Сырьевая смесь для производства грубой строительной керамики


 


Владельцы патента RU 2536592:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный архитектурно-строительный университет" (ФГБОУ ВПО "ТюмГАСУ") (RU)

Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий, в частности грубой строительной керамики, и может быть использовано при производстве керамического кирпича и камней. Техническим результатом изобретения является получение стеновых керамических изделий с пониженной плотностью и высокой прочностью. Сырьевая смесь для производства грубой строительной керамики включает в себя следующие компоненты, мас.%: глина Кыштырлинская - 70,0-76,0; диатомит Камышловский - 20,0-25,0; графит - 4,0-5,0. 5 табл.

 

Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий, в частности керамических стеновых материалов, и может быть использовано при производстве керамического кирпича и камней.

Производство керамических стеновых материалов в г. Тюмени обеспечивается запасами глин крупного Кыштырлинского месторождения. Химический и минеральный состав глин определяет такие показатели качества продукции, как прочность 10-12,5 МПа и плотность 1700-1800 кг/м3. На изделиях отмечаются трещины, искривления ребер и граней, высолы на поверхности при эксплуатации, что исключает применение изделий при лицевой кладке.

Для улучшения прочностных, теплотехнических параметров и выполнения требований, предъявляемых к лицевой керамике, в состав сырьевой смеси вводятся модифицирующие добавки - диатомитовая порода и графит искусственный измельченный. Успешное решение реализуется в снижении температуры обжига изделий; уменьшении величины воздушной и огневой усадки; уменьшении плотности керамического изделия; увеличении прочности структуры; изменении декоративных характеристик (осветление черепка).

Известна керамическая масса (пат. №2233815) - закарбонизированный суглинок 84-89,3%; гранулированный кремнезем 10-14,8%; сульфатное мыло 0,7-1,2%. Недостатком композиции является усложнение технологической линии.

Близким технологическим решением является керамическая масса для изготовления керамического кирпича (пат. №2445286), включающая закарбонизованный суглинок - 93,0-97,0%; микрокремнезем (оболочка гранулированной добавки) - 1,5-3,5%; уголь (ядро гранулированной добавки) - 1,5-3,5%. Недостатком такого решения является высокая зольность угля и необходимость в дополнительных защитных мероприятиях при его помоле и хранении.

Задачей настоящего изобретения является получение керамического стенового материала с пониженной плотностью, высокой прочностью и с высокими эстетическими показателями, на основе многокомпонентной сырьевой массы.

При введении в состав керамической массы кремнеземистого сырья (диатомита) достигается уменьшение плотности и снижение усадки. Но прочность остается неизменной либо уменьшается, что является недостаточным для получения современных керамических стеновых материалов.

В результате анализа технической литературы и патентной документации было принято решение провести дополнительное исследование влияния углеродсодержащей добавки в глину. В результате была обнаружена тенденция к увеличению прочности и снижению плотности изделий, а также снижение температуры обжига на 150-200°С без ущерба для свойств готовой продукции.

Совместное введение диатомита и графита позволяет значительно снизить воздушную и огневую усадку, снизить плотность, формовочную влажность, изменить цвет черепка и уменьшить температуру обжига. Мокрый помол компонентов исключает необходимость фракционирования компонентов.

Сущность изобретения заключается в том, что сырьевая смесь содержит следующие компоненты:

- глина Кыштырлинская - 70,0-76,0%;

- диатомит Камышловский - 20,0-25,0%;

- графит - 4,0-5,0%.

Характеристики исходных материалов

1. Глина Кыштырлинская

Сырьем, свойства которого подлежали корректировке, являлись глины Кыштырлинского месторождения. Химический состав глин представлен в таблице 1.

Таблица 1
Химический состав Кыштырлинских глин
Содержание, %
SiO2 Al2O3 TiO2 Na2O Fe2O3 CaO MgO SO3 K2O п.п.п
55,37-62,67 15,58-18,63 0,77-1,00 0,6-0,7 7,76-8,8 1,37-1,77 1,62-1,92 1,0-2,01 1,11-2,19 6,4-7,64

В таблице 2 приведены данные по гранулометрическому составу глин.

Таблица 2
Гранулометрический состав глины
Песчаные частицы 1-0,05 мм Пылеватые частицы 0,05-0,005 мм Глинистые частицы менее 0,005 мм
15,2% 19,2% 65,6%

Показатели, отражающие керамические свойства Кыштырлинской глины, приведены в таблице 3.

Таблица 3
Керамические свойства глины
Число пластичности Огнеупорность Воздуш. усадка, % Температура обжига, °C Общая усадка, % Водопоглощение % Плотность, кг/м3 Цвет черепка
Более 25 Более 1580°C 10-13 1100-1300 До 15 25-30 1,8 Темно-красный

2. Диатомит Камышловский

Диатомиты - это органогенная порода, образовавшаяся из панцирей микроорганизмов, между которыми осаждались тончайший ил и глина. Состоит из аморфного кремнезема в виде опала. Химический состав диатомитов приведен в таблице 4.

Таблица 4
Химический состав Камышловского диатомита
Компонент SiO2 CaO MgO Fe2O3 FeO Al2O3 TiO2 MnO P2O5 Na2O K2O SO3
Содержание, % 75,12 0,46 0,35 3,23 0,27 8,86 0,43 0,02 0,11 0,74 1,20 1,20

Твердость диатомита равна 2 по шкале Мооса, следовательно, для его переработки требуется минимум технологического оборудования и энергозатрат; большая удельная поверхность и высокая реакционная способность этой горной породы обуславливают его благоприятное влияние на керамическую массу при активации сырья и обжиге черепка. За счет своей минимальной усадки при температурах обжига, принятых в промышленности, диатомит является отощителем. Кроме этого, при дегидратации в интервале температур 300-500°С, он существенно уменьшит плотность черепка и его теплопроводность. К тому же, применение диатомита целесообразно экономически за счет его невысокой стоимости и обширности запасов.

3. Графит

Для решения задачи понижения температуры обжига и увеличения прочности изделий и на основании предыдущих исследований в качестве добавки целесообразно применение углеродсодержащего сырья. Такой добавкой может служить тонкодисперсный уголь или графит, применяемый в пресс-порошках (например, металлокерамике). Однако применение угля предусматривает его тонкодисперсную переработку, то есть дополнительную технологическую линию, включающую в себя дробильно-помольное оборудование и сложную воздухоочистительную систему; дозировки угля значительно превышают дозировки графита для получения такого же эффекта; и наконец, повышается риск локальных перегревов внутри изделия. Эти обстоятельства предопределяют применение графита в керамической массе. При горении он поднимает температуру внутри изделия и тем самым ускоряет процессы муллитообразования, отвечающего за долговечность и прочность керамики.

Изобретение применимо для производства стеновой керамики. Средняя плотность пустотелых изделий при сохранении требований ГОСТ 530-2007 составляет 1200-1260 кг/м3. Характеристики изделий приведены в таблице 5.

Таблица 5
Свойства полученных изделий
Показатель Прочность при сжатии, МПа Средняя плотность, кг/м3 Водопоглощение, % Цвет черепка
Значение 20,5-22,0 1200-1260 13-14 «Абрикос»

Сырьевая смесь для производства грубой строительной керамики, включающая глину Кыштырлинского месторождения, Камышловский диатомит, отличающаяся тем, что содержит добавку - графит искусственный измельченный, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
- глина Кыштырлинская - 70,0-76,0;
- диатомит Камышловский - 20,0-25,0;
- графит - 4,0-5,0.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 81,0-87,5, доломит 2,0-3,0, 3%-ный раствор перекиси водорода 0,5-1,0, кварцевый песок 10,0-15,0.
Изобретение относится к керамической массе для производства печных изразцов. Технический результат изобретения заключается в повышении термостойкости изразцов.
Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы в производстве облицовочной плитки, изразцов. Технический результат заключается в повышении прочности на сжатие изделий, полученных из керамической массы.
Изобретение касается составов керамических масс, которые могут быть использованы для изготовления фасадной плитки, кирпича, черепицы. Технический результат заключается в повышении морозостойкости изделий, полученных из керамической массы.
Изобретение относится к составам керамических масс, предназначенных для изготовления пуговиц. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности пуговиц.
Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 79,0-86,0, кварцевый песок 13,0-16,0, сухой торф, измельченный до полного прохождения через сетку с размером отверстий 2,5 мм 1,0-5,0.
Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы в производстве облицовочной плитки, изделий бытовой керамики. Технический результат изобретения заключается в повышении термостойкости изделий, изготовленных из керамической массы.
Изобретение касается составов керамических масс, которые могут быть использованы для изготовления изделий декоративно-художественного назначения, посуды. Технический результат заключается в повышении прочности изделий, изготовленных из керамической массы.
Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 69,0-74,0, размолотый до прохождения через сетку №014 доломит 4,0-8,0, кварцевый песок 9,0-12,0, жидкое стекло 10,0-14,0.
Изобретение относится к керамическим массам для производства печных изразцов. Техническим результатом изобретения является повышение термостойкости изделий.
Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы, преимущественно, для изготовления облицовочной плитки. Технический результат заключается в повышении прочности изделий, изготовленных из керамической массы. Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки включает в себя следующие компоненты, мас.%: каолин 73,0-74,5; бентонит 2,0-3,0; плиточный бой 0,1-1,0; фосфорит 6,5-7,5; кварцевый песок 7,0-9,0; волластонит 5,0-7,0; кремнегель 1,5-2,0. 1 табл.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к составам керамических масс, которые могут быть использованы в производстве облицовочной плитки. Техническим результатом изобретения является повышение прочности изделий. Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки включает каолин, волластонит, тальк, кварцевый песок, глицерин, карбоксиметилцеллюлозу, хлорид натрия и оксид цинка при следующем соотношении компонентов, мас.%: каолин - 71,8-77,8; волластонит - 7,0-11,0; тальк - 5,0-7,0; кварцевый песок - 7,0-11,0; глицерин - 0,1-0,15; карбоксиметилцеллюлоза - 0,05-0,1; хлорид натрия - 0,4-0,6; оксид цинка - 0,4-0,6. 1 табл.
Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов керамических масс для производства кирпича. Технический результат заключается в улучшении формовочных свойств керамической массы для производства кирпича. Керамическая масса для производства кирпича содержит следующие компоненты, мас.%: глина тугоплавкая 84,5-86,5; опока 10,0-12,0; силикагель 1,0-1,5; каолин 2,0-2,5. 1 табл.
Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов керамических масс для производства кирпича. Технический результат заключается в улучшении формовочных свойств керамической массы. Керамическая масса для производства кирпича содержит, мас.%: глина тугоплавкая 78,0-82,0; опока 11,0-13,0; керамзитовая пыль 5,0-7,0; древесная мука 0,5-1,0; силикагель 1,0-1,5. 1 табл.
Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы преимущественно для изготовления облицовочной плитки. Технический результат заключается в повышении прочности изделий, изготовленных из керамической массы. Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки включает следующие компоненты, мас.%: каолин 58,0-59,4; бентонит 6,0-8,0; плиточный бой 0,1-1,0; фосфорит 3,0-4,0; кварцевый песок 14,0-16,0; костяная зола 14,0-16,0. 1 табл.
Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы, преимущественно, для изготовления облицовочной плитки. Технический результат заключается в повышении прочности изделий, изготовленных из керамической массы. Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки включает следующие компоненты, мас.%: каолин 70,5-74,0; фосфорит 5,0-6,0; кварцевый песок 14,0-16,0; волластонит 1,5-2,0; тальк 5,0-6,0. 1 табл.
Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 87,0-90,0, размолотый до прохождения через сетку №0,63 уголь 1,0-1,5, кварцевый песок 7,0-9,0, буру 1,5-3,0. Технический результат - повышение прочности пористого заполнителя, полученного из шихты. 1 табл.

Изобретение относится к производству электрокерамических материалов для изготовления высоковольтных изоляторов. Техническим результатом изобретения является повышение прочности на изгиб и электрической прочности изделий. Керамическая масса для получения электротехнического фарфора включает глину огнеупорную, песок кварцевый, фарфоровый бой, каолино-кварцевую смесь и микроклиновый продукт 2МК-2 при следующем соотношении компонентов в мас.%: глина огнеупорная - 18-20; песок кварцевый - 5-9; микроклиновый продукт 2МК-2 - 12-16; каолино-кварцевая смесь - 45-53; бой фарфоровый - 8-10. 1 пр., 5 табл.
Изобретение касается составов керамических масс, которые могут быть использованы для изготовления изделий декоративно-художественного и хозяйственно-бытового назначения. Технический результат заключается в повышении прочности изделий, полученных из керамической массы. Керамическая масса содержит следующие компоненты, вес.ч.: беложгущаяся глина 500; жженая охра 30-50; перекись марганца 30-50; кварцевый песок 100-150; пегматит 100-150; тальк 250-300. 1 табл.
Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину кирпичную 76,0-79,5, кварцевый песок 16,0-18,0, измельченный до полного прохождения через сетку с размером отверстий 2,5 мм шунгит 1,0-1,5, измельченный до полного прохождения через сетку с размером отверстий 2,5 мм пирофиллит 3,5-4,5. Технический результат - повышение прочности пористого заполнителя. 1 табл.
Наверх