Керамическая масса для изготовления керамического кирпича
Владельцы патента RU 2354626:
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 прочности при изгибе и морозостойкости изделий. Керамическая масса для изготовления керамического кирпича включает бейделлитовую легкоплавкую глину с верхним пределом температуры огнеупорности, близкой к температуре тугоплавких глин, золошлаковый материал с содержанием органики 15-25% и гидрослюдистую глину с содержанием гидрослюды 32% при следующем соотношении компонентов, мас.%: бейделлитовая легкоплавкая глина - 50-70; золошлаковый материал - 15-25; гидрослюдистая глина с содержанием гидрослюды 32% - 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) [1].
Недостатком указанного состава является относительно низкая морозостойкость (14-30 циклов) и прочность при сжатии (10,2-16,8 МПа).
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 // Межвузовский сборник трудов. - Самара, 2006. Вып.1: Повышение энергоэффективности зданий и сооружений. - С.88-92 ) [2]. Принят за прототип.
Недостатком указанного состава керамической массы является относительно низкая механическая прочность при сжатии (14,8-16,4 МПа).
Сущность изобретения - повышение качества строительных материалов.
Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости и механической прочности при сжатии.
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 гидрослюдистую глину с содержанием гидрослюды 32% 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;
гидрослюдистая глина с содержанием гидрослюды 32% - 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 80%.
| Таблица 1. Химические составы компонентов | ||||||||
| Компоненты | Содержание оксидов, мас.% | |||||||
| SiO2 | Al2O3 | CaO | MgO | Fe2O3 | R2O | SO3 | П.п.п. | |
| Бейделлитовая глина | 57,13 | 19,25 | 2,0 | 1,32 | 5,72 | 1,5 | 1,01 | 8,8 |
| Золошлаковый материал | 49,16 | 17,7 | 3,99 | 2,36 | 6,42 | 0,1 | 0.9 | 19,94 |
| Гидрослюдистая глина | 64,2 | 10,3 | 5,68 | 2,2 | 4,02 | 2,5 | 0,5 | 8,4 |
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 для повышения морозостойкости и механической прочности использовалась гидрослюдистая глина Даниловского месторождения Самарской области. Гидрослюдистая глина имеет огнеупорность не выше 1100°С, поэтому применение ее в составах керамических масс позволит получить морозостойкий и высокопрочный кирпич при температуре 1000°С. Химический состав гидрослюдистой глины представлен в табл.1. Минералогический состав легкоплавкой глины Даниловского месторождения представлен следующими минералами, мас.%: гидрослюда 27, кварц 30, гипс - 5, полевой шпат - 23, каолинит - 10, оксиды железа - 5.
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 1000°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 месторождения | 70 | 60 | 50 |
| Золошлаковый материал Тольяттинской ТЭЦ (Донецкий бассейн) | 15 | 20 | 25 |
| Гидрослюдистая глина Даниловского месторождения | 15 | 20 | 25 |
| Таблица 3. Физико-механические показатели кирпича | ||||
| Показатели | Составы | Прототип | ||
| 1 | 2 | 3 | ||
| Механическая прочность при сжатии, МПа | 17,8 | 18,9 | 19,8 | 14,8-16,4 |
| Морозостойкость, циклы | 72 | 78 | 84 | 25-30 |
Как видно из табл.3, кирпичи из предложенных составов имеют более высокие показатели по механической прочности и морозостойкости, чем прототип.
Полученное техническое решение при использовании гидрослюдистой легкоплавкой глины позволяет значительно повысить механическую прочность при сжатии и морозостойкость.
Использование золошлакового материала 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 гидрослюдистую глину с содержанием гидрослюды 32% 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 |
| гидрослюдистая глина с содержанием гидрослюды 32% | 15-25 |
