Керамическая масса


 


Владельцы патента RU 2496742:

ФГУП Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых (RU)

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для производства строительной керамики, преимущественно кирпича и облицовочных керамических камней. Техническим результатом изобретения является повышение прочности при сжатии изделий. Керамическая масса включает легкоплавкую глину и техногенный отход с размерами частиц меньше 0,315 мм, состоящий из золы-уноса ТЭС - 80 мас.% и пылеуноса печей кальцинации глинозема - 20 мас.%, с соотношением SiO2:Аl2О3=1:1, при следующем соотношении компонентов, мас.%: легкоплавкая глина - 85-90; указанный техногенный отход - 10-15. 1 пр., 5 табл.

 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для производства строительной керамики, преимущественно кирпича и облицовочных керамических камней.

Известна керамическая масса для изготовления кирпича, включающая, мас.%: глина 92-98, отходы обогащения медных руд 2-8. (Патент РФ №2099306, МПК 6 С04В 33/00, опубл. 20.12.1997).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известных керамических масс, относится то, что изделия из известной керамической массы обладают невысокими прочностными характеристиками.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип (Патент РФ 2272798, МПК С04В 33/00, опубл. 27.03.2006), является состав керамической массы для изготовления стеновых изделий (кирпичей, камней), содержащей, мас.%: суглинок тяжелый 72-80, глина 10-17 и мелкодисперсный тугоплавкий отход производства - слюдосодержащий кварцевый песок фракции 0-0135 мм 95-98.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известной керамической массы, относится то, что изделия из нее обладают невысоким пределом прочности при сжатии.

Прочность при сжатии обожженного кирпича составляет 25,1-32,5 МПа, что не позволяет получать высокопустотные (50% и выше) и высокомарочные (не ниже M125) изделия.

С учетом повышенных требований по теплоизоляционным характеристикам к стеновым изделиям необходимо выпускать высокопустотные кирпичи и блоки, но с высокими показателями механической прочности при сжатии.

Задачей изобретения является получение керамических стеновых материалов с высокими прочностными характеристиками.

Технический результат - повышение предела прочности при сжатии.

Указанный технический результат достигается тем, что при осуществлении изобретения в известной керамической массе, включающей глинистое сырье и мелкодисперсную тугоплавкую добавку с размерами частиц меньше 0,315 мм, особенность заключается в том, что в качестве глинистого сырья используют легкоплавкую глину, а в качестве мелкодисперсной тугоплавкой добавки - техногенный отход, состоящий из золы-уноса ТЭС, (мас.%) - 80 и пылеуноса печей кальцинации глинозема - 20, с соотношением SiO2:Al2O3=1:1 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Легкоплавкая глина 85-90
указанный техногенный отход 10-15

Использование указанных компонентов приводит к улучшению спекаемости двухкомпонентной сырьевой смеси, что объясняется: а) повышенным содержанием (17,20-18,87%) в ней по сравнению с прототипом (11,46-12,02%) оксида алюминия; б) присутствием в техногенном отходе оксида алюминия аморфной формы; в) оптимальным соотношением общего оксида алюминия с диоксидом кремния, равным 1:1. В результате обжига такой сырьевой смеси образуется более высокопрочная мелкопористая кристаллическая структура из силикатных соединений, что и приводит к повышению прочности при сжатии керамических изделий.

Сопоставительный анализ с прототипом показал, что заявляемая керамическая масса от известной отличается новыми компонентами, а именно мелкодисперсной тугоплавкой добавкой - техногенного отхода, состоящего из золы-уноса ТЭС и пылеуноса печей кальцинации глинозема, взятых в соотношении мас.%: 80:20 с соотношением SiO2:Al2O3=1:1 и легкоплавкой глиной. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "Новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "Изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного вещества. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "Изобретательский уровень".

Примеры, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Вещества, используемые в заявленной массе:

Глина Аксубаевского месторождения (Республика Татарстан) легкоплавкая, с содержанием оксида алюминия от 12,0 до 16,0%, среднепластичная, полукислая, низкодисперсная, среднечувствительная к сушке.

Техногенный отход, содержащий, мас.%: зола-унос ТЭС (SiO2 59,32 и Al2O3 36,76) - 80 и пылеунос печей кальцинации глинозема (SiO2 0,20 и Al2O3 90,44) - 20, с соотношением SiO2:Al2O3=1:1, показатель огнеупорности - 1570°С, с размерами частиц менее 0,315 мм, в том числе фракции 0,1-0,315 мм - 20,7%, 0,08-0,1 мм - 16,1%, 0,063-0,08 мм - 27,9 мм, <0,063 мм - 35,3%. По данным рентгенофазового анализа отход содержит примесь аморфного оксида алюминия.

Пример 1

В таблице 1 приведен химический состав используемых в данном примере легкоплавкой глины и техногенного отхода с соотношением SiO2:Al2O3=1:1, получаемый путем смешения (мас.%) золы-уноса ТЭС - 80 и пылеуноса печей кальцинации глинозема - 20.

Изделия из заявленной керамической массы изготавливают по общепринятой технологии керамического производства - способом полусухого прессования или пластического формования.

Подготовка глинистого сырья при пластическом способе включает в себя сушку сырья, дробление на щековой дробилке, замачивание водой из расчета получения нормальной формовочной влажности, вылеживание массы в течение суток.

При полусухом способе прессования из увлажненной массы получают гранулы на шнековом смесителе диаметром 10 мм, сушат их при 100-110°С до влажности 9-11%, измельчают гранулы и получают пресс-порошок с влажностью 7-10%, состоящий из двух примерно одинаковых в количественном отношении фракций с размером частиц от 2,5 до 1,25 мм и менее 1,25 мм.

Техногенный отход указанного выше химического состава, т.е. с соотношением SiO2:Al2O3=1:1, получают путем смешения 80% золы-уноса ТЭС и 20% пылеуноса печей кальцинации глинозема, который сушат, измельчают до размеров частиц менее 0,315 мм, затем добавляют в подготовленную глину (или пресс-порошок), тщательно перемешивают и полученную шихту выдерживают в течение 2 суток.

Формование образцов при полусухом прессовании проводят при давлении 30-35 МПа. Сушат образцы в сушильной камере при 35-80°С, обжигают в печах при температуре 1000-1050°С.

В таблице 2 приведены составы керамической массы для изготовления керамических изделий.

Таблица 2
Наименование исходных компонентов Содержание компонентов, мас.%
Номер состава
1 2 3 4
Легкоплавкая глина 95 90 85 80
Техногенный отход 5 10 15 20

В таблице З приведена прочность при сжатии готовых изделий, полученных из заявленной керамической массы.

Таблица 3
Физико-механические показатели изделий Номер состава Прототип
1 2 3 4
Прочность при сжатии, МПа 30,4-33,1 40,5-47,1 35,6-39,5 23,1-28,2 25,1-32,5

Из приведенных данных следует, что оптимальные значения прочности при сжатии изделий достигаются при соотношении компонентов, приведенных в составах №2 и №3, т.е. при соотношении глина:отход, равном 90:10 и 85:15.

В таблице 5 показано влияние размеров частиц техногенного отхода на прочность при сжатии, в получаемых изделиях из керамической массы для состава №2 и №3.

Таблица 5
Размеры частиц техногенного отхода Прочность при сжатии, МПа
Меньше 0,315 мм 35,6-39,5
Больше 0,315 мм 30,4-32,2

Как следует из данных таблицы 5, оптимальным размером частиц техногенного состава является менее 0,315 мм, т.к. мелкие частицы равномерно распределяются по объему глиномассы - становится более гомогенизированной и физико-химические процессы протекают более интенсивно, что способствует получению достаточно прочных образцов. При введении в глину техногенного отхода с размером частиц более 0,315 мм значение прочности образцов при сжатии снижается.

Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленную керамическую массу при его осуществлении, предназначено для использования в промышленности, а именно в производстве строительных материалов;

- заявленная керамическая масса обеспечивает достижение усматриваемого заявителем технического результата, а именно - увеличение прочности изделий при сжатии;

- для заявленной керамической массы в том виде, как она охарактеризована в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность ее получения с помощью описанных в заявке примеров.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "Промышленная применимость".

Использование заявляемого изобретения позволит производить кирпич с высокими прочностными характеристиками. Прочность на сжатие у кирпича из заявляемой керамической массы в 1,1-1,4 раза выше, чем у прототипа.

Керамическая масса, включающая глинистое сырье и мелкодисперсную тугоплавкую добавку с размерами частиц меньше 0,315 мм, отличающаяся тем, что в качестве глинистого сырья используют легкоплавкую глину, а в качестве мелкодисперсной тугоплавкой добавки - техногенный отход, состоящий из золы-уноса ТЭС - 80 мас.% и пылеуноса печей кальцинации глинозема - 20 мас.%, с соотношением SiO2:Аl2О3=1:1, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

легкоплавкая глина 85-90
указанный техногенный отход 10-15



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к производству облицовочной золокерамической плитки. Техническим результатом изобретения является снижение температуры обжига изделий.
Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения кислотоупоров. Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости и термостойкости кислотоупоров, которые достигаются добавлением алюмосодержащих шлаков от производства металлического хрома в составы керамических масс на основе необогащенного каолина при следующем соотношении компонентов, мас.%: необогащенный каолин 50-80, алюмосодержащие шлаки от производства металлического хрома с содержанием мас.%: 20-50, состав шлака мас.%: SiO2 - 5,5; Аl2O3 - 76,4; Fе2O3 - 1,35; CaO - 7,8; Cr2О3 - 7,3; R2O - 1,3.
Изобретение относится к керамическим материалам и составам масс для производства кирпича. Техническим результатом изобретения является повышение прочности при сжатии изделий.
Изобретение касается составов керамических масс (каменного товара), которые могут быть использованы в производстве изделий декоративно-художественного и хозяйственно-бытового назначения.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам сырьевых смесей для изготовления строительных теплоизоляционных материалов.
Изобретение относятся к промышленности строительных материалов и касается составов масс для производства кирпича. Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости изделий.
Изобретение относится к керамическим массам, которые могут быть использованы для изготовления облицовочных плит. Технический результат изобретения заключается в повышении морозостойкости керамической плитки.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касается составов керамических масс для производства кирпича. Техническим результатом изобретения является снижение температуры обжига изделий.
Изобретение относится к составам сырьевых смесей, которые могут быть использованы в производстве облицовочной плитки. Техническим результатом изобретения является снижение температуры обжига изделий.
Изобретение относится к области строительных материалов, в частности к пористым заполнителям для бетонов. Керамическая композиция для производства пористого заполнителя включает, мас.%: твердый нефтесодержащий продукт сепарации нефтешлама - нефтяной кек 10-30, межсланцевая глина с содержанием, мас.%: SiO2 - 38,3; Al2O3 - 17,4; Fe2O3 - 8,8; CaO - 6,2; MgO - 2,5; R2O - 4,1; п.п.п.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касается составов керамических масс для производства кирпича. Техническим результатом изобретения является снижение температуры обжига изделий. Керамическая масса для производства кирпича содержит глину, уголь, измельченный брак кирпича после сушки, кварцевый песок, сульфитно-дрожжевую бражку, карбоксиметилцеллюлозу и измельченную макулатуру при следующем соотношении компонентов, мас.%: глина - 81,2-87,1; уголь - 1-1,5; измельченный брак кирпича после сушки - 0,1-1,0; кварцевый песок - 10-14; сульфитно-дрожжевая бражка - 1-1,5; карбоксиметилцеллюлоза - 0,3-0,5; измельченная макулатура - 0,3-0,5. 1 табл.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касается составов керамических масс для изготовления стеновых материалов. Техническим результатом изобретения является повышение прочности изделий. Керамическая масса для изготовления стеновых материалов содержит гидрослюдистую монтмориллонитовую глину, каолин, шлак ТЭС, волластонит, оксид цинка и кварцевый песок при следующем соотношении компонентов, мас.%: гидрослюдистая монтмориллонитовая глина - 77,8-79,8; каолин - 3,0-4,0; шлак ТЭС - 6,0-8,0; волластонит - 3,0-4,0; оксид цинка - 0,2-0,3; кварцевый песок - 6,0-8,0. 1 табл.
Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано в технологии изделий стеновой керамики, в частности керамических кирпича и камней. Техническим результатом является снижение средней плотности и повышение прочности и морозостойкости изделий. Сырьевая смесь для изготовления стеновой керамики включает шламистую часть отходов обогащения железных руд, глину и тонкомолотый стеклобой, при следующем соотношении компонентов, мас.%: глина - 10-20; отходы обогащения железных руд - 70-85; стеклобой - 5-10. 2 н.п. ф-лы, 1 пр., 3 табл.
Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов керамических масс для производства керамического кирпича, черепицы. Керамическая масса содержит следующие компоненты, мас.%: лессовидный суглинок 89,8-90,8; каолин 2,0-3,0; оксид цинка 0,2-0,3; зола-унос 6,0-8,0. Технический результат изобретения - повышение морозостойкости изделий. 1 табл.
Изобретение относится к производству облицовочной золокерамической плитки. Техническим результатом изобретения является снижение температуры обжига изделий. Сырьевая смесь для изготовления облицовочной золокерамической плитки содержит каменноугольную золу, глину, кварцевый песок, сульфитно-спиртовую бражку и фосфогипс при следующем соотношении компонентов, мас. %: каменноугольная зола - 20,0-25,0; глина - 65,0-66,5; кварцевый песок - 5,0-10,0; сульфитно-спиртовая бражка - 1,0-1,5; фосфогипс - 2,5-3,5. 1 табл.
Изобретение относится к составам сырьевых смесей для изготовления плитки, предназначенной для наружной облицовки зданий. Сырьевая смесь для изготовления плитки включает, мас.%: суглинок 80,7-83,4; полуводный гипс 0,1-0,2; золошлаковый отход ТЭС 13,0-15,0; хлорид натрия 0,1-0,2; древесные опилки 0,2-0,3; каолин 3,0-4,0. Технический результат заключается в повышении морозостойкости изделий, полученных из сырьевой смеси. 1 табл.
Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов керамических масс для производства керамического кирпича. Керамическая масса содержит, мас.%: лессовидный суглинок 81,7-84,3; угольная мелочь 1,5-2,5; зола-унос ТЭС 11,0-13,0; кремнегель 0,8-1,2; каолин 0,8-1,2; бентонит 0,8-1,2. Технический результат заключается в повышении морозостойкости изделий, полученных из керамической массы. 1 табл.
Изобретение относится к составам сырьевых смесей для изготовления плитки, предназначенной для наружной облицовки зданий. Сырьевая смесь для изготовления плитки включает, мас.%: суглинок 68,4-72,4; золошлаковый отход ТЭС 13,0-15,0; хлорид натрия 0,7-1,0; древесные опилки 0,4-0,6; карбоксиметилцеллюлоза 0,2-0,3; измельченный стеклобой 13,0-15,0. Технический результат заключается в повышении морозостойкости изделий, полученных из сырьевой смеси. 1 табл.
Изобретение относится к составам керамических масс для изготовления кирпича, плитки, изразцов. Керамическая масса содержит следующие компоненты, мас.%: огнеупорная глина 36,0-40,0; глинозем 4,0-6,0; шамот 20,0-24,0; бентонит 4,0-6,0; костяная зола 6,0-8,0; циркон 22,0-24,0. Технический результат изобретения - повышение прочности изделий из керамической массы. 1 табл.
Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы в производстве облицовочной плитки, черепицы. Техническим результатом изобретения является повышение прочности изделий. Керамическая масса включает глину, стеклокоролек, сульфитно-спиртовую бражку, кварцевый песок и тальк при следующем соотношении компонентов, мас. %: глина - 67,85-74,85; стеклокоролек - 2,0-3,0; сульфитно-спиртовая бражка - 0,1-0,15; кварцевый песок - 11,0-15,0; тальк - 11,0-15,0. 1 табл.
Наверх