Керамическая масса
Владельцы патента RU 2672692:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" ФГБОУ ВО ПГУПС (RU)
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве керамических строительных материалов, например кирпича. Керамическая масса содержит кембрийскую глину, шлак от алюминотермитной сварки стыков железнодорожных рельсов, с модулем крупности Мкр=2,8, состоящий на 90% из герцинита, представленного железистой шпинелью, и оксида алюминия, дробленый бой огнеупорных форм от алюминотермитной сварки рельсов, представленный кварцевым песком с остатками невыгоревшего органического связующего до 3%, отсеянный на сите №1, при следующих соотношениях компонентов, мас. %: глина кембрийская 69-74, указанный шлак 3-5, указанный дробленый бой огнеупорных форм 23-26. Технический результат - снижение плотности и коэффициента теплопроводности. 1 табл.
Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве керамических строительных материалов, например, кирпича.
Известны керамические массы, содержащие в качестве отощителя песок, металлургические шлаки и другие твердые техногенные продукты (М.И. Роговой «Технология искусственных пористых заполнителей и керамики». М., Стройиздат, 1974, с. 179-185).
Недостатком таких масс является высокое значение плотности и коэффициента теплопроводности.
Наиболее близкой к предлагаемому составу является керамическая масса, содержащая кембрийскую глину и отощитель, в качестве которого используется шлак от алюминотермитной сварки стыков железнодорожных рельсов, с модулем крупности Мкр=2,8, состоящий на 90% из герцинита, представленного железистой шпинелью, и оксида алюминия при следующих соотношениях компонентов, мас. %
| глина кембрийская | 75-85 |
| указанный шлак | 15-25 |
(RU №2610954, С04В 33/04, С04В 33/138, опубл. 17.02.2017 Бюл. №5).
Недостатком указанного состава является высокое значение плотности и коэффициента теплопроводности.
Задачей предлагаемого изобретения является снижение плотности и коэффициента теплопроводности керамической массы.
Технический результат достигается тем, что керамическая масса, содержащая кембрийскую глину и шлак от алюминотермитной сварки стыков железнодорожных рельсов, с модулем крупности Мкр=2,8, состоящий на 90% из герцинита, представленного железистой шпинелью, и оксида алюминия, дополнительно содержит дробленый бой огнеупорных форм от алюминотермитной сварки железнодорожных рельсов, представленный кварцевым песком с остатками невыгоревшего органического связующего до 3%, отсеянный на сите №1, при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
| глина кембрийская | 69-74 |
| указанный шлак от алюминотермитной сварки | 3-5 |
| указанный дробленый бой огнеупорных форм | 23-26 |
Снижение плотности и коэффициента теплопроводности керамической массы объясняется высоким содержанием аморфизированного кремнезема в составе дробленого боя огнеупорных форм в сочетании с несгоревшими остатками органики, что приводит к более равномерной мелкопористой структуре керамической матрицы, влияющей на теплопроводность.
Пример конкретного выполнения
Изделия изготавливаются по общепринятой технологии производства керамического кирпича пластическим формованием с обжигом при температуре плюс 1000°С.
В качестве глинистого сырья для керамического кирпича может быть использована легкоплавкая красножгущаяся кембрийская глина любого месторождения, например, месторождения Красный Бор.
В качестве отощителя используется шлак и дробленый бой огнеупорных форм - побочные продукты от алюминотермитной сварки стыков железнодорожных рельсов методом промежуточного литья. Алюминотермитная реакционная смесь содержит в стехиометрическом соотношении окалину, металлический алюминий в качестве восстановителя, легирующие добавки в виде ферросплавов и металлов и стальной наполнитель. При сгорании алюминотермитной смеси в керамических формах развивается температура до 3000°С, в связи с чем образуется шлак состоящий на 90% из герцинита - FeAl2O4 (представленного железистой шпинелью) и оксида алюминия, который подвергается дроблению и просеву на сите с ячейками 5 мм до достижения модуля крупности Мкр=2,8, и бой легко рассыпающихся керамических форм, состоящих из кварцевого песка и небольшого количества органического связующего (до 3%). Бой керамических форм при необходимости подвергается дроблению и отсеву на сите №1.
Образцы кирпича, отформованные вручную в формах размером 160×40×40 мм, сушили при температуре плюс 100°С до влажности 4-6% и обжигали при максимальной температуре плюс 1000°С с выдержкой не менее 1 часа. После обжига определялись следующие показатели образцов: плотность и коэффициент теплопроводности (ГОСТ 31359-2007). Результаты представлены в таблице.
Анализ результатов, приведенных в таблице, свидетельствует о том, что использование в качестве отощителя шлака и боя керамических форм от алюминотермитной сварки стыков железнодорожных рельсов, приводит к понижению плотности и коэффициента теплопроводности в сравнении со значениями, достигаемыми при использовании только одного шлака.
Керамическая масса, содержащая кембрийскую глину и шлак от алюминотермитной сварки стыков железнодорожных рельсов, с модулем крупности Мкр=2,8, состоящий на 90% из герцинита, представленного железистой шпинелью, и оксида алюминия, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит дробленый бой огнеупорных форм от алюминотермитной сварки железнодорожных рельсов, представленный кварцевым песком с остатками невыгоревшего органического связующего до 3%, отсеянный на сите №1, при следующих соотношениях компонентов, мас. %:
| глина кембрийская | 69-74 |
| указанный шлак от алюминотермитной сварки | 3-5 |
| указанный дробленый бой огнеупорных форм | 23-26 |
