Керамическая масса для изготовления строительного кирпича
Владельцы патента RU 2305082:
Чуков Вадим Николаевич (RU)
Старков Константин Булатович (RU)
Королев Антон Александрович (RU)
Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности строительных керамических изделий, и может быть использовано при изготовлении стенового кирпича. Техническим результатом изобретения является повышение прочности кирпича. Керамическая масса для изготовления строительного кирпича включает следующие компоненты, мас.%: шунгитовый сланец - 16-60, глина - остальное. 1 табл.
Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности строительных керамических изделий, и может быть использовано при изготовлении стенового кирпича.
Известна керамическая масса для производства кирпича, содержащая следующие компоненты, мас.%:
| Спондиловая глина | 31-71 |
| Тальковый сланец | 29-69 |
(см. авторское свидетельство СССР №473696, опуб.1975).
К недостаткам известной керамической массы можно отнести сложную технологию производства кирпича, а также использование редкого вида глины, не являющейся типовой для производства кирпича.
Наиболее близкой к предложенной является керамическая масса для изготовления строительного кирпича, содержащая, мас.%: глину 65-90, лигнин 3-8, глинистый шунгитовый сланец фракции 0,25-2 мм 2-15 и диопсид 5-12 (см. авторское свидетельство №1279979, опуб. 30.12.1986).
Техническим результатом предложенного изобретения является повышение прочности получаемого кирпича, содержащего типовую глину, за счет повышения качества формования и образования при спекании при температурах 1000-1050°С сложных минералов, обеспечивающих прочное соединение компонентов при использовании традиционной технологии при одновременном сокращении числа компонентов смеси.
Технический результат достигается керамической массой для изготовления строительного кирпича, содержащей глину и шунгитовый сланец, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Шунгитовый сланец | 16-60 |
| Глина | Остальное |
Сущность изобретения состоит в следующем.
Шунгитовый сланец характеризуется следующим составом, мас.%: SiO2 - 53,79; Al2О3 - 17,23; TiO2 - 1,58n., Fe2О3 - 2,68; FeO - 11,66; CaO - 1,56, MgO - 3,13; SO3 - сл.; К2O - 2,27, Na2O - 1,59; п.п.п. (потери при прокаливании) - 3,96.
Компоненты шунгитового сланца в сочетании с типовой глиной для производства кирпича, характеризующейся высоким содержанием красножгущихся оксидов и низким содержанием водорастворимых солей, обеспечивают хорошее формование, и в результате твердофазового спекания (спекания минералов и появления сложных минералов: мулит Al2 О3·SiO2) при температуре обжига 1000-1050°С получается прочное соединение, обеспечивающее высокую механическую прочность кирпичей. Кроме того, полученный из предложенной массы кирпич обеспечивает также защиту от вредных излучений.
Близость шунгита по химическому и минералогическому составу к глинам позволяет в значительных количествах использовать шунгит для изготовления керамического кирпича в районах, близких к месторождениям шунгита, и экономить глинистое сырье.
Изобретение осуществлялось следующим образом.
Для изготовления опытных образцов кирпича были использована глина Кудиновского месторождения, являющаяся типичной глиной для изготовления кирпича и имеющая следующий химический состав, мас.%: SiO2 - 58,58; Al2О3 - 18,07; TiO2 - 4,04, Fe2O3 - 0,88; CaO - 2,32; MgO - 1,53, SO3 - 0,98; К2О - 4,70; Na2O - 2,15, п.п.п. - 6,27.
Содержание свободного кварца в глине - до 25%.
Число пластичности - 17,8.
Содержание гумусовых (органических включений) - 1,05%.
Данная глина имеет высокое содержание красножгущих оксидов и низкое содержание водорастворимых солей.
Шунгитовый сланец вышеприведенного состава был представлен в виде кусков 5-7 см. Помол шунгитового сланца осуществлялся в лабораторных мельницах. В качестве мелющих тел были использованы уралитовые шары. При составлении шихты в настоящей работе были выбраны следующие составы по содержанию шунгитового сланца, мас.%:
Минимальный: шунгитовый сланец - 16%, глина - 84%
Оптимальный: шунгитовый сланец - 50%, глина - 50%
Максимальный: шунгитовый сланец - 60%, глина - 40%
Исходные материалы были подготовлены следующим образом.
Шунгитовый сланец на шамот был обожжен при максимальной температуре 1020-1030°С.
Обожженный шамот содержал фракции от 0,5 мм до 2 мм.
Сухая смесь шихты очень тщательно перемалывалась, к ней добавлялась вода, в количестве необходимом для достижения влажности 18-22% для готового пластичного теста.
Пластическая масса с влажностью 18-20% вылеживалась в течение 48 часов для усреднения влажности и структуры. Далее проводилась формовка на специальной разъемной форме. Максимальное усилие прессования от 2 до 5 кг/см2. Сушка проводилась сначала при комнатной температуре, а затем в сушильном шкафу при температуре 150°С. Высушенные до 0,5% образцы обжигали в лабораторной печи при длительности обжига 14 часов и максимальной температуре 1000-1050°С. Выдержка при максимальной температуре от 1,5 до 2,0 часов.
После обжига проводили испытания образцов, в соответствии с требованиями действующих нормативных документов.
Составы керамической массы и результаты испытаний соответствующих кирпичей представлены в таблице.
| Таблица | ||||
| № п/п | Содержание компонентов в керамической массы, мас.%: | Состав 1 | Состав 2 | Состав 3 |
| 1 | Глина. | 84 | 50 | 40 |
| 2 | Шунгитовый сланец. | 16 | 50 | 60 |
| Показатели | ||||
| Тонкость помола исходного шунгитового сланца. | (-0,5+0,2) мм | (-0,4+0,1) мм | (-1+0,5) мм | |
| Влажность пластичной массы. | 24-25% | 21-22% | 22-23% | |
| Температура сушки. | 150°C | 150°C | 150°C | |
| Температура обжига. | 1010-1020°C | 1050°C | 1020-1030°C | |
| Выдержка при максимальной температуре. | 1,5 ч | 2,0 ч | 1,0 ч | |
| Водопоглощение. | 11,0% | 10,9% | 10,6% | |
| Усадка (общая). | 8,9% | 13,1% | 10,8% | |
| Предел прочности при сжатии. Марка кирпича. | 162 кг/см2. Марка кирпича 150 | 296 кг/см2. Марка кирпича 250 | 297 кг/см2. Марка кирпича 250 | |
| Предел прочности при изгибе. | 75 кг/см2. Соответствует марке кирпича 150 | 91,7 кг/см2. Соответствует марке кирпича 250 | 91 кг/см2. Соответствует марке кирпича 250 | |
| Морозостойкость. Марка кирпича по морозостойкости. | 47 циклов. Марка кирпича F35 | 42 цикла. Марка кирпича F35 | 44 цикла. Марка кирпича F35 | |
| Прочность изделия в сухом состоянии. | 52,7 кг/см2 | 58,2 кг/см2 | 57,6 кг/см2 | |
| Средняя плотность. | 1730 кг/м3 | 1820 кг/м3 | 1850 кг/м3 | |
| Наличие известковых включений. | Отсутствуют повреждения после кипячения и пропаривания кирпича. |
Керамическая масса для изготовления строительного кирпича, содержащая глину и сланец, отличающаяся тем, что в качестве сланца она содержит шунгитовый сланец, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Шунгитовый сланец 16-60
Глина Остальное
