КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА Российский патент 2009 года по МПК C04B33/132 

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения керамического кирпича.

Известна керамическая масса для получения кирпича следующего состава, мас.%: глинистая часть «хвостов» гравитации цирконильменитовых руд - 20-70, зола ТЭС - 30-80 /Абдрахимов Д.В. Керамический кирпич из отходов производств / Д.В.Абдрахимов, Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов. // Строительные материалы. - 1999. - №9. - С 34-35/ [1].

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

Наиболее близкой к изобретению является керамическая масса для изготовления кирпича, включающая следующие компоненты, мас.%: бейделлитовая легкоплавкая глина с верхним пределом температуры огнеупорности, близкой к температуре тугоплавких глин, - 50-70, золошлаковый материал с содержанием органики 15-25% - 30-50 /Абдрахимов В.З. Использование золы ТЭС в производстве керамического кирпича / В.З.Абдрахимов // Межвузовский сборник трудов. - Самара, 2006. - Вып. 1. Повышение энергоэффективности зданий и сооружений. - С.88-92. / [2]. Принят за прототип.

Недостатком указанного состава керамической массы является относительно низкая термостойкость.

Сущность изобретения - повышение качества строительных материалов.

Техническим результатом изобретения является повышение термостойкости и морозостойкости кирпича.

Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую массу, включающую бейделлитовую легкоплавкую глину с верхним пределом температуры огнеупорности, близкой к температуре тугоплавких глин, и золошлаковый материал с содержанием органики 15-25%, дополнительно вводят в качестве кальцийсодержащего компонента карбонатный шлам, получаемый при водоочистке питьевой воды, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

бейделлитовая легкоплавкая глина с верхним пределом температуры огнеупорности, близкой к температуре тугоплавких глин50-70золошлаковый материал с содержанием органики 15-25%15-25карбонатный шлам, получаемый при водоочистке питьевой воды, с содержанием СаО 47,54 и SiO₂ 19,5%15-25

В качестве основного глинистого сырья для производства керамического кирпича использовалась глина Образцовского месторождения Самарской области. Глина Образцовского месторождения характеризуется как среднедисперсная, преимущественно с низким содержанием мелких и средних включений, представленных кварцем, железистыми минералами, гипсом и карбонатными включениями, химический состав представлен в табл.1. Основным породообразующим минералом глины является бейделлит, среднее содержание которого составляет до 70%.

Таблица 1Химические составы компонентовКомпонентыСодержание оксидов, мас.%SiO₂Al₂O₃СаОMgOFe₂О₃R₂OSO₃п.п.п.Бейделлитовая глина Образцовского месторождения57,1319,252,01,325,721,51,018,8Золошлаковый материал Тольяттинской ТЭЦ (Донецкий бассейн)49,1617,73,992,366,420,10.919,94Карбонатный шлам19,51,0447,548,01,510,21-21,08

По гранулометрическому составу глина Образцовского месторождения относится к группе среднедисперсного сырья, высокочувствительного к сушке и характеризуется высокой усадкой образцов, а по пластичности относится к среднепластичной, число пластичности которой колеблется в пределах 15-24.

В качестве отощителя и выгорающей добавки для производства керамического кирпича использовался золошлаковый материал, химический состав которого представлен в табл.1, а в качестве кальцийсодержащего компонента использовался карбонатный шлам, получаемый при водоочистке питьевой воды. Химический состав карбонатного шлама представлен в табл.1. По минералогическому составу карбонатный шлам представлен в основном СаСО₃ (40-50% и Са(ОН)₂ (до 30%), влажность шлама до 50%.

Известно, что СаО, несмотря на высокую температуру плавления, в глиносодержащих массах является сильным плавнем вследствие образования с Al₂O₃ и SiO₂ сравнительно легкоплавких соединений. При температурах около 1000°С взаимодействие между СаО и глинистыми веществами еще незначительно. При более высоких температурах реакция интенсифицируется, и образуются уплотняющие легкоплавкие соединения, эвтектики и стекла.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Керамическую массу готовили пластическим способом при влажности 20-24%, из которой формовали кирпич, высушивали кирпич-сырец до влажности не более 8% и затем обжигали при температуре 1050°С. В табл.2 приведены составы керамических масс, а в табл.3 - физико-механические показатели кирпича.

Таблица 2Составы керамических массКомпонентыСодержание компонентов, мас.%123Бейделлитовая глина Образцовского месторождение706050Золошлаковый материал Тольяттинской ТЭЦ (Донецкий бассейн)152025Карбонатный шлам152025

Таблица 3Физико-механические показатели кирпичаПоказателиСоставыПрототип123Термостойкость, циклы5872-4Морозостойкость, циклы45676025-30Усадка, %3,84,24,06,5-6,8

Как видно из табл.3, кирпичи из предложенных составов имеют более высокую термостойкость и морозостойкость, чем у прототипа.

Полученное техническое решение при использовании карбонатного шлама позволяет значительно увеличить термостойкость и морозостойкость. Кроме того, введение в состав керамических масс карбонатного шлама позволяет значительно снизить усадку кирпича.

Использование техногенного сырья при получении кирпича способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды и расширению сырьевой базы для керамических материалов.

Источники информации

1. Абдрахимов Д.В. Керамический кирпич из отходов производств / Д.В.Абдрахимов, Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов. // Строительные материалы. - 1999. - №9. - С 34-35.

2. Абдрахимов В.З. Использование золы ТЭС в производстве керамического кирпича / В.З.Абдрахимов // Межвузовский сборник трудов. - Самара, 2006. - Вып.1. Повышение энергоэффективности зданий и сооружений. - С.88-92.

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения кирпича. Техническим результатом изобретения является повышение термостойкости и морозостойкости изделий. Керамическая масса включает бейделлитовую легкоплавкую глину с верхним пределом температуры огнеупорности, близкой к температуре тугоплавких глин, золошлаковый материал с содержанием органики 15-25% и карбонатный шлам, содержащий в мас.%: SiO₂ - 19,5; Al₂O₃ - 1,04; CaO - 47,54; MgO - 8,0; Fe₂O₃ - 1,51; R₂O - 0,21; п.п.п. - 21,08, получаемый при водоочистке питьевой воды, при следующем соотношении компонентов, мас.%: бейделлитовая легкоплавкая глина - 50-70; золошлаковый материал - 15-25; карбонатный шлам - 15-25. 3 табл.

Керамическая масса для изготовления керамического кирпича, включающая бейделлитовую легкоплавкую глину с верхним пределом температуры огнеупорности, близкой к температуре тугоплавких глиной золошлаковый материал с содержанием органики 15-25%, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит карбонатный шлам, содержащий в мас.%: SiO₂ 19,5; Al₂О₃ 1,04; CaO 47,54; MgO 8,0; Fe₂О₃ 1,51; R₂O 0,21; п.п.п. 21,08, получаемый при водоочистке питьевой воды при следующем соотношении компонентов, мас.%:

бейделлитовая легкоплавкая глина с верхним пределом температуры огнеупорности, близкой к температуре тугоплавких глин 50-70; золошлаковый материал с содержанием органики 15-25% 15-25; карбонатный шлам, получаемый при водоочистке питьевой воды с содержанием в мас.%: SiO₂ 19,5; Al₂О₃ 1,04; CaO 47,54; MgO 8,0; Fe₂O₃ 1,51; R₂O - 0,21; п.п.п. 21,08 15-25.