Вспучивающийся состав

 

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может использоваться в керамической промышленности. Цель изобретения - повышение прочности, снижение усадки изделий и упрощение производства. Сущность изобретения заключается в том, что вспучивающийся состав содержит глину, отходы углеобогащения фракции 0-3 мм, жидкое стекло и воду при следующем соотношении компонентов, маc.%: отходы углеобогащения 40-70, глина 10-38, жидкое стекло 2-5, вода 15-20. Масса предложенного состава обеспечивает вспучиваемость смеси с увеличением объема в 1,3-1,6 раза при сохранении прочностных свойств, морозоустойчивости, снижении плотности до 40%. 1 табл.

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может использоваться в керамической промышленности.

Известен топливный брикет (см. пат. 2009180, РФ, 1994 г.), включающий каменный уголь, глину, окислитель - соль щелочного металла и горючий металл, включающий алюминий, отличающийся тем, что в качестве соли щелочного металла он содержит нитрат калия при следующем соотношении компонентов, мас.%: глина 10-25; нитрат калия или натрия 5-20; алюминий или магний 5-15; каменный уголь - остальное.

Наиболее близким техническим решением является состав для производства керамических стеновых изделий (см. "Обзорная информация". Использование отходов угольной промышленности в качестве сырья для производства керамических стеновых изделий, Москва, 1976, с.21-23, 27-29), включающий в мас.%: глину 30, отходы углеобогащения с максимальным размером частиц 1 мм - 70 влажность массы составляет 18-21,5%.

Однако полученные изделия обладают невысокой прочностью при сжатии и изгибе, характеризуются большой усадкой при сушке и обжиге. Следующим недостатком при изготовлении этих изделий является то, что обжиг производится при достаточно высокой температуре (Т_обж=1120^oС), что ведет к повышению себестоимости продукции.

Сущность изобретения заключается в том, что вспучивающийся состав, включающий глину, отходы углеобогащения, воду, дополнительно включает жидкое стекло в следующем соотношении компонентов, мас.%: Отходы углеобогащения - 40 - 70 Глина - 10 - 38 Жидкое стекло - 2 - 5 Вода - 15 - 20 Жидкое стекло, вводимое в керамическую шихту в качестве плавня в количестве 2-5 мас.%, ведет к более равномерному и качественному обжигу изделий, позволяет в значительной мере повысить прочностные характеристики получаемой продукции.

Керамические изделия, получаемые с использованием жидкого стекла, характеризуются наличием большого количества закрытых пор. Следовательно, такие изделия обладают меньшим водопоглощением, а значит, обладают повышенной морозостойкостью.

Использование отходов углеобогащения фракции 0-3 мм ведет в процессе приготовления к вспучиваемости смеси с увеличением объема в 1,3-1,6 раза при сохранении прочностных свойств, снижению плотности до 40% и обеспечению морозостойкости.

Характеристика исходных материалов.

Отходы углеобогащения получены путем флотации угля на Новошахтинской ГОФ им. Ленина при следующем соотношении компонентов, мас.%: SiO₂ - 42,3 Аl₂О₃ - 16,1 Fе₂О₃ - 28,34 TiO₂ - 0,58
Р₂O₅ - 0,02
CaO - 4,49
MgO - 1,41
SO₃ - 1,75
Nа₂О+К₂O - 5,01
Глина Сухочалтырского месторождения, Ростовской области, Мясниковского района представлена следующим соотношением компонентов, мас.%:
SiO₂ - 59,5
Al₂O₃ - 11,5
Fе₂O₃ - 4,3
TiO₂ - 0,7
CaO - 7,5
MgO - 2,15
Жидкое стекло - жидкое низкомодульное стекло со стекольного завода "Дагестанские огни", поселок Огни, Дагестан. Жидкое стекло - это жидкость светло-желтого цвета. Химическая формула: Na₂SiO₂.

Силикатный модуль - 1,6, плотность - 1,314 г/см³.

Пример. Проведение эксперимента проводилось в лаборатории новых строительных материалов в РГСУ.

Готовилось 5 вариантов составов (по 3 образца на каждый состав).

Приготовление смеси велось следующим образом.

Вначале в сухом виде осуществлялось перемешивание отходов углеобогащения фракции 0-3 мм и глины, затем добавляли жидкое стекло и воду. Перемешивали вручную около 2-х минут. Образцы выдерживались на воздухе 40-60 минут до полного вспучивания, после чего подвергались сушке в сушилке типа СНОЛ 1,62/11-И3 при температуре 105-110^oС до влажности 4-7% и затем обжигались в высокотемпературных печах типа СНОЛ 3,5, 3,5/И1 при температуре 950^oС в течение 4-х часов.

Испытания образцов на прочность при сжатии проводились на гидравлических прессах ИП-1000. Прочность образцов при изгибе определяли на испытательной машине МИИ100.

Результаты испытаний представлены в таблице.

Формула изобретения

Вспучивающийся состав, включающий глину, отходы углеобогащения, воду, отличающийся тем, что дополнительно содержит жидкое стекло с силикатным модулем до 1,6 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Отходы углеобогащения - 40-70
Глина - 10-38
Жидкое стекло с силикатным модулем до 1,6 - 2-5
Вода - 15-20й

РИСУНКИ

Рисунок 1