Керамическая масса полусухого прессования для изготовления кирпича
Владельцы патента RU 2440950:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (СГАУ) (RU)
Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения керамического кирпича. Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости и прочности изделий. Керамическая масса полусухого прессования для изготовления кирпича включает легкоплавкую глину и горелые породы, образовавшиеся после самовозгорания горючих сланцев, при следующем соотношении компонентов, мас.%: легкоплавкая глина - 50-80; горелые породы, образовавшиеся после самовозгорания горючих сланцев - 20-50. 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 низкая морозостойкость (14-30 циклов).
Наиболее близкой к изобретению является керамическая масса для изготовления кирпича, включающая следующие компоненты, мас.%: легкоплавкая глина - 50-90, металлургический шлак - 10-50 / Агафонова Н.С. Оптимизация состава керамических масс по механическим свойствам кирпича / Н.С.Агафонова, В.З.Абдрахимов, Е.С.Абдрахимова, В.П.Долгий // Известия вузов. Строительство. - 2005. - №5. - С.53-58. Принят за прототип.
Недостатком указанного состава керамической массы является относительно низкие морозостойкость (30-55 циклов) и механическая прочность на сжатие (13,2-18 МПа).
Сущность изобретения - повышение морозостойкости и механической прочности кирпича.
Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости и механической прочности кирпича.
Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую массу, включающую легкоплавкую глину, дополнительно вводят горелые породы, образовавшиеся после самовозгорания горючих сланцев при следующем соотношении компонентов, мас.%:
легкоплавкая глина 50-80
горелые породы, образовавшиеся после самовозгорания
горючих сланцев 20-50.
В качестве отощителя для изготовления керамического кирпича использовались горелые породы, образовавшиеся после самовозгорания горючих сланцев. Горелые породы образуются в местах добычи сланцев. Сланец, который не удалось в процессе добычи отделить от пустой породы, направляется в отвал. В терриконах при совместном хранении пустых пород и сланцев за счет повышенного количества в смешанных отвальных массах органических соединений происходит самовозгорание, которое приводит к образованию большого количество отхода - горелых пород. Горелые породы представляют собой продукт низкотемпературного обжига при самовозгорании породы (смесь глины и сланцев) в терриконах в окислительной среде. Количество горелых пород в терриконах составляет от 75 до 90% от объема отвала. Химический состав горелых пород, образовавшихся после самовозгорания горючих сланцев, представлен в таблице 1.
| Таблица 1 | ||||||
| Химический состав горелых пород, образовавшихся после самовозгорания горючих сланцев | ||||||
| SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | SO3 | R2O | п.п.п. |
| 39-40 | 12-13 | 7-8 | 19-19,5 | 6-7 | 0,5-1 | 14-15 |
Горелые породы хотя и являются отходами производства, но по химическому составу идентичны алюмосиликатному природному сырью для производства стеновых керамических материалов, что позволяет использовать их в производстве кирпича как основного компонента шихты.
Горелые породы в отличие от глинистых компонентов не обладают пластичностью и связующей способностью, поэтому керамические материалы на их основе требуют использование пластических компонентов.
Повышенные содержания в горелых породах:
1) п.п.п. (потерь при прокаливании) способствует обжигу кирпича изнутри;
2) оксидов железа и кальция спеканию при относительно невысоких температурах (1000-1050°С);
3) оксида алюминия повышению прочности и морозостойкости.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, представлены ниже. Из керамической массы влажностью 8-12% прессовали кирпич, который обжигали при температуре 1050°С. В таблице 2 приведены составы керамических масс, а в таблице 3 - физико-механические показатели кирпича.
| Таблица 2 | ||||
| Составы керамических масс | ||||
| Компоненты | Содержание компонентов, мас.% | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| легкоплавкая глина | 80 | 70 | 60 | 50 |
| горелые породы, образовавшиеся после самовозгорания горючих сланцев | 20 | 30 | 40 | 50 |
| Таблица 3 | |||||
| Физико-механические показатели кирпича | |||||
| Показатели | Составы | Прототип | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||
| Предел прочности при сжатие, МПа | 18,2 | 18,8 | 19,4 | 19,7 | 13,2-18,0 |
| Морозостойкость, циклы | 57 | 62 | 65 | 70 | 30-55 |
| Усадка, % | 6,5 | 6,6 | 6,8 | 6,9 | 6,7-8,5 |
| Плотность, кг/м3 | 1880 | 1830 | 1760 | 1710 | - |
Как видно из таблицы 3, кирпичи из предложенных составов имеют более высокие показатели по прочности и морозостойкости, чем прототип.
Полученное техническое решение при использовании горелых пород, образовавшихся после самовозгорания горючих сланцев, позволяет повысить прочность и морозостойкость кирпича.
Использование отходов производств при получении кирпича полусухого прессования способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды, расширению сырьевой базы для керамических материалов.
Керамическая масса полусухого прессования для изготовления кирпича, включающая легкоплавкую глину, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит горелые породы, образовавшиеся после самовозгорания горючих сланцев, при следующем соотношении компонентов, мас.%: легкоплавкую глину 50-80; горелые породы, образовавшиеся после самовозгорания горючих сланцев 20-50.
