Керамическая масса для изготовления керамического кирпича
Владельцы патента RU 2341491:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) (RU)
Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения кирпича. Техническим результатом изобретения является повышение кислотостойкости и морозостойкости изделий. Керамическая масса для изготовления кирпича включает бейделлитовую легкоплавкую глину с верхним пределом температуры огнеупорности, близкой к температуре тугоплавких глин, золошлаковый материал с содержанием органики 15-25% и волластонитсодержащий гранулированный шлак от фосфорного производства, при следующем соотношении компонентов, мас.%: бейделлитовая легкоплавкая глина - 50-70; золошлаковый материал - 15-25; волластонитсодержащий гранулированный шлак от фосфорного производства - 15-25. 3 табл.
Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения керамического кирпича.
Известна керамическая масса для получения кирпича следующего состава, мас.%: глинистая часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд - 20-70, зола ТЭС - 30-80 / Абдрахимов Д.В. Керамический кирпич из отходов производств / Д.В.Абдрахимов, Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов. // Строительные материалы. - 1999. - №9. - С 34-35 /.
Недостатком указанного состава является относительно низкая морозостойкость (14-30 циклов).
Наиболее близкой к изобретению является керамическая масса для изготовления кирпича, включающая следующие компоненты, мас.%: бейделлитовая легкоплавкая глина с верхним пределом температуры огнеупорности, близкой к температуре тугоплавких глин - 50-70, золошлаковый материал с содержанием органики 15-25% - 30-50 / Абдрахимов В.З. Использование золы ТЭС в производстве керамического кирпича / В.З.Абдрахимов // Межвузовский сборник трудов. - Самара, 2006. Вып.1. Повышение энергоэффективности зданий и сооружений. - С.88-92. / Принят за прототип.
Недостатком указанного состава керамической массы является относительно низкая кислотостойкость.
Сущность изобретения - повышение качества строительных материалов.
Техническим результатом изобретения является повышение кислотостойкости и морозостойкости кирпича.
Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую массу, включающую бейделлитовую легкоплавкую глину с верхним пределом температуры огнеупорности, близкой к температуре тугоплавких глин, и золошлаковый материал с содержанием органики 15-25% дополнительно вводят волластонитсодержащий гранулированный шлак от фосфорного производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:
бейделлитовая легкоплавкая глина с верхним пределом температуры огнеупорности, близкой к температуре тугоплавких глин - 50-70;
золошлаковый материал с содержанием органики 15-25% - 15-25;
волластонитсодержащий гранулированный шлак от фосфорного производства с содержанием СаО 50,8% - 15-25.
В качестве основного глинистого сырья для производства керамического кирпича использовалась глина Образцовского месторождения Самарской области. Глина Образцовского месторождения характеризуется как среднедисперсная, преимущественно с низким содержанием мелких и средних включений, представленных кварцем, железистыми минералами, гипсом и карбонатными включениями, химический состав представлен в табл.1. Основным породообразующим минералом глины является бейделлит, среднее содержание которого составляет до 70%.
| Таблица 1 Химические составы компонентов | ||||||||
| Компоненты | Содержание оксидов, мас.% | |||||||
| SiO2 | Al2О3 | СаО | MgO | Fe2О3 | R2О | SO3 | п.п.п | |
| Бейделлитовая глина Образцовского месторождение | 57,13 | 19,25 | 2,0 | 1,32 | 5,72 | 1,5 | 1,01 | 8,8 |
| Золошлаковый материал Тольяттинской ТЭЦ (Донецкий бассейн) | 49,16 | 17,7 | 3,99 | 2,36 | 6,42 | 0,1 | 0.9 | 19,94 |
| Волластонитсодержащий гранулированный шлак от фосфорного производства | 40-47 | 1-4 | 50,8 | 5,7 | 0,5-1 | 0,4-2 | 0,8-1,1 | 8,7 |
По гранулометрическому составу глина Образцовского месторождения относится к группе среднедисперсного сырья, высокочувствительного к сушке, и характеризуется высокой усадкой образцов, а по пластичности относится к среднепластичной, число пластичности которой колеблется в пределах 15-24.
В качестве отощителя и выгорающей добавки для производства керамического кирпича использовался золошлаковый материал, химический состав которого представлен в табл.1, а в качестве кальцийсодержащего компонента использовался волластонитсодержащий гранулированный шлак от фосфорного производства. Химический состав гранулированного шлака представлен в табл.1. По минералогическому составу шлак в основном состоит из волластонита (70-75%). Гранулометрический состав шлака следующий: 5 мм - 0,7%; 2,5 мм - 18,2%; 1,25 мм - 30,8%; 0,63 мм - 18,2%; 0,315 мм - 13,2%; 0,14 мм - 9,5%; менее 0,14 мм - 9,4%
Волластонит, как известно, снижает усадку и деформационные искривления образцов. При высоких температурах (1050°С) реакция с волластонитом интенсифицируется и образуются уплотняющие легкоплавкие соединения, эвтектики и стекла.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Керамическую массу готовили пластическим способом при влажности 20-24%, из которой формовали кирпич, высушивали кирпич-сырец до влажности не более 8% и затем обжигали при температуре 1050°С. В табл.2 приведены составы керамических масс, а в табл.3 физико-механические показатели кирпича.
| Таблица 2 Составы керамических масс | |||
| Компоненты | Содержание компонентов, мас.% | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| Бейделлитовая глина Образцовского месторождение | 70 | 60 | 50 |
| Золошлаковый материал Тольяттинской ТЭЦ (Донецкий бассейн) | 15 | 20 | 25 |
| Волластонитсодержащий гранулированный шлак от фосфорного производства | 15 | 20 | 25 |
| Таблица 3 Физико-механические показатели кирпича | ||||
| Показатели | Составы | Прототип | ||
| 1 | 2 | 3 | ||
| Кислотостойкость, % | 85,8 | 89,8 | 91,7 | 78,2-82,4 |
| Морозостойкость, циклы | 67 | 77 | 83 | 25-30 |
| Усадка, % | 2,4 | 2,8 | 3,1 | 6,5-6,8 |
Как видно из табл.3 кирпичи из предложенных составов имеют более высокую кислотостойкость и морозостойкость, чем у прототипа.
Полученное техническое решение при использовании волластонитсодержащего гранулированного шлака от фосфорного производства позволяет значительно увеличить кислотостойкость и морозостойкость. Кроме того, введение в состав керамических масс волластонитсодержащего гранулированного шлака от фосфорного производства позволяет значительно снизить усадку кирпича.
Использование техногенного сырья при получении кирпича способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды и расширению сырьевой базы для керамических материалов.
Керамическая масса для изготовления керамического кирпича, включающая бейделлитовую легкоплавкую глину с верхним пределом температуры огнеупорности, близкой к температуре тугоплавких глин, и золошлаковый материал с содержанием органики 15-25%, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит волластонитсодержащий гранулированный шлак от фосфорного производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| бейделлитовая легкоплавкая глина с верхним | |
| пределом температуры огнеупорности, | |
| близкой к температуре тугоплавких глин | 50-70 |
| золошлаковый материал с содержанием органики 15-25% | 15-25 |
| волластонитсодержащий гранулированный шлак | |
| от фосфорного производства | 15-25 |
