Сырьевая смесь и способ изготовления керамических изделий
Владельцы патента RU 2445288:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к производству строительной керамики и может быть использовано для изготовления кирпича и камня. Техническим результатом изобретения является повышение прочности при сжатии в водонасыщенном состоянии и морозостойкости изделий. Сырьевая смесь для изготовления керамических изделий включает закарбонизованный суглинок и кремнеземистую гранулированную добавку, изготовленную из микрокремнезема и кислот жирных талловых омыленных, при следующем соотношении компонентов мас.%: закарбонизованный суглинок - 95,2-97,1; микрокремнезем - 1,7-2,8; кислоты жирные таловые омыленные - 1,2-2,0. 2 н.п. ф-лы, 1 пр., 2 табл.
Изобретение относится к производству строительной керамики, например кирпича, и может быть использовано для изготовления кирпича и камня.
Наиболее близкой к предлагаемой сырьевой смеси по техническому результату и достигаемому эффекту является сырьевая смесь, включающая в мас.%: суглинок 83,5…94,5, уплотненный микрокремнезем 5…15, моющее средство «Тайга» 0,5…1,5 [Патент РФ №2228309, С04В 33/00, 35/16].
Недостатком указанной смеси являются относительно низкие прочность в водонасыщенном состоянии и морозостойкость изделий.
Технический результат - повышение прочности при сжатии в водонасыщенном состоянии и морозостойкости материала.
Технический результат достигается тем, что сырьевая смесь содержит в качестве кремнеземистой добавки - гранулированную добавку, полученную путем пропуска через дырчатые вальцы смеси микрокремнензема и кислот жирных талловых омыленных, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| закарбонизованный суглинок | 95,2…97,1 |
| микрокремнезем | 1,7…2,8 |
| кислоты жирные таловые омыленные | 1,2…2,0 |
Закарбонизованный суглинок Анзебинского месторождения содержит 20-25 мас.% кальцита и доломита и имеет следующий химический состав, мас.%: SiO2 - 54,34; Al2O3 - 12,44; TiO2 - 0,71; Fe2O3 - 3,84; FeO - 1,43; CaO - 5,84; MgO - 5,44; Na2O - 2,0; K2O - 2,66; потери при прокаливании - 10,36.
Микрокремнезем производства кристаллического кремния является ультрадисперсным отходом с удельной поверхностью 25…34 м/г3, с содержанием аморфного оксида кремния до 93 мас.% и насыпной плотностью 150…250 кг/м3. Химический состав микрокремнезема (в мас.%): SiO2 - 86…93; Fe2O3 - 0,14…1,28; MgO - 1,03…1,20; Na2O - 0,39…0,46; K2O - 0,28…0,42; Al2O3 - 0,7…1,05; CaO - 0,26…0,44; потери при прокаливании - 3,7…5,29.
Кислоты жирные талловые омыленные образуются в результате переработки хвойной древесины на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности (Филиал ОАО «Группа «Илим» в Братском районе ЦП-2) и представляют собой железообразный продукт желтого цвета с различными оттенками, состоящий из натриевых солей природных растительных жиров фракции С16-С22 (ТУ 13-7308058-15-90).
При обжиге изделий выгорание органической составляющей добавки приводит к микроразогреву частиц микрокремнезема, который вступает во взаимодействие с глинистой матрицей и образует на поверхности пор долговечные кальцийсодержащие соединения (диопсид, анартит), а также силикаты и алюмосиликаты кальция, способные к гидратному твердению. При увлажнении изделий в процессе эксплуатации силикаты и алюмосиликаты кальция гидратируются и упрочняют стенки пор материала. Прочность при сжатии и морозостойкость изделий при этом возрастают.
Наиболее близким к предлагаемому способу изготовления керамических изделий по технической сущности достигаемому эффекту является способ, включающий приготовление кремнеземистой добавки путем гранулирования микрокремнезема на тарельчатом грануляторе при подаче водного раствора моющего средства «Тайга», смешивание закарбонизованного суглинка с добавкой, формование, сушку и обжиг [Патент РФ №2228309, С 04 В 33/00, 35/16].
Недостатком указанного способа являются относительно низкие показатели прочности в водонасышенном состоянии и морозостойкости изделий.
Технический результат - повышение прочности при сжатии в водонасыщенном состоянии и морозостойкости материала.
Технический результат достигается тем, что способ изготовления керамических изделий включает приготовление кремнеземистой добавки путем пропуска через дырчатые вальцы смеси микрокремнезема и кислот жирных талловых омыленных смешивание суглинка с гранулированной добавкой, полученной; формование; сушку и обжиг при 900°С.
ПРИМЕР:
Изготовление материала осуществляется следующим образом. Приготавливается пластичная смесь из микрокремнезема и кислот жирных талловых омыленных (в соотношении 1:0,7 по массе) и пропускается через дырчатые вальцы. Полученная гранулированная добавка смешивается с закарбонизованным суглинком. Масса при необходимости доувлажняется до формовочной влажности (18…20%). Отформованные пластическим способом изделия сушат при 60…80°С и обжигают при 900°С.
Составы сырьевых смесей и физико-технические характеристики изделий приведены в табл.1 и 2.
| Таблица 1 | |||
| Компоненты | Содержание ингредиентов в составе (мас.%) | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| Закарбонизованный суглинок | 97,10 | 96,00 | 95,20 |
| Микрокремнезем | 1,70 | 2,35 | 2,80 |
| Кислоты жирные талловые омыленные | 1,20 | 1,65 | 2,00 |
| Таблица 2 | ||||
| Показатель | Состав | Прототип | ||
| 1 | 2 | 3 | ||
| Прочность при сжатии, МПа | 28,2 | 30,1 | 32,5 | 30,0-35,4 |
| Средняя плотность, кг/м3 | 1740 | 1720 | 1730 | 1710-1790 |
| Морозостойкость, циклов | 100 | 100 | 100 | 75 |
| Водопоглощение, мас.% | 17,3 | 18,5 | 17,8 | 18,5-20,6 |
| Прочность при сжатии в водонасышенном состоянии, МПа | 31,2 | 33,3 | 32,5 | 20,4-28,3 |
| Температура обжига, °С | 900 | 900 | 900 | 950 |
1. Сырьевая смесь для изготовления керамических изделий, включающая закарбонизованный суглинок и кремнеземистую добавку, отличающаяся тем, что в качестве добавки используется гранулированная добавка, изготовленная из микрокремнезема и кислот жирных талловых омыленных, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| закарбонизованный суглинок | 95,2-97,1 |
| микрокремнезем | 1,7-2,8 |
| кислоты жирные таловые омыленные | 1,2-2,0 |
2. Способ изготовления керамических изделий, включающий приготовление кремнеземистой добавки, смешивание добавки с суглинком, формование, сушку и обжиг, отличающийся тем, что при использовании сырьевой смеси по п.1 гранулированную добавку получают путем пропуска через дырчатые вальцы смеси микрокремнезема и кислот жирных талловых омыленных, а обжиг производят при 900°С.
