Комплексная модифицирующая добавка для производства строительных керамических изделий из малопластичных глин


 


Владельцы патента RU 2518614:

Клевакин Вадим Аркадьевич (RU)

Комплексная модифицирующая добавка для производства строительных керамических изделий из малопластичных глин. Техническим результатом изобретения является снижение затрат на топливно-энергетические ресурсы. Комплексная модифицирующая добавка для производства строительных керамических изделий из малопластичных глин содержит смесь из органического пластификатора глинистого сырья и водоудерживающей целлюлозосодержащей добавки при соотношении 1:(0,05±0,01) соответственно, при этом смесь содержит пластификатор из группы полиметиленнафталинсульфонатов. 1 табл.

 

Изобретение относится к производству строительных керамических изделий и может быть использовано при изготовлении кирпича, керамического камня, черепицы методом пластического формования из низкопластичных и умереннопластичных глин с повышенной карьерной влажностью.

Известно, что влажность шихты, используемой для производства строительных керамических изделий методом пластического формования, не должна превышать 18-20%. Поскольку основной компонент шихты - глина может иметь влажность в пределах 22-30%, требуются приемы и/или вещества, связывающие ее излишнюю влагу. Для этих целей традиционно используют сушку глины или известь - в качестве водоудерживающей добавки. При этом сушка глины требует расхода теплоносителя, кроме того, эксплуатация сушильного барабана является трудоемким и энергозатратным переделом производства керамических изделий. Применение извести приводит к появлению белесового налета на готовом изделии, что недопустимо для лицевой строительной продукции. Кроме того, в процессе обжига керамических изделий возможна карбонизация кальция, которая приводит к появлению «дутиков» и снижению прочности готовых изделий. Таким образом, снижения влажности глинистого сырья достигают в сушильных барабанах с использованием топливно-энергетических ресурсов, либо за счет использования извести с присущими ей недостатками, которые проявляются в готовых изделиях.

Задача настоящего изобретения заключается в экономии топливно-энергетических ресурсов за счет исключения передела подсушки сырья перед формованием керамических изделий, а также исключении недостатков изделий из глины с повышенной карьерной влажностью, обусловленные применением извести. Для решения поставленной задачи разработана комплексная модифицирующая добавка, содержащая смесь органического пластификатора глинистого сырья и водоудерживающей целлюлозосодержащей добавки при соотношении 1:0,05±0,01 соответственно, при этом смесь содержит пластификатор из группы полиметиленнафталинсульфонатов.

Улучшение качества глинистого сырья путем введения модифицирующих добавок на этапе его подготовки к смешиванию с другими компонентами шихты является новым направлением в производстве строительных керамических изделий. Относящиеся к полиметиленнафталинсульфонатам добавки серии «Литопласт М», известные как разжижители сырьевого шлама при производстве портландцементного клинкера для цементов, начали применять при пластическом формовании кирпича (С.В.Маркова, О.В.Турлова, Е.В.Клевакина «Строительные материалы, май 2012 г., стр.32-33, 90-92) [1]. Однако, как следует из источника [1], добавки «Литопласт М» используют как разжижители глинистого сырья, а информация о том, что введение в глинистую шихту добавки Литопласт 5М в количестве 0,3% приводит к снижению формовочной влажности массы на 4% при сохранении пластичности (14) не подтверждена промышленными испытаниями на Рябовском кирпичном заводе. Влажность полученного из этой массы бруса составила 18-19%, из чего следует, что испытываемая глина имела низкую, в пределах 21%, карьерную влажность. Установлено также, что в зависимости от пластичности используемых глин добавки серии Литопласт М вводят в количестве от 0,1-0,5% от массы шихты. Это обусловлено требованиями технологичности введения добавки в глинистое сырье, т.к. в условиях многотоннажного производства керамических изделий введение малого количества добавки в расчете, например, на тонну глиносодержащей шихты, представляет собой технологическую проблему, не решив которую, достичь качественного взаимодействия добавки с глиной трудно.

Заявленное изобретение представляет собой комплексную добавку в виде смеси, где основным компонентом, удерживающим из глины излишнюю влагу, является целлюлозосодержащая добавка. Органический пластификатор, выбранный из класса полиметиленнафталинсульфонатов, повышая пластичность глинистого сырья, является одновременно разбавителем целлюлозосодержащей добавки. Смесь органического пластификатора и водоудерживающей целлюлозосодержащей добавки при соотношении 1:0,05±0,01 соответственно снижает относительную формовочную влажность глинистого вещества за счет протекающих в процессе подготовки глины физико-химических процессов, при этом пластифицирующие свойства комплексной модифицирующей добавки обеспечивают связность керамической массы. Заявленная комплексная добавка позволяет снижать карьерную влажность глинистого сырья на величину от 5 до 7%. Соотношение пластификатора к водоудерживающей добавке 1:0,05=1=0,01 определено экспериментально и обусловлено следующим. При введении в глину с повышенной влажностью модифицирующей добавки, имеющей соотношение пластификатора к водоудерживающей добавке менее 1:0,04, излишняя вода связываться не будет. В этой ситуации необходимо увеличивать количество вводимой модифицирующей добавки, что экономически нецелесообразно. При введении в глину модифицирующей добавки, имеющей соотношение пластификатора к водоудерживающей добавке более чем 1:0,06, существует вероятность подсушки глины, что приведет к увеличению расхода воды при формовании изделий и увеличению износа формующего оборудования.

Заявленную добавку можно вводить в количестве от 0,1 до 0,4% от массы шихты, облегчая формообразование изготавливаемого изделия, способствуя более плотной упаковке частиц в формовочной массе, повышению механической прочности полуфабрикатов и готовых изделий, а также снижению открытой пористости и водопоглощения, при том, что заявленная добавка удовлетворяет требованиям технологичности ее введения. Новый технический результат, достигаемый при использовании заявленного изобретения, заключается в том, что в процессе подготовки глинистого сырья комплексно достигается снижение его карьерной влажности и улучшение пластичности при условии технологичности введения модифицирующей добавки.

Для приготовления комплексной модифицирующей добавки в качестве органического пластификатора глины использовали разжижитель сырьевого шлама при производстве портландцементного клинкера для цементов марки «Литопласт М» по ТУ 5743-047-58042865-2009, а также Суперпластификатор С-3 по ТУ 6-36-0204229-625. В качестве водоудерживающей целлюлозосодержащей добавки использовали гидроксипропилметилцеллюлозу марки RUTOCEL 55RT (НРМС) ООО «Банг и Бонсомер» (www.bangbonsomer.com), а также полиакриламид марки Agocel S-2000 компании The International Community for Dryimix Mortar (www.dryimix.info/industry-directory/polyacrylamide). Для приготовления образцов из глины с числом пластичности по ГОСТ 9169-75 - до 15 были использованы:

- краснодарская глина, число пластичности - 6-7, карьерная влажность - 23-25%, производства ООО «Краснодарский кирпичный завод», г.Краснодар; - шихта «Озера», содержащая глину - 60%, наглинок - 40%, число пластичности - 9-11, карьерная влажность - 25-30%, производства ЧАО «СБК» с.Озера Киевской обл.

Модифицирующую добавку готовили в лабораторных условиях. На 100 г сухого пластификатора добавляли 5 г сухой водоудерживающей добавки при постоянном механическом перемешивании в течение 5-10 минут. Образцы для испытаний формовали размером 50×50×50 из глин исходного состава: без модифицирующей добавки и с добавлением 0,3% приготовленной модифицирующей добавки. После сушки образцы обжигали при температуре 1000°С и испытывали на: прочность на сжатие, водопоглощение, пористость. По приведенным в таблице результатам сравнительных испытаний глинистых образцов с добавкой и без нее, выявлено, что ввод комплексной модифицирующей добавки с использованием смеси органического пластификатора глинистого сырья и водоудерживающей целлюлозосодержащей добавки снижает водопоглощение образцов, их пористость от 1% до 2%, повышает механическую прочность от 10% до 50%. Введение заявленной модифицирующей добавки позволяет изготавливать пластическим формованием из низкопластичных и умереннопластичных глин с повышенной карьерной влажностью, продукцию, соответствующую ГОСТ 530-2007. Аналогичные данные получены при испытаниях образцов при соотношении пластификатора и водоудерживающей добавки 1:0,04 и 1:0,06 соответственно.

Таким образом, использование комплексной модифицирующей добавки в технологии производства строительных керамических изделий позволяет исключать передел подсушки сырья перед формованием, экономя топливно-энергетические ресурсы, а также исключить недостатки изделий из глины с повышенной карьерной влажностью, обусловленные применением извести.

Комплексная модифицирующая добавка для производства строительных керамических изделий из малопластичных глин

Таблица
Наименование глины Тип добавки Водопоглощение, % Пористость, % Разрушающая нагрузка, кгс Предел прочности на сжатие, кгс/см2
Шихта «Озера» - 15 32,2 2900 144,3
Шихта «Озера» С-3+Agocel S-2000 16,5 34,8 2000 97,1
Шихта «Озера» «Литопласт М» + Agocel S-2000 15,5 32,5 2400 116,0
Шихта «Озера» С-3+Rutocel 400 14,0 31,2 2800 137,3
Шихта «Озера» «Литопласт М» + Rutocel 400 13,5 31,0 3400 167,5
Краснодарская глина - 16,0 35,0 1900 81,9
Краснодарская глина С-3+Agocel S-2000 16,0 34,0 1800 78,3
Краснодарская глина «Литопласт М» + Agocel S-2000 16,0 34,2 1800 77,6
Краснодарская глина С-3+Rutocel 400 14,5 32,6 2800 120,2
Краснодарская глина «Литопласт М» + Rutocel 400 15,0 33,1 2000 81,5

Комплексная модифицирующая добавка для производства строительных керамических изделий из малопластичных глин, содержащая смесь из органического пластификатора глинистого сырья и водоудерживающей целлюлозосодержащей добавки при соотношении 1:(0,05±0,01) соответственно, при этом смесь содержит пластификатор из группы полиметиленнафталинсульфонатов.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к составам сырьевых смесей, используемых для изготовления стеновых керамических изделий. Техническим результатом изобретения является снижение средней плотности, теплопроводности, воздушной усадки изделий и сокращение брака при сушке.
Изобретение относится к области получения разжижающих добавок для керамических масс, применяемых при производстве изделий методом шликерного литья. Техническим результатом изобретения является повышение подвижности керамического шликера.
Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов керамических масс для производства кирпича. .
Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов керамических масс для производства кирпича. .
Изобретение относится к области технология силикатов и касается составов керамических масс для производства кирпича. .
Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы в производстве облицовочной плитки. .
Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы в производстве облицовочной плитки, черепицы. .
Изобретение относится к производству керамических изделий строительного, культурно-бытового и художественного назначения. .
Изобретение относится к производству строительных керамических изделий. Техническим результатом изобретения является снижение затрат на топливно-энергетические ресурсы. Комплексная модифицирующая добавка для производства строительных керамических изделий из высокопластичных глин содержит смесь минерального кремнийсодержащего порошка и водоудерживающей целлюлозосодержащей добавки при соотношении кремнийсодержащего порошка к водоудерживающей добавке 1:(0,05±0,01) соответственно. 1 табл.
Изобретение относится к составам сырьевых смесей, используемых для изготовления стеновых керамических изделий. Техническим результатом изобретения является снижение средней плотности, теплопроводности, воздушной усадки изделий и сокращение брака при сушке. Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий включает закарбонизованный суглинок и водную суспензию, включающую гидратную известь, кислоты жирные талловые омыленные и соляную рапу, при следующем соотношении компонентов, мас. %: закарбонизованный суглинок - 88,55-93,45; гидратная известь - 3,5-6,5; кислоты жирные талловые омыленные - 1,25-2,75; соляная рапа - 1,8-2,2. 1 пр., 2 табл.

Изобретение относится к составу добавки для строительных материалов, в частности, может найти применение в технологии производства огнеупорных и керамических изделий различного назначения, а также ремонтов огнеупорной кладки, наливных огнеупорных смесей. Комплексная добавка содержит полимерное натриево и полиалкиленоксидное производное полиметиленнафталинсульфокислот, лигносульфонат и электролит на основе смеси роданида и тиосульфата натрия, при этом в нее дополнительно введены полиспирты и триполифосфат натрия в следующем соотношении, (мас.%): полимерное натриево и полиалкиленоксидное производное полиметилен-нафталинсульфокислот - 40-50; лигносульфонат - 10-20; полиспирты - 8-10; триполифосфат натрия - 8-10; электролит на основе смеси роданида и тиосульфата натрия - 12-15. Добавку вводят в смеси на основе глины и шамота в количестве 0,3% от веса смеси. Комплексная добавка для огнеупорных и керамических изделий обеспечивает высокое число пластичности глин, что позволяет снизить давление прессования, а также обеспечивает повышенную механическую прочность изделий на изгиб и сжатие. 3 табл.
Изобретение относится к области получения комплексных дефлокуляторов для шликерных керамических масс, применяемых при изготовлении керамических изделий методом литья в гипсовых формах. Техническим результатом изобретения является повышение подвижности шликерной керамической массы при ее минимальной влажности, повышение прочности керамических изделий, снижение брака и стоимости готовой продукции за счет введения в шликер комплексного органоминерального дефлокулятора в количестве 0,10 мас.%. Заявленный комплексный органоминеральный дефлокулятор содержит, мас.%: пластификатор СБ-3 12, триполифосфат натрия 64, едкий натр 24. Пластификатор СБ-3 представляет собой продукт поликонденсации отходов производства резорцина с формальдегидом. Указанный комплексный органоминеральный дефлокулятор может вводиться в шликерные керамические массы в любой последовательности совместно или раздельно. 2 табл.

Изобретение относится к модифицирующим добавкам для шликерных керамических масс. Технический результат заключается в сохранении реологических параметров шликерной керамической массы с комплексным модификатором при уменьшении ее влажности. Модификатор содержит следующие компоненты, мас.%: СБ-РФ - 16; триполифосфат натрия - 60; гидроксид натрия - 24. 2 табл.

Изобретение относится области получения разжижителей, которые используются в керамической и огнеупорной промышленности, в частности при производстве фарфорофаянсовых изделий, получаемых методом литья из водных минеральных суспензий. Технический результат изобретения заключается в получении комплексного органоминерального разжижителя для литейной массы, позволяющего повысить подвижность массы без увеличения ее влажности. Комплексный органоминеральный разжижитель для литейной массы состоит из суперпластификатора, кальцинированной соды (карбоната натрия) и жидкого стекла, причем в качестве суперпластификатора используется суперпластификатор СБ-РФ, при соотношении компонентов, вес.ч.: Суперпластификатор СБ-РФ 1 Кальцинированная сода (карбонат натрия) 2 Жидкое стекло 2,5 1 табл.
Наверх