Сырьевая смесь для получения керамического кирпича полусухого формования


 


Владельцы патента RU 2549636:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к промышленности керамических материалов, и может быть использовано для получения керамического кирпича. Сырьевая смесь для получения керамического кирпича полусухого формования содержит молотую глину, терриконик «красный», терриконик «черный», молотые до полного прохождения через сито с размером отверстий 0,315-0,63 мм, и коллоидный 30-процентный раствор олигопептидов в воде при следующем соотношении компонентов (мас.%): указанный терриконик «красный» 13-67; указанный терриконик «черный» 13-67; глина 12-16; коллоидный 30-процентный раствор олигопептидов в воде 4-8. Техническим результатом является повышение морозостойкости и прочности изделий и удаление из окружающей среды горелых пород, образовавшихся после самовозгорания горючих сланцев. 3 табл.

 

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к промышленности керамических материалов, и может быть использовано для получения керамического кирпича.

Известны керамические массы (смеси), содержащие техногенные компоненты и глину, из которых получают кирпич и камни керамические методом полусухого прессования.

Технические задачи, решаемые при использовании техногенного сырья, это не только улучшение свойств кирпича, но, чаще всего, еще и утилизация опасного мпоготоннажного отхода, отравляющего окружающую среду, наносящего вред здоровью населения. Поэтому при сравнении предложенных решений необходимо учитывать не только свойства получаемого материала, но эффективность решения экологической задачи, то есть количество устраняемого из среды опасного отхода.

Известна керамическая масса для изготовления керамического кирпича, содержащая легкоплавкую глину и алюмокальциевый шлам, получаемый при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола при следующем соотношении компонентов, мас.%: легкоплавкая глина 70-90; алюмокальциевый шлам 10-30 (патент RU №2388721 от 10.05.2010).

Недостатком известного решения является небольшое содержание отхода - алюмокальциевого шлама в составе смеси.

Известна керамическая масса для получения кирпича следующего состава, мас.%: глинистая часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд - 20-70, зола ГЭС - 30-80 (Абдрахимов Д.В. Керамический кирпич из отходов производств / Д.В. Абдрахимов, П.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов. // Строительные материалы. - 1999. - №9. - С. 34-35).

Недостатком известного состава является низкая морозостойкость (14-30 циклов).

Известна керамическая масса для изготовления кирпича, включающая следующие компоненты, мас.%: легкоплавкая глина - 50-90, металлургический шлак - 10-50 (Агафонова Н.С. Оптимизация состава керамических масс по механическим свойствам кирпича / Н.С. Агафонова, В.З. Абдрахимов, Е.С. Абдрахимова, В.П. Долгий // Известия вузов. Строительство. - 2005. - №5. - С.53-58).

Недостатком известного состава керамической массы является относительно низкая морозостойкость - 30-55 циклов.

Известна керамическая масса для изготовления строительного кирпича, включающая следующие компоненты, масс.%: шунгитовый сланец - 16-60, глина остальное (патент RU №2305082 от 27.08.2007 г.).

Недостатком известной смеси является высокая плотность (1730-1850 кг/м3) и относительно низкая морозостойкость (42-47 циклов или F35) получаемого кирпича.

Наиболее близкой смесью того же назначения к заявляемой смеси по совокупности признаков является керамическая масса полусухого прессования для изготовления кирпича, включающая легкоплавкую глину и горелые породы, образовавшиеся после самовозгорания горючих сланцев, при следующем соотношении компонентов, масс.%: легкоплавкая глина - 50-80; горелые породы, образовавшиеся после самовозгорания горючих сланцев, - 20-50 (патент RU №2440950 от 27.01.2012 г.). Данный состав принят в качестве прототипа.

Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемой смеси, - молотая глина, молотый терриконик «красный» (горелые породы, образовавшиеся после самовозгорания горючих сланцев).

Недостатком известного состава, принятого за прототип, является небольшое количество утилизируемого терриконика лишь одного типа, высокая плотность и относительно низкая морозостойкость получаемого кирпича.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение морозостойкости и прочности изделий и удаление из окружающей среды горелых пород, образовавшихся после самовозгорания горючих сланцев.

Поставленная задача была решена за счет того, что известная сырьевая смесь для получения керамического кирпича полусухого формования, включающая молотые глину и терриконик «красный», содержит терриконик «красный», молотый до полного прохождения через сито с размером отверстий 0,315-0,63 мм, и дополнительно молотый до полного прохождения через сито с размером отверстий 0,315-0,63 мм терриконик «черный» и коллоидный 30-процентный раствор олигопептидов в воде при следующем соотношении компонентов (масс.%):

указанный терриконик «красный» 13-67
указанный терриконик «черный» 13-67
глина 12-16
коллоидный 30-процентный раствор олигопептидов в воде 4-8

Отличительными признаками заявляемой смеси от керамической массы по прототипу являются: молотый до полного прохождения через сито с размером отверстий 0,315-0,63 мм терриконик «красный»; введение терриконика «черного», молотого до полного прохождения через сито с размером отверстий 0,315-0,63 мм, и коллоидного 30-процентного раствора олигопептидов в воде; иное количественное соотношение используемых ингредиентов, масс.%: указанный терриконик «красный» - 13-67; указанный терриконик «черный» - 13-67; глина - 12-16; коллоидный 30-процентный раствор олигопептидов в воде - 4-8.

В состав керамической массы включают не только горелые породы, но и не подвергшиеся самовозгоранию углесодержащие породы.

Дело в том, что отвалы угледобывающих шахт - терриконы - необязательно подвергаются самовозгоранию. В результате в угольных бассейнах присутствуют как горелые, так и негорелые терриконики. Горелые принято называть «красными» из-за кирпично-красного цвета, а негорелые «черными», также из-за черного цвета. Как правило, горелые и негорелые породы присутствуют в разных терриконах в примерно одинаковых соотношениях. Однако, в связи с прекращением угледобычи и попытками рекультивации земель под терриконами, как это произошло в Кизеловском угольном бассейне Пермского края, горелые и негорелые породы терриконов оказались перемешаны друг с другом в неопределенных соотношениях. Как-либо отделить их друг от друга не представляется возможным. Обследования терриконов показали, что соотношение «черных» и «красных» пород в большинстве терриконов составляет от 30:70 до 70:30%, а в подвергшихся «рекультивации» даже от 10:90 до 90:10.

Предлагаемое решение позволяет использовать образовавшиеся смеси при любом соотношении горелых и негорелых пород. Одновременно предлагаемая смесь для получения керамического кирпича полусухого прессования позволяет повысить морозостойкость и снизить среднюю плотность керамического кирпича.

Терриконики представляют собой смесь песка и щебня, состоящую из алевритов, алевролитов и углистых сланцев. После термического воздействия самовозгорания смесь представляет собой продукты обжига и по составу соответствует метакаолиниту в виде сланцеватого материала. Химический состав террикоников приведен в табл.1, состав использованной глины в табл.2.

Коллоидный раствор олигопептидов (КРОП) получают варкой птичьего пера в растворе NaOH с последующей нейтрализацией серной или соляной кислотой. При этом протеин, представляющий собой цепной полипептид, расщепляется на короткие цепочки олигопептиды, которые и образуют коллоидный раствор. КРОП способствует диспергированию твердых компонентов смеси, повышает агреративную устойчивость смеси. А при обжиге, выгорая, создает дополнительную закрытую пористость, что способствует снижению плотности черепка.

Таблица 1
Химический состав террикоников
№№ пп SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5 S
1A 50.85 1.277 17.16 5.31 0.009 0.11 0.38 0.33 2.35 0.092 1.06
2A 51.04 1.449 21.75 14.16 0.019 0.00 1.60 0.45 2.25 0.114 1.96
3A 30.05 1.152 15.18 4.56 0.007 0.00 0.19 0.21 2.55 0.056 1.46
4A 45.22 1.295 17.11 9.65 0.007 0.11 0.16 0.23 2.43 0.076 1.10
1B 47.48 1.032 14.78 5.99 0.007 0.02 0.16 0.28 1.88 0.093 1.22
2B 52.99 1.383 19.88 14.31 0.020 0.00 1.92 0.31 2.07 0.105 1.87
3B 45.15 1.130 15.29 4.61 0.007 0.09 0.14 0.21 2.20 0.096 0.99
4B 58.67 1.192 16.57 8.34 0.013 0.24 0.13 0.22 2.29 0.095 0.82
Примечание: A - красные терриконики, B - черные терриконики.
Содержание угля в черных от 20 до 30%, в красных - от 0 до 3%
Таблица 2
Химический состав глины
Сумма ППП SiO2 Al2O3 TiO2 Fe2O3 CaO MgO SO3 K2O Na2O
99,8 6,75 63,48 12,87 0,74 4,76 5,57 1,84 0,02 2,02 1,75

Керамический кирпич получают следующим способом.

Смесь террикоников измельчают до полного прохождения через сито с размером отверстий 0,315-0,63 мм. Высушенную до воздушно сухого состояния глину также измельчают до полного прохождения через сито 0,63. Все сухие компоненты смешивают с заданным количеством КРОП. Из полученной смеси прессуют кирпич при давлении 20-40 МПа и обжигают при температуре 1050°С в течение 8 часов.

Примеры конкретного выполнения

Пример 1

Состав композиции (масс.%):

«Черный» терриконик - 40;

«Красный» терриконик - 40;

Глина - 13;

КРОП - 7.

Из полученной смеси прессовали кирпич при давлении 40 МПа и обжигали при температуре 1050°C.

Пример 2

Состав композиции (масс.%):

«Черный» терриконик - 67;

«Красный» терриконик - 13;

Глина - 16;

КРОП - 4.

Формование кирпича из этой смеси производят при давлении 20 МПа, обжиг при 950°C. Результаты испытаний приведены в табл.3.

Пример 3

Состав композиции (масс.%):

«Черный» терриконик - 13;

«Красный» терриконик - 67;

Глина - 12;

КРОП - 8.

Формование кирпича из этой смеси производят при давлении 30 МПа, обжиг при 1000°C. Результаты испытаний приведены в табл.3.

Пример 4

Состав композиции (масс.%):

«Черный» терриконик - 27;

«Красный» терриконик - 35;

Глина - 14;

КРОП - 6.

Формование кирпича из этой смеси производят при давлении 30 МПа, обжиг при 1050°С. Результаты испытаний приведены в табл.3.

Таблица 3
Результаты испытаний
Показатели Пример 1 Пример 2 Пример 3 Пример 4 Прототип
Прочность при сжатии, МПа 20,8 19,9 22,3 21,6 18,2-19,4
Плотность, кг/м3 1330 1260 1390 1310 1710-1880
Морозостойкость, циклы Более 100 Более 100 Более 100 Более 100 57-70
Водопоглощение 6,2 6,8 6,1 6,5 Не приводится
Усадка при обжиге 5,2 5,7 2,7 3,9 6,5-6,8
ККК 15,6 15,8 16,0 16,5 10,6

Как видно из таблицы 3, кирпичи из заявленных составов имеют более высокие показатели по прочности и морозостойкости, чем прототип. Кроме того, их водопоглощение соответствует требованиям ГОСТ 530-2012, усадка при обжиге меньше, а ККК выше, чем у прототипа.

Сырьевая смесь для получения керамического кирпича полусухого формования, включающая молотые глину и терриконик «красный», отличающаяся тем, что она содержит терриконик «красный», молотый до полного прохождения через сито с размером отверстий 0,315-0,63 мм, и дополнительно молотый до полного прохождения через сито с размером отверстий 0,315-0,63 мм терриконик «черный» и коллоидный 30-процентный раствор олигопептидов в воде при следующем соотношении компонентов (мас.%):

указанный терриконик «красный» 13-67
указанный терриконик «черный» 13-67
глина 12-16
коллоидный 30-процентный раствор олигопептидов в воде 4-8



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов керамических масс, которые могут быть использованы для изготовления облицовочной плитки.

Изобретение относится к составам керамических масс для производства кирпича. Технический результат изобретения заключается в повышении морозостойкости изделий из керамической массы.
Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы в производстве облицовочной плитки. Техническим результатом изобретения является повышение прочности изделий, полученных из керамической массы.
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касается производства керамзита. Технический результат заключается в снижении температуры обжига керамзита, полученного из сырьевой смеси.

Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов керамических масс, которые могут быть использованы для изготовления напольной плитки. Керамическая масса для изготовления напольной плитки включает, мас.%: глина огнеупорная 74,5-75,5; вспученный перлит 3,0-4,0; бентонит 3,0-4,0; галит 0,5-1,0; тальк 3,0-4,0; оксид цинка 0,5-1,0; кварцевый песок 12,0-14,0.
Изобретение касается составов масс для производства кирпича. Технический результат изобретения заключается в повышении морозостойкости кирпича.

Изобретение относится к составам сырьевых смесей, которые могут быть использованы для изготовления керамических изделий: кирпича, черепицы, плитки. Технический результат заключается в повышении морозостойкости изделий, изготовленных из сырьевой смеси.

Изобретение относится к составам керамических масс для производства кирпича. Технический результат изобретения заключается в повышении морозостойкости кирпича.
Изобретение относится к производству искусственных пористых заполнителей для бетонов. В способе изготовления искусственного пористого заполнителя, включающем послойную укладку гранулированного материала и его спекание в слоях, для образования, по меньшей мере, двух слоев толщиной 10-15 мм каждый, в качестве гранулированного материала используют бой стекла фракции 3-5 мм и гранулированный доменный шлак фракции 0,6-5 мм, после чего спекают при температуре 900-1050°C, охлаждают, подвергают дроблению и фракционированию.
Изобретение относится к керамическим массам для производства керамики технического, строительного и бытового назначения. Технический результат изобретения заключается в расширении сырьевой базы.
Керамическая масса относится к промышленности строительной керамики, преимущественно к составам для получения клинкерного кирпича. Техническим результатом изобретения является уменьшение водопоглощения и повышение прочности изделий. Керамическая масса для изготовления клинкерного кирпича включает следующие компоненты, мас. %: цеолитсодержащую породу 60-80; хвосты извлечения кобальтового концентрата 20-40. Используют хвосты измельчения кобальтового концентрата, характеризующиеся объемной насыпной массой 920 кг/м3, плотностью 2720 кг/м3, огнеупорностью 1200°C, минералогическим составом, включающим ортоклаз, кварц, глинистые минералы, железистые соединения и карбонаты, химическим составом, включающим, мас.%: SiO2 - 32,72; Al2O3 - 9,33; Fe2O3 - 10,00; CaO - 15,47; MgO - 12,01; R2O - 2,30; п.п.п. - 17,80. 3 табл., 1 пр.

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения кирпича. Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости и прочности кирпича на сжатие. Керамическая масса, включающая легкоплавкую глину и золошлаковую смесь от сжигания горючих сланцев, дополнительно содержит известняковую муку при следующем соотношении компонентов, мас.%: легкоплавкая глина 65-85, золошлаковая смесь от сжигания горючих сланцев 10-20, известняковая мука 5-15. 4 табл.

Изобретение относится к составам масс для получения керамического кирпича. Технический результат изобретения - в повышении морозостойкости и кислотостойкости кирпича. Керамическая масса содержит следующие компоненты, мас.%: бейделлитовая легкоплавкая глина - 50-70; золошлаковый материал - 15-25; кальцийсодержащий доменный шлак витрофировой структуры - 15-25. Кальцийсодержащий доменный шлак витрофировой структуры имеет следующий состав, мас.%: SiO2 - 32,2; Al2O3 - 12,3; Fe2O3 - 2,8; СаО - 41,0; MgO - 8,8; R2O - 2,9. 3 табл.

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения кирпича. Техническим результатом изобретения являются повышение морозостойкости и прочности кирпича на сжатие. Керамическая масса, включающая легкоплавкую глину и золошлаковую смесь от сжигания горючих сланцев, дополнительно содержит доломитовые высевки при следующем соотношении компонентов, мас.%: легкоплавкая глина 65-85, золошлаковая смесь от сжигания горючих сланцев 10-20, доломитовые высевки 5-15. 4 табл.

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения легковесного кирпича. Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости и снижение плотности легковесного кирпича. Керамическая композиция для изготовления легковесного кирпича включает следующие компоненты, масс.%: отходы обогащения бурого угля, содержащие мас.%: SiO2 - 40,82; Al2O3 - 19,92; Fe2O3 - 9,03; MgO - 1,4; CaO - 4,28; R2O - 3,15; п.п.п. - 21,4 в количестве 30-5; межсланцевую глину 50-70. 4 табл.

Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы для изготовления фасадной плитки. Керамическая масса для изготовления фасадной плитки включает следующие компоненты, мас.%: каолин 69,5-70,0; бентонит 2,0-2,5; фосфорит 6,0-7,5; зола-унос 14,0-16,0; волластонит 6,0-6,5. 1 табл.
Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов керамических масс, которые могут быть использованы для изготовления облицовочной плитки. Технический результат заключается в повышении морозостойкости изделий, полученных из керамической массы. Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки включает следующие компоненты, мас.%: глина легкоплавкая 28,0-36,0; глина тугоплавкая 25,0-30,0; глинистые отходы обогащения циркон-ильменитовой руды 5,0-7,0; молотое и просеянное через сетку №0,14 кварцевое стекло 20,0-25,0; волластонит 5,0-7,0; сподумен 5,0-7,0. 1 табл.

Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы для изготовления кирпича, блоков методом штампования. Технический результат изобретения заключается в обеспечении морозостойкости изделий. Керамическая масса содержит, мас. %: молотый мартеновский шлак 24,0-26,0; огнеупорную глину 42-45; воду 8-12; деготь 1,5-2; керосин 3-4; каолин 5-7; торф 1,5-1; волластонит 8-10. 1 табл.
Изобретение предназначено для производства стеновых керамических изделий. Технический результат - повышение прочности. Сырьевая смесь включает, мас.%: пыль газоочистки производства ферросплавов с содержанием SiO2 [61,49-79,58] и MgO [1,58-3,57] 65-67; закарбонизованный суглинок 28-30; шлам минеральный от газоочистки производства алюминия 5,0. 2 табл.

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения легковесного кирпича. Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости и снижение плотности легковесного кирпича. Керамическая масса для получения легковесного кирпича включает следующие компоненты, мас. %: межсланцевую глину 50-70; сланцевую золу 30-50. Используется сланцевая зола с содержанием, мас. %: SiO2 - 30,8; Al2O3 - 13,8; Fe2O3 - 7,2; CaO - 15,2; MgO - 1,4; R2O - 4,2; п.п.п. - 27,4. 4 табл.
Наверх