КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА Российский патент 1997 года по МПК C04B33/00 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано, в основном, при производстве глиняного кирпича.

Известна керамическая масса, содержащая следующие компоненты, в мас.

Легкоплавкие кирпичные глины 25,0 80,0
Гипс и фосфогипс 5,0 50,0
Топливный шлак или зола 5,0 60,0
Железосодержащие добавки 2,0 15,0 (1)
Известна керамическая масса, включающая следующие компоненты, в мас.

Легкоплавкие кирпичные глины 68,0 89,0
Песок 10,0 30,0
Гипс и фосфогипс 1,0 2,0 (2)
Недостатком известных масс является то, что гипсосодержащий компонент требует предварительной подсушки и помола и вводится в массу в виде пылящего порошка. Кроме того, материал из таких масс отличает недостаточная прочность при изгибе и недостаточно высокая морозостойкость.

Наиболее близкой к описываемому изобретению является керамическая масса, содержащая следующие компоненты, в мас.

Глина 78,0 86,0
Выгорающая добавка (опилки) 8,0 10,0
Фосфогипс 6,0 12,0 (3)
Недостатком известной массы является недостаточно высокая прочность при изгибе и недостаточная морозостойкость, высокий процент водопоглощения и низкое качество поверхности обожженного черепка из-за выгоревших опилок крупностью до 5 мм, а также необходимостью предварительной сушки и помола фосфогипса.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в повышении прочности при изгибе, повышении морозостойкости, снижении водопоглощения и улучшении качества поверхности обожженного черепка, а также в охране окружающей среды и утилизации промышленных отходов.

Технический результат состоит в улучшении прочностных и эксплуатационных характеристик за счет введения цитрогипса и снижении себестоимости сырья за счет уменьшения доли кембрийской глины.

Технический результат достигается тем, что в керамическую массу из легкоплавкой кембрийской глины с химическим составом SiO₂ (60,0.62,0), TiO₂ (1,2.0,4), Al₂O₃ (19,0.20,0), Fe₂O₃ (3,0.4,0), CaO (1,1.1,3), MgO (2,5.3,0), K₂O (2,0.2,2), Na₂O (0,6.0,7) и отощителя в виде отсевов дробления гранитного щебня с M_кр 3,0 вводится цитрогипс техногенный продукт производства лимонной кислоты, при следующем соотношении компонентов, мас.

Кембрийская глина 50,0 65,0
Цитрогипс 25,0 35,0
Отсевы гранитного щебня с M_кр 3,0 10,0 15,0
Химический состав цитрогипса (ТУ 10-04-01-90):
CaSO₄ • 2H₂О 96,5 97,5
Примеси соединений 1,0 1,8
Оксалат кальция 1,5 1,7
Новым в настоящем изобретении является ввод в керамическую массу тонкодисперсного цитрогипса с влажностью 40 50% в виде пасты в указанном соотношении. В отличие от известных гипсов цитрогипс обладает высокой удельной поверхностью, свыше 4500 см²/г.

В изобретении цитрогипс указанного состава оказывает каталитическое действие на реакционную способность компонентов керамической массы, что способствует снижению температуры спекания и увеличению образования жидкой фазы при обжиге керамической массы, что, в свою очередь, влияет на улучшение физико-химических характеристик материала, в частности, значительно повышается прочность изделий при изгибе. А также происходит перераспределение пористости в сторону увеличения закрытой пористости, что влияет на уменьшение водопоглощения и увеличение морозостойкости.

Кроме того, высокая удельная поверхность цитрогипса способствует получению черепка с хорошей поверхностью без трещин и посечек.

Пример конкретного выполнения.

1. Керамическую массу готовят следующим образом: цитрогипс с влажностью 40 50% в виде пасты в количестве 25 35% смешивают с керамической глиной в количестве 50,0.65,0% и отсевами дробления гранитного щебня с M_кр 3,0 в количестве 10,0.15,0% тщательно перемешивают, при необходимости добавляют воду, чтобы формовочная влажность была 22,0 24,0% и формуют изделия.

2. Образцы сушат при T 80,0.100,0^oC и обжигают при T 950.980^oC.

Оценка прочностных показателей готовых образцов производилась на образцах-кубах с размером ребра 50 мм и образцах-балочках 160х40х40 мм.

Морозостойкость и водопоглощение определялись по ГОСТ 7025-92 на образцах-кубах с размером ребра 50 мм.

Физико-механические характеристики материала представлены в таблице.

Анализ данных таблицы показывает, что прочность при изгибе полученного материала выше прочности известного на 77% морозостойкость увеличилась в 2 раза, водопоглощение снизилось в 2 раза.

Кроме того, улучшился внешний вид обожженного черепка, трещины и посечки, а также другие дефекты на образцах отсутствуют.

Ввод гипсосодержащего компонента в шихту в виде пасты устраняет возможное пыление, что является положительным фактором охраны окружающей среды и способствует утилизации образующихся отходов производства лимонной кислоты в виде цитрогипса без дополнительной переработки.

Использование: керамическая масса может быть использована в промышленности строительных материалов. Сущность изобретения: керамическая масса, включающая глину, отощитель и гипсосодержащий компонент, с целью повышения прочности при изгибе, морозостойкости и снижения водопоглощения, в качестве последнего содержит цитрогипс при следующем соотношении компонентов, мас.%: кембрийская глина 50,0...65,0, цитрогипс 25,0...35,0, отсевы дробления гранитного щебня с M_кр=3,0 10,0...15,0. Физико-механические показатели следующие: прочность при изгибе 3,2 - 4,6 МПа, водопоглощение 6,2 - 8%, морозостойкость 50 циклов. 1 табл.

Керамическая масса, включающая глину, отощитель и гипсосодержащий компонент, отличающаяся тем, что в качестве последнего содержит цитрогипс, а в качестве отощителя отсевы дробления гранитного щебня с Мкр 3 при следующем соотношении компонентов, мас.

Кембрийская глина 50 65
Цитрогипс 25 35
Отсевы дробления гранитного щебня с Мкр 3 10 15в