Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки


 


Владельцы патента RU 2635690:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии Карельского научного центра Российской академии наук (RU)

Изобретение относится к производству строительных материалов на основе природного минерального сырья, а именно к составам для изготовления керамической облицовочной плитки для внутренних и наружных отделочных работ. Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки включает, мас.%: вмещающую породу месторождения хромовых руд и платиновой минерализации, содержащую, мас.%: авгит 57,7-67,2; энстатит 23,7-32,0; форстерит 4,3-5,8; серпентин 4,7-4,8, 20–70, бой щелочно-силикатных стекол 20–30, легкоплавкую глину – остальное. Вмещающая порода месторождения хромовых руд и платиновой минерализации имеет следующий химический состав, мас.%: SiO2 47,40-50,50; TiO2 0,26-0,27; Al2O3 1,50-1,57; Fe2O3 1,90-4,28; FeO 4,17-4,59; MnO 0,16-0,18; MgO 21,80-22,54; CaO 12,05-15,30; Na2O 0,35-0,37; K2O<0,01-0,02; H2O 0,47-1,14; ппп. 2,51-5,06. Технический результат – получение керамической плитки с пониженными показателями усадки и водопоглощения, утилизация отходов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к производству строительных материалов на основе природного минерального сырья, а именно к составам для изготовления керамических масс, которые могут быть использованы в производстве облицовочной и фасадной плитки, печных изразцов, изделий декоративно-художественного назначения.

Известна керамическая масса для изготовления облицовочной плитки для внутренних и наружных отделочных работ, включающая следующие компоненты, мас.%: отходы обогащения медно-никелевых руд 44,6-50,4, флюсующую добавку - стеклобой 34,6-44,6 и мел 10,3-15,0. Отходы обогащения медно-никелевых руд имеют состав, мас.%: хлорит, гидрохлорит 55,2-58,3, серпентиновые минералы 11,2-14,7, тальк 11,0-13,8, титаномагнетит, магнетит, хромит 7,2-8,0, гипс 2,0-2,1, альбит 2,0-2,3, кварц 2,0-2,2, пироксены 1,0-1,6, амфиболы 4,1-5,1, карбонаты кальция и магния 0,1-4,0 (патент №2557031 РФ, МПК С04В 35/16 (2006.01), 2015).

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в увеличении прочности получаемой керамической плитки на сжатие и обеспечении высокой прочности на изгиб при меньшем количестве компонентов керамической массы. Недостатком известного аналога является высокие показатели водопоглощения 9,8-10,3%.

Известна керамическая масса для изготовления фасадной плитки. Технический результат изобретения заключается в повышении прочности плитки. Керамическая масса для изготовления фасадной плитки содержит следующие компоненты, мас.%: глину - 69,0-77,0; стеклобой - 8,0-12,0; кварцевый песок - 3,0-4,0; гранитные отсевы - 3,0-4,0; тальк - 8,0-12,0 (патент №2484047 РФ, МПК С04В 33/132 (2006.01), 2012).

Однако при достижении повышенной прочности масса имеет повышенную температуру обжига 1250-1280°С. Керамическая масса многокомпонентная, что усложняет процесс ее изготовления.

Известна керамическая масса для изготовления облицовочной плитки, включающая в мас.%: диопсид 75,0-85,0 с дисперсностью - 150 микрон, глину 5,0-10,0 и жидкое стекло 10,0-15,0. При этом водопоглощение после обжига при 1000-1050°С не превышает 6%, прочность при изгибе составляет 17-18 МПа (патент 2504528 РФ, МПК С04В 33/16 (2006.01), 2012).

Однако в процессе спекания образуется недостаточное количество жидкой фазы за счет плавления минералов глины и жидкого стекла, что обеспечивает низкую прочность при изгибе.

Известна керамическая масса для изготовления облицовочных плиток, принятая в качестве прототипа, включающая, мас.%: пироксенит-форстеритовые отходы обогащения железной руды 25-60; плиточный бой 3-5; глина легкоплавкая - остальное. Кроме того, масса может включать дополнительно 1-2% бентонитовой глины и 1-5% стеклобоя (а.с. №1384560, С04В 33/00, 28.07.86).

Недостатком прототипа является высокие показатели усадки 1,7-3,0% и водопоглощения 10-15,3%.

Задача изобретения заключается в создании керамической массы для облицовочной плитки с использованием доступного минерального сырья, находящегося в отвалах при комплексной разработке месторождений хромовых руд и платиновой минерализации, например Аганозерского месторождения в Республике Карелия. Отвалы требуют утилизации в целях снижения экологического ущерба окружающей среде.

Техническим результатом изобретения является получение керамических изделий (плитки) с пониженными показателями усадки и водопоглощения.

Заявленный технический результат достигается тем, что согласно изобретению в качестве пироксенита используют вмещающую породу месторождения хромовых руд и платиновой минерализации, содержащую, мас.%: авгит 57,7-67,2; энстатит 23,7-32,0; форстерит 4,3-5,8; серпентин 4,7-4,8, а в качестве стеклобоя используют бой щелочно-силикатных стекол при следующем соотношении компонентов, мас.%: вмещающая порода месторождения хромовых руд и платиновой минерализации 20-70, стеклобой - 20-30, легкоплавкая глина - остальное.

Также достижению технического результата способствует то, что вмещающая порода месторождения хромовых руд и платиновой минерализации имеет следующий химический состав, мас.%: SiO2 47,40-50,50; TiO2 0,26-0,27; Al2O3 1,50-1,57; Fe2O3 1,90-4,28; FeO 4,17-4,59; MnO 0,16-0,18; MgO 21,80-22,54; CaO 12,05-15,30; Na2O 0,35-0,37; K2O <0,01-0,02; H2O 0,47-1,14; ппп. 2,51-5,06.

В керамических массах в качестве плавня применяется бой щелочно-силикатных стекол, которые при температуре 850-900°С образуют расплав, активно реагирующий с кристаллическими составляющими шихты. При этом присутствие в массе стеклобоя способствует интенсификации процесса спекания, снижая температуру образования первичной жидкой фазы. Введение стеклобоя в количестве 20-30 мас.% снижает водопоглощение, которое регламентировано ГОСТом 13996-93 и составляет не более 12% для фасадных плиток с применением полиминеральной глины и ГОСТом 6141-91 не более 16% для облицовочных плиток из керамических масс. Увеличение содержания стеклобоя выше 30 мас.% приводит к деформации плиток. При содержании стеклобоя ниже 20 мас.% ухудшается спекание плиток, что приводит к увеличению показателя водопоглощения и усадки и снижению механической прочности. В качестве стеклобоя использован бой щелочно-силикатных стекол (тарного, листового).

С целью улучшения спекания керамической массы в качестве пластичного компонента использована легкоплавкая глина гидрослюдистого типа.

Введение в керамическую массу пироксенитов обусловлено тем, что основным компонентом их минерального состава является авгит, имеющий структуру, схожую с диопсидом. Это позволяет интенсифицировать процесс спекания и формировать плотный малоусадочный черепок с повышенными физико-механическими характеристиками.

Пироксениты являются вмещающими породами Аганозерского месторождения хромовых руд и платиновой минерализации. При комплексной разработке месторождения они направляются в отвалы, загрязняя окружающую среду.

Введение пироксенита в количестве 20-70 мас.% оптимизирует интервал спекания и интенсифицирует протекание твердофазных реакций, что способствует улучшению технических характеристик керамической плитки. Введение пироксенита в количестве более 70 мас.% вызывает кристаллизацию в расплаве некоторых фаз, в частности энстатита, что приводит к ухудшению спекаемости массы и, как следствие, увеличению водопоглощения и снижению прочности на изгиб готовых изделий. Введение пироксенита в количестве менее 20 мас.% увеличивает усадку изделий в результате большого количества плавней (стеклобоя и глины) в керамической массе.

Совокупность вышеуказанных признаков используемых сырьевых компонентов для создания керамической массы необходима и достаточна для снижения усадки и водопоглощения, при этом прочность на изгиб полученной керамической плитки соответствует требованиям ГОСТ 6141-91 при меньшем количестве компонентов керамической массы, что упрощает процесс изготовления плитки.

Изобретение реализуют следующим образом.

Подготовку шихты для опытных керамических масс осуществляют по общепринятой технологии, которая включает: измельчение по отдельности всех компонентов в лабораторной шаровой мельнице до остатка на сите (размер ячейки) 0.063 мм - 1,5%, взвешивание в необходимых количествах и перемешивание пироксенита, глины, стеклобоя. Из полученной шихты с влажностью 7% на лабораторном прессе при давлении 4-5 МПа формуют образцы в виде плиток. Плитки подвергают сушке при 105°С, а затем обжигают в лабораторной силитовой печи КО-14 при 950-1050°С. Средняя скорость подъема температуры составляет 2-3 град./мин. Обжиг изделий производят путем подъема температуры до 650°С с выдержкой при этой температуре 40 минут и последующим подъемом температуры до 950-1050°С и выдерживают при конечной температуре 2 часа. Образцы охлаждают вместе с печью.

На образцах, отформованных методом прессования из предлагаемой массы, определяют их свойства в соответствии с действующими методиками. Огневую усадку - путем измерения образцов до и после термообработки при разных температурах. Водопоглощение и прочность при изгибе - по ГОСТ 27180-2001 «Плитки керамические. Методы испытаний».

В таблице представлены составы предлагаемой керамической массы и свойства изделий, изготовленных на ее основе (примеры 1, 2, 3). В качестве эталона сравнения использован прототип (пример 6).

Из таблицы следует, что изготовленные на основе предлагаемой керамической массы образцы позволяют по сравнению с прототипом снизить усадку в 20 раз и водопоглощение в 2,1 раза, при этом не снижая механическую прочность. Указанные свойства обеспечивают высокие эксплуатационные и технологические показатели полученных изделий.

Для доказательства того, что предлагаемый компонентный состав является наилучшим для достижения наиболее выраженных эффектов: снижения усадки и водопоглощения, в таблице также приведены варианты составов 4 и 5 с запредельными содержаниями компонентов массы.

Керамическая масса не содержит токсичных компонентов. Экономическая эффективность и технологичность заявляемой керамической массы для изготовления изделий обусловлена ее малокомпонентностью, использованием доступного природного сырья, упрощением технологии получения при обеспечении экологической безопасности.

Улучшенные показатели огневой усадки, водопоглощения и механической прочности позволяют использовать предлагаемую массу для изготовления керамических плиток, пригодных для внутренней и наружной облицовки стен, печных изразцов, изделий декоративно-художественного назначения.

1. Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки, включающая пироксенит, стеклобой и легкоплавкую глину, отличающаяся тем, что в качестве пироксенита используют вмещающую породу месторождения хромовых руд и платиновой минерализации, содержащую, мас.%: авгит 57,7-67,2; энстатит 23,7-32,0; форстерит 4,3-5,8; серпентин 4,7-4,8, а в качестве стеклобоя используют бой щелочно-силикатных стекол при следующем соотношении компонентов, мас.%:

вмещающая порода месторождения хромовых руд и
платиновой минерализации 20–70
бой щелочно-силикатных стекол 20–30
легкоплавкая глина остальное

2. Керамическая масса по п.1, отличающаяся тем, что вмещающая порода месторождения хромовых руд и платиновой минерализации имеет следующий химический состав, мас.%: SiO2 47,40-50,50; TiO2 0,26-0,27; Al2O3 1,50-1,57; Fe2O3 1,90-4,28; FeO 4,17-4,59; MnO 0,16-0,18; MgO 21,80-22,54; CaO 12,05-15,30; Na2O 0,35-0,37; K2O<0,01-0,02; H2O 0,47-1,14; ппп. 2,51-5,06.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству облицовочной плитки. Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки включает, мас.%: кирпичная глина 50,0-56,0, плиточный бой 0,1-0,5, нефелиновый концентрат 9,0-11,0, трепел 25,9-31,9, парафин и/или стеарин 0,1-0,5, фосфорит 6,5-8,5.
Изобретение относится к области производства легких заполнителей для бетонов. Способ изготовления заполнителя для бетона включает подготовку массы на основе легкоплавких глин, способных вспучиваться в условиях термической обработки, введение в количестве 2-8% от ее объема молотого и просеянного через сито № 063 боя силикатного кирпича, увлажнение битумной и/или дегтевой эмульсией до 17-26%, формование гранул, сушку гранул до влажности 1-6%, обжиг гранул при температуре 900-1100°C и охлаждение гранул до температуры 20-50°C.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касается составов керамических масс для изготовления стеновых материалов: лицевого кирпича, блоков.

Изобретение относится к области утилизации гальванических шламов в производстве стеновых строительных материалов из малопластичных глин и может быть использовано при изготовлении изделий для облицовки фасадов и внутренних стен.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству облицовочной плитки. Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки включает, мас.%: кирпичную глину 54,4-60,4, размолотый до прохождения через сетку 0,14 плиточный бой 0,1-0,5, размолотый до прохождения через сетку 0,14 нефелиновый концентрат 11,0-13,0, размолотый до прохождения через сетку 0,14 трепел 28,0-32,0, расплавленный природный асфальт 0,1-0,5.

Изобретение относится к составам масс для производства кирпича. Технический результат – повышение морозостойкости кирпича.

Изобретение относится к способу утилизации отходов алюмохромового катализатора, включающему их введение в состав легкоплавких глинистых шихт для изготовления строительной керамики и последующее капсулирование при термической обработке в теле обожженного керамического черепка.

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для производства керамического кирпича. Сырьевая смесь для изготовления керамического кирпича, включающая глину, кварцевый песок модулем крупности 2,0-2,2, выгорающую добавку, дополнительно содержит кремнеземсодержащие шламовые отходы процесса переработки отработанного ванадиевого катализатора сернокислотного производства, а в качестве выгорающей добавки содержит смесь древесных опилок, крошки резинового регенерата процесса переработки утилизируемых автомобильных шин, гидроксипропилцеллюлозы при соотношении указанных составных частей выгорающей добавки: 1:0,1-0,3:0,01-0,02 при следующем соотношении компонентов, мас.%: глина 73,0-87,0, указанный кварцевый песок 9,0-16,0, шлам процесса переработки отработанного ванадиевого катализатора 2,0-5,0, указанная выгорающая добавка 2,0-6,0.

Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы в производстве облицовочной плитки, изразцов. Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки, изразцов, включающая глинистое сырье, керамический бой, нефелиновый концентрат, отличающаяся тем, что в качестве глинистого сырья содержит беложгущуюся глину, причем размолотые до порошкообразного состояния компоненты находятся при следующем соотношении, мас.%: беложгущаяся глина 50,0-55,0; керамический бой 10,0-25,0; нефелиновый концентрат 25,0-35,0.

Изобретение относится к области промышленности строительных материалов, в частности к составам керамических масс, которые могут быть использованы для изготовления бытовой керамики.

Изобретение относится к области технологии силикатов и может быть использовано для изготовления печных изразцов. Шихта для изготовления печных изразцов содержит, мас.%: глину тугоплавкую 87,8-87,9, сульфитно-дрожжевую бражку 0,05-0,17, измельченный и просеянный через сито № 063 циркон 5,0-7,0, измельченный и просеянный через сито № 063 глауконит 5,0-7,0, измельченное и просеянное через сито № 063 хозяйственное мыло 0,03-0,05.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству облицовочной плитки. Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки включает, мас.%: кирпичная глина 50,0-56,0, плиточный бой 0,1-0,5, нефелиновый концентрат 9,0-11,0, трепел 25,9-31,9, парафин и/или стеарин 0,1-0,5, фосфорит 6,5-8,5.
Изобретение относится к области создания пористых материалов – искусственных камней для использования в быту в индивидуальных банях и саунах. Способ получения керамического камня для бань и саун включает приготовление шихты, содержащей глину, увлажнение глинистого сырья не менее 20% воды, введение в него выгорающей добавки – древесной крошки в количестве 5-7% от объема шихты, гомогенизацию смеси, формование заготовки, ее сушку и термообработку при температуре 900-1100°С с получением заготовки пористостью 35-55% с последующим пропитыванием до полного насыщения порового пространства концентрированным раствором, например розовой памирской соли или калийной соли Березниковского месторождения, и сушкой готового изделия.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству облицовочной плитки. Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки включает, мас.%: кирпичную глину 54,4-60,4, размолотый до прохождения через сетку 0,14 плиточный бой 0,1-0,5, размолотый до прохождения через сетку 0,14 нефелиновый концентрат 11,0-13,0, размолотый до прохождения через сетку 0,14 трепел 28,0-32,0, расплавленный природный асфальт 0,1-0,5.

Группа изобретений относится к производству строительных материалов, в частности пористой керамики, и может быть использована в индустриальном и малоэтажном строительстве при изготовлении поризованной аэрированной керамики.

Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы в производстве облицовочной плитки, изразцов. Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки, изразцов, включающая глинистое сырье, керамический бой, нефелиновый концентрат, отличающаяся тем, что в качестве глинистого сырья содержит беложгущуюся глину, причем размолотые до порошкообразного состояния компоненты находятся при следующем соотношении, мас.%: беложгущаяся глина 50,0-55,0; керамический бой 10,0-25,0; нефелиновый концентрат 25,0-35,0.

Изобретение относится к области промышленности строительных материалов, в частности к составам керамических масс, которые могут быть использованы для изготовления бытовой керамики.

Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы для изготовления фасадной плитки. Керамическая масса для изготовления фасадной плитки, включающая глину огнеупорную, бентонит, содержит мусковит и кварцит, при следующем соотношении компонентов, мас.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для получения особо чистых и/или модифицированных глин, приготовления буровых растворов.

Изобретение относится к составам керамических масс, используемых в производстве изделий хозяйственно-бытового и декоративно-художественного назначения, облицовочной плитки.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к технологии изготовления керамических расклинивающих агентов, предназначенных для использования при добыче нефти или газа методом гидравлического разрыва пласта. Способ получения керамического расклинивающего агента, включающий помол шихты, гранулирование шихты и ее обжиг, при этом помол шихты включает две стадии - сухую и мокрую, причем мокрый помол проводят в щелочной среде, а в качестве шихты используют природный кварцевый песок в количестве 85-99% от массы смеси и алюмосодержащий материал в количестве 1-15%. Кварцевый песок весь либо частично предварительно обрабатывают при температуре выше 900°С. При мокром помоле щелочную среду создают путем добавления любой из известных щелочей или солей, обладающих щелочным потенциалом, например гидроксиды калия, или силикаты натрия, или триполифосфат натрия, или смесь любой из вышеперечисленных щелочей либо солей в соотношении от 1 до 99%. В качестве алюмосодержащего материала используют каолинит, огнеупорную, фарфоровую, керамические глины или другой подобный материал, либо смесь таких материалов в соотношении от 1 до 99%. Техническое решение направлено на получение продукта низкой (менее 1,5 г/см3) насыпной плотности, обладающего достаточной прочностью за счет создания коллоидной структуры, образующейся путем мокрого помола в специально созданной щелочной среде. 2.н. и 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 11 пр.
Наверх