Сырьевая смесь для изготовления керамических теплоэффективных стеновых изделий

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности керамических, и может быть использовано при изготовлении стеновых теплоэффективных изделий. Техническим результатом изобретения является снижение плотности и повышение прочности изделий. Сырьевая смесь для изготовления керамических теплоэффективных стеновых изделий включает глину монтмориллонитового типа и карбонатно-кремнеземистую породу, при следующем соотношении компонентов мас.%: глина монтмориллонитового типа 30-70; карбонатно-кремнеземистая порода 30-70. Глина монтмориллонитового типа содержит в мас.%: монтмориллонит 35-46; гидрослюду 5-8; каолинит 5-7; кварц 40-45; кальцит 0,5-1,5, а карбонатно-кремнеземистая порода содержит в мас.%: кальцит 40-45; кварц 5-8; опал-кристобалит 10-20; монтмориллонит 10-15; цеолит 14-16; гидрослюду 8-12, с указанным ниже зерновым составом: размер частиц 0,5-0,063 мм - 16-20%; 0,063-0,001 мм - 70-74%; менее 0,001 - 10-15%. 1 табл.

 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности керамических, и может быть использовано при изготовлении стеновых теплоэффективных строительных изделий.

Известна смесь для изготовления стеновых керамических изделий на основе кремнисто-опаловой породы и огнеупорной глины /1/.

Недостатком известного решения является низкая прочность при сжатии изделий

Известна шихта для изготовления строительных материалов, включающая глину и нефелиновый шлам /2/.

Недостатком указанной шихты является низкая прочность строительного материала.

Известна керамическая масса для изготовления строительных изделий, включающая 90-95 вес.% легкоплавкой глины и 5-10 вес.% цеолита природного /3/.

Недостатком известной керамической массы является использование в ней редко встречающегося в природе цеолита в чистом виде. Цеолит содержит окись натрия, которая взаимодействуя с кремнеземом глинистых минералов, образует вязкую стекловидную фазу силиката натрия, повышающую в результате плотность черепка.

Известна керамическая масса для изготовления стеновых изделий, включающая глину 70-80 вес.% и отходы дробления кристаллических сланцев фракции 0,62 мм 20-30 вес.% /4/.

Недостатком указанной керамической массы является применение отходов дробления кристаллических сланцев не только как отощающей, но и спекающей добавки, способствующей увеличению плотности черепка.

Наиболее близкой к предлагаемому решению является керамическая масса для изготовления стеновых изделий, преимущественно кирпича керамического, содержащая легкоплавкую глину 70-75 мас.% и карбонатно-кремнистую цеолитсодержащую породу смешанного состава 25-30 мас.% с размером частиц менее 1 мм, при этом карбонатно-кремнистая цеолитсодержащая порода включает, мас.%: опал-кристобалит 30-45, клиноптиломит 8-25, кальцит 11-28 /5/.

Недостатком известной керамической массы является сравнительно высокая плотность изделий и недостаточно высокие их теплозащитные свойств, что существенно увеличивает материалоемкость строительства зданий.

Задача предлагаемого решения - улучшение теплозащитных свойств изделий при сохранении конструкционных характеристик, снижение материалоемкости строительства и повышение энергосбережения при эксплуатации жилых и промышленных зданий.

Техническим результатом является снижение плотности готовых изделий и повышение их теплозащитных свойств в результате улучшения формовочных свойств массы, сушильных и обжиговых свойств сырца, обеспечивающих высокую пустотность и поризацию готовых изделий.

Технический результат достигается тем, что известная керамическая масса, включающая глинистое сырье и минеральную добавку, содержит в качестве глинистого сырья глину монтмориллонитового типа следующего состава, мас%: монтмориллонит 35-46, гидрослюда 5-8, каолинит 5-7, кварц 40-45, кальцит 0,5-1,5, а в качестве минеральной добавки используют карбонатно-кремнеземистую породу следующего состава, мас%: кальцит 40-45, кварц 5-8, опал-кристобалит 10-20, монтмориллонит 10-15, цеолит 14-16, гидрослюда 8-12, и указанного ниже зернового состава: размер частиц 0,5-0,063 мм 16-20%; 0,063-0,001 мм 70-74%; менее 0,001 10-15% при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Глина монтмориллонитового типа	30-70
Карбонатно-кремнеземистая добавка	70-30

Использование глины монтмориллонитового типа в сочетании с карбонатно-кремнеземистой породой с размером частиц 0,5-0,63 мм 16-20%; 0,063-0,001 мм 70-74%; менее 0,001 мм 10-15% позволяет сформовать пластическим способом сырец с пустотностью до 50% без разрыва сплошности и сохранением формы после выхода из пресса и высушить сырец без сушильных трещин за укороченный срок

Применение мелкодисперсной карбонатно-кремнеземистой добавки состава, масс.%: кальцит 40-45, кварц 5-8, опал-кристобалит 10-20, монтморилломит 10-15, гидрослюда 8-12 в сочетании с глиной монтмориллонитового типа при указанном выше количественном соотношении обеспечивает в процессе обжига разложение карбонатов с выделением СО₂ и связывание свободного оксида кальция с образованием волластонита и других новообразований, повышающих прочность контактов частиц. Это позволяет получать пустотело-поризованную керамику с высокоэффективными теплозащитными свойствами с сохранением конструктивной прочности изделий.

Керамические изделия с пустотностью 50% изготавливали по известной технологии пластического формования.

Кермические изделия с пустотностью 27% изготавливали по известной технологии компрессионного формования.

Обжиг вели при температуре 950,1000 и 1050°С.

Конкретные примеры составов сырьевой смеси для изготовления керамических изделий и физико-механические показатели представлены в таблице.

Пример 2 выполнен при оптимальных параметрах предлагаемого решения методом пластического формования.

Примеры 1, 3 выполнены при граничных значениях параметров, соответственно, 1 - методом пластического формования и 3 - методом компрессионного формования.

Примеры 4, 5 выполнены с запредельными параметрами предлагаемого решения, соответственно, 4 - методом пластического формования и 5 - методом компрессионного формования.

Примеры 6 выполнены по прототипу методом компрессионного формования.

Из таблицы видно, что только использование приведенных в составе сочетаний компонентов и состава карбонатно-кремниземистой породы позволяют изготавливать высокопустотные керамические изделия с низкой плотностью и с высокими теплозащитными свойствами при сохранении конструкционных показателей, что обеспечивает значительно сокращение материалоемкости строительства и повышение энергосбережения при эксплуатации жилых и промышленных зданий.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо и может быть использовано при производстве изделий без каких-либо особых условий.

Источники информации

1. А.с. №403643 С04В 21/00, опубл. 1971 г.

2. А.с. №445362 С04В 33/00, опубл. 1973 г.

3. А.с. №448993 С04В 33/00, опубл.. 1975 г.

4. А.с. №1054324 С04В 33/00, опубл. 1983 г.

5. RU. №2140888 С04В 33/00, опубл. 1999 г.

Таблица
№	Глина монтмориллонит. типа. Содерж. в смеси, %	Карбонатно-кремнеземистая порода	Плотность	Прочность
		Содерж. в смеси, %	Зерновой состав, мм	Черепка, кг/м3	Изделия кг/м3	на сжатие, МПа	на изгиб, МПа
			0,5-					0,063	менее
0,063	0,001	0,001
1	70	30	20	70	10	1,34	0,67	35,47	15,7
2	50	50	18	70	12	1,21	0,60	35,84	10,69
3	30	70	16	74	10	1,14	0,77	32,89	10,14
4	75	25	25	70	5	Появляется брак в процессе ускоренной сушки
5	25	75	10	70	20	1,05	0,71	26,2	7,8
6	70	30	Менее 1,0 мм	1,67	1,30	27,6
------

Сырьевая смесь для изготовления керамических теплоэффективных стеновых изделий, включающая глинистое сырье и минеральную добавку, отличающаяся тем, что в качестве глинистого сырья содержит глину монтмориллонитового типа, состава, мас.%: монтмориллонит 35-46; гидрослюда 5-8; каолинит 5-7; кварц 40-45; кальцит 0,5-1,5, а в качестве минеральной добавки используют карбонатно-кремнеземистую породу следующего состава, мас.%: кальцит 40-45; кварц 5-8; опал-кристобалит 10-20; монтмориллонит 10-15; цеолит 14-16; гидрослюда 8-12, с указанным ниже зерновым составом: размер частиц 0,5-0,063 мм - 16-20%; 0,063-0,001 мм - 70-74%; менее 0,001 - 10-15%, при следующем соотношении компонентов, мас.%: глина монтмориллонитового типа - 30-70; карбонатно-кремнеземистая порода - 30-70.