино-зольной массе способствует понижению формовочной влажности, воздушной и общей усадок. Средняя плотность при этом также снижается, что уменьшает теплопроводность обожженного камня. Однако на составе N 6 получен камень с низкой прочностью и высокой величиной водопоглощения, не соответствующей требованиям действующего стандарта. Поэтому состав N 6 выходит за пределы заявляемых. Наиболее перспективно использование в керамических шихтах вермикулитовых руд, которые состоят из вермикулита и вмещающих минералов. В этом случае вермикулитовая руда является компонентом, в котором имеется и вермикулит и отощитель - вмещающие минералы. Использование вермикулитовых руд в производстве керамических изделий существенно упрощает технологию (вместо трехкомпонентой шихты - двухкомпонентная), снижает себестоимость продукции. Для выявления влияния вермикулитовой руды на свойства сырца и обожженного камня были приготовлены следующие составы керамических масс, представленных в табл.8. В этих опытах были использованы материалы, доставленные из Уральского региона - глина месторождения г.Ревда (Свердловская обл.), вермикулитовая руда Потанинского месторождения. Руда содержала 35% вермикулита, остальное - минералы пироксены, амфиболы, полевые шпаты и др. Состав N 5 - чистая ревдинская глина для сравнения характеристик. Характеристика сырца и обожженного камня представлена в табл.9. Материалы табл. 9 показывают (для составов 1, 2 и 3), что введение вермикулитовой руды в керамическую массу положительно влияет на свойство сырца и обожженного камня. При увеличении дозировки руды улучшаются формовочные свойства - снижается формовочная влажность, воздушная и общая усадки. Прочность при этом меняется незначительно. Отличается низкой прочностью искусственный камень состава N 4. Очевидно, что 50% вермикулитовой руды в массе отрицательно сказывается на формовочных свойствах. Несмотря на низкие величины воздушной и общей усадок, камень получен неплотный и непрочный. Такой состав керамической массы находится за пределами заявляемых масс. Другим перспективным вариантом использования вермикулитосодержащего сырья является применение отходов обогащения вермикулитовых руд, так называемых хвостов. Такие материалы по ходу процесса обогащения измельчают, что позволяет использовать их в технологии керамики без дополнительного измельчения. Кроме того, из-за несовершенства технологии обогащения отходы содержат неотделенный вермикулит. Так, например, в отходах обогащения Ковдорского вермикулита объединения "Ковдорслюда" (Мурманской обл.), содержание неизвлеченного вермикулита может достигать 7-10%. В отходах Потанинского месторождения 10-15%. Для выявления влияния отходов обогащения вермикулитовых руд объединения "Ковдорслюда" на свойства сырца и обожженного камня были приготовлены следующие составы керамических масс, представленных в табл.10. Отход обогащения вермикулитовой руды Ковдорского месторождения содержал 7% неизвлеченного вермикулита. Остальное минералы - отощители силикаты и алюмосиликаты магния, кальция, железа (форстерит, сподумен и др.). Результаты определения характеристик сырца и обожженного камня представлены в табл.11. Материалы таблицы 11 показывают, что составы 1, 2 и 3 позволяют получать сырец с минимальной усадкой в обожженный камень высокой прочности. Состав N 4 практически не формуется по пластическому способу. Обожженный камень, несмотря на низкую величину усадки, получен почти в четыре раза менее прочный. Таким образом состав N 4 не входит в границы заявляемого. Относительно затрат по каждому виду смеси. Приведем такой конкретный пример на крупноразмерных керамических панелях, выпущенных нами в НПСО "Керамика". В табл.12 приведены составы керамических масс, из которых были изготовлены экспериментальные панели и для сравнения традиционная масса НПСО "Керамика". Таким образом, очевидно достижение поставленных целей в случае использования вермикулитовой руды, где в качестве отощителя будет выступать и вермикулит и вмещающие породы. Кроме того, использование отходов обогащения вермикулитовых руд одновременно решает и экологическую задачу. Так, например, на объединении "Ковдорслюда" скопилось более 10 млн. тонн отходов обогащения. При работах на составах содержащих отощители снизится расход тепла на сушку и суммарный расход тепла. Снижение формовочной влажности на предприятиях отрасли только на один процент дает экономию 60 тыс. тонн условного топлива. Таким образом, при использовании в шихте вермикулита-сырца по сравнению с вспученным вермикулитом достигается существенное снижение стоимости изделий за счет снижения стоимости сырья, решаются также экологические задачи. В заявляемых керамических массах вермикулит может быть заменен гидрослюдами - гидрофлогопитом и гидробиотитом - продуктами генезиса флогопита в вермикулит. Опыты показали достижение поставленной цели при их использовании. Состав компонентов приведен в табл.13.
Формула изобретения
МАССА ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ КЕРАМИКИ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО КРУПНОРАЗМЕРНОЙ, включающая легкоплавкую глину, вермикулит или гидрофлогопит, или гидробиотит фракции более 2,0 мм, отличающаяся тем, что, с целью удешевления стоимости продукции и расширения сырьевой базы, при сохранении качества, она дополнительно содержит компонент из группы: зола, песок, шлак фракции не более 2,0 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%: Легкоплавкая глина - 53 - 93 Вермикулит, или гидрофлогопит, или гидробиотит фракции не более 2,0 мм - 2 - 42 Компонент из группы: зола, песок, шлак фракции не более 2,0 мм - 5 - 45РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000
Извещение опубликовано: 10.11.2000
