Керамическая композиция для изготовления легковесного кирпича
Владельцы патента RU 2508269:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) (RU)
Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения легковесного кирпича. Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости и снижение теплопроводности изделий. Керамическая композиция для изготовления легковесного кирпича включает золошлаковый материал и межсланцевую глину с содержанием, мас.%: SiO2 - 41,3; Аl2О3 - 14,4; Fe2O3 - 6,8; СаО - 9,2; MgO - 2,5; R2O - 4,1; п.п.п. - 20,2, при следующем соотношении компонентов, мас. %: межсланцевая глина - 50-70; золошлаковый материал - 30-50. 3 табл.
Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения легковесного кирпича.
Известна керамическая масса для получения кирпича следующего состава, мас.%: умеренно-пластичный лессовидный суглинок - 50-80, золошлаковый отход электростанции с содержанием горючего вещества более 35% - 10-25, среднепластичная легкоплавкая глина - 10-25 / Абдрахимов, В.З. Авторское свидетельство №1766876. СССР SU, C04B 33/00. Керамическая масса для изготовления кирпича /В.З.Абдрахимов, Ю.М.Макрушин, Ч.С.Оразаев, К.Т.Туркстанов. - Опубл. 07.10.92. Бюл. №37/[1].
Недостатком указанного состава является относительно низкая морозостойкость (55-81 циклов).
Наиболее близкой к изобретению является керамическая масса для изготовления легковесного кирпича, включающая следующие компоненты, мас.%: бейделлитовая глина - 70, золошлаковый материал - 30 /Абдрахимов В.З. Исследование теплопроводности теплоизоляционных изделий на основе бейделлитовой глины и золошлакового материала / В.З.Абдрахимов, В.А.Михеев, Е.С.Абдрахимова // Новые огнеупоры. -2011. - №7. - С.50-52 / [2]. Принят за прототип.
Недостатком указанного состава керамической массы является относительно высокая теплопроводность - 0,179-0,215 Вт/(м·°С).
Сущность изобретения - получение из отходов производств без применения природного традиционного сырья легковесного кирпича и повышение его качества.
Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости и снижение теплопроводности легковесного кирпича.
Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую массу, включающую золошлаковый материал, дополнительно вводят межсланцевую глину с содержанием, мас.%: SiO2 - 41,3; Al2O3 - 14,4; Fe2O3 - 6,8; СаО - 9,2; MgO - 2,5; R2O - 4,1; п.п.п. - 20,2, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| межсланцевая глина | 50-70 |
| золошлаковый материал | 30-50 |
Межсланцевая глина образуется при добыче горючих сланцев на сланцеперерабатывающих заводах (на шахтах). Межсланцевая глина является отходом горючих сланцев. По числу пластичности межсланцевая глина относится к высокопластичному глинистому сырью (число пластичности 27-32) с истинной плотностью 2,55-2,62 г/см3. Химический состав межсланцевой глины представлен в таблице 1.
| Таблица 1 | ||||||||
| Химический состав компонентов | ||||||||
| Компоненты | Содержание, мас. % | |||||||
| SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | СаО | MgO | R2O | SO3 | п.п.п. | |
| Межсланцевая глина | 41,3 | 14,4 | 6,8 | 9,2 | 2,5 | 4,1 | - | 20,2 |
| Золошлаковый материал | 48,15 | 16,70 | 7,42 | 3,99 | 2,36 | 0,10 | 0,90 | 20,84 |
Межсланцевая глина для получения легковесного кирпича используется в качестве глинистого компонента. Имея повышенное содержание п.п.п. (потери при прокаливании более 20%, таблица 1), межсланцевая глина способствует получению легковесного кирпича с низкой плотностью, а повышенное содержание Fe2O3 и R2O способствует спеканию изделий при относительно невысоких температурах.
В качестве отощителя и выгорающей добавки для получения легковесного кирпича использовался золошлаковый материал Тольяттинской ТЭС. Химический состав золошлакового материала представлен в таблице 1. Минералогический состав золошлакового материала, мас. %: аморфизованное глинистое вещество - 10-20; огранка - 20-25; стекловидные шарики - 45-65; кварц и полевой шпат - 5-15; кальцит - 3-5; гидрогранаты, муллит и оксиды железа - 5-10; примеси - 3-7.
Имея повышенное содержание огранки, золошлаковый материал может использоваться в производстве керамических материалов и в качестве выгорающей добавки. Золошлаковый материал имеет высокую температуру плавления (140-1450°С), низкую кажущуюся плотность (600-700 кг/м3) и хорошие теплоизоляционные свойства.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Сырьевые компоненты измельчали до прохождения сквозь сито 1,0 мм, затем компоненты тщательно перемешивали. Керамическую массу готовили пластическим способом при влажности 20-24% (в зависимости от содержания глинистого компонента), из которой формовали кирпич, высушивали кирпич-сырец до влажности не более 8% и затем 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 | |
| Межсланцевая глина | 70 | 60 | 50 |
| Золошлаковый материал | 30 | 40 | 50 |
| Таблица 3 | ||||
| Физико-механические показатели кирпича | ||||
| Показатели | Составы | Прототип | ||
| 1 | 2 | 3 | ||
| Плотность, кг/м3 | 1380 | 1240 | 1210 | - |
| Морозостойкость, циклы | 89 | 87 | 83 | - |
| Механическая прочность на сжатие, МПа | 18,2 | 17,1 | 16,1 | - |
| Теплопроводность, Вт/(м·°С) | 0,168 | 0,152 | 0,134 | 0,179-0,215 |
Как видно из таблицы 2, легковесные кирпичи получили из отходов производств без применения природного традиционного сырья. Полученный кирпич из предложенных составов имеет более высокие физико-механические показатели, чем прототип (таблица 3).
Полученное техническое решение при использовании межсланцевой глины позволяет повысить морозостойкость и снизить теплопроводность легковесного кирпича.
Использование техногенного сырья при получении кирпича способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды, расширению сырьевой базы для керамических материалов.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Абдрахимов В.З. Авторское свидетельство №1766876. СССР SU, С04В 33/00. Керамическая масса для изготовления кирпича / В.З.Абдрахимов, Ю.М.Макрушин, Ч.С.Оразаев, К.Т.Туркстанов. - Опубл. 07.10.92. Бюл. №37/[1].
2. Абдрахимов В.З. Исследование теплопроводности теплоизоляционных изделий на основе бейделлитовой глины и золошлакового материала / В.З.Абдрахимов, В.А.Михеев, Е.С.Абдрахимова // Новые огнеупоры. - 2011. - №7. - С.50-52.
Керамическая композиция для изготовления легковесного кирпича, включающая золошлаковый материал, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит межсланцевую глину с содержанием, мас.%: SiO2 - 41,3; Аl2О3 - 14,4; Fe2O3 - 6,8; СаО - 9,2; MgO - 2,5; R2O - 4,1; п.п.п. - 20,2, при следующем соотношении компонентов, мас. %: межсланцевая глина - 50-70; золошлаковый материал - 30-50.
