ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА Российский патент 2011 года по МПК C04B33/132 C04B33/138 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве керамических строительных материалов, например, для лицевого кирпича.

Известна керамическая масса, включающая в мас.% 60…80 кембрийской глины, а в качестве отощителя и порообразующей добавки 20-40% нефтезагрязненного балластного щебня (RU №2243183, С04В 33/00, опубл. 27.12.2004, бюл. №36). Недостатком указанного состава является высокая теплопроводность кирпича.

Известна также керамическая шихта из сырьевой смеси, включающей глину и отощитель - гранулированный шлак, смешанный с отработанным минеральным маслом в соотношении 1:10, полученную смесь добавляют к глине в количестве 20 мас.% (RU №2283194, С09В 3/00, С04В 33/02, С04В 33/132, опубл. 10.09.2006, бюл. №25). Недостатком указанного состава является высокая теплопроводность кирпича.

Наиболее близкой к предлагаемому составу является керамическая шихта для изготовления кирпича, содержащая, об.%: древесные опилки с размером частиц до 10 мм 4-8, гранулированный шлак металлургического производства 7-13, отходы производства минераловатных плит 4-8, суглинок и/или глина - остальное (RU №2052417, С04В 33/00, С04В 33/02, опубл. 20.01.1996).

Недостатком указанного состава является также высокая теплопроводность кирпича.

Задачей предлагаемого изобретения является уменьшение коэффициента теплопроводности кирпича с одновременной утилизацией промышленных отходов.

Поставленная задача достигается тем, что в шихте для изготовления керамического кирпича, содержащей глину, гранулированный доменный шлак, порообразующий компонент, в качестве порообразующего компонента использован тонкомолотый бой ячеистого бетона с остатком на сите №008 не более 1% при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

Тонкомолотый бой ячеистого бетона с остатком

на сите №008 не более 1% 15…20

Гранулированный доменный шлак 20…25

Глина остальное.

Изобретение заключается в снижении теплопроводности керамического кирпича на основе кембрийской глины в сочетании с тонкомолотым боем ячеистого бетона с остатком на сите №008 не более 1% и используемым в качестве отощителя гранулированным доменным шлаком.

Технический результат достигается тем, что низкоосновные гидросиликаты боя ячеистого бетона с размером частиц менее 0,008 мм при обжиге переходят в волластонит и удаляется химически связанная вода, что создает дополнительную систему микропор.

Кроме того, применение гранулированного доменного шлака попутно позволяет решить комплекс вопросов по улучшению качества масс, полуфабриката, оптимизации технологического процесса и, в конечном счете, готовых изделий. В частности, улучшить сушильные свойства сырца, снизить усадку.

Пример конкретного выполнения

Изделия изготавливаются по общепринятой технологии производства керамического лицевого кирпича пластическим формованием с обжигом при температуре плюс 980-1000°С. В качестве глинистого сырья для керамического кирпича используется легкоплавкая красножгущаяся кембрийская глина месторождения Красный Бор (см. таблицу 1).

Таблица 1 Химический состав кембрийской глины, мас.% SiO₂ TiO₂+Al₂O₃ Fe₂O₃ CaO MgO К₂О SO₃ П.п.п. 62,83 17,29 6,64 1,24 2,73 4,5 0,54 4,26

В качестве порообразующей добавки используется пенобетон автоклавного твердения плотностью 500 кг/м³ более чем на 80%, состоящий из низкоосновных гидросиликатов, измельченный в шаровой мельнице до остатка на сите №008 не более 1%.

Использование тонкомолотого боя ячеистого бетона с размером частиц более 0,008 мм уменьшает коэффициент теплопроводности керамического кирпича за счет образования дополнительной системы микропор при обжиге. В качестве отощителя используется гранулированный доменный шлак. При выплавке чугуна и стали образуется около тонны гранулированного доменного шлака на каждую тонну металла. При быстром охлаждении (грануляции) в шлаке присутствует стекло, содержание которого достигает 80% по массе и более. В кристаллической составляющей присутствует геленит, монтичеллит, шпинель и другие силикаты, алюминаты и алюмосиликаты Са и Mg. Так, например, череповецкий гранулированный доменный шлак обладает аморфной структурой, содержит 2CaO-SiO₂ и небольшое количество соединений железа и марганца. Химический состав Череповецкого шлака представлен в таблице 2.

Таблица 2 Химический состав череповецкого шлака, мас.% SiO₂ Al₂O₃ Fe₂O₃ CaO MnO MgO 41,92 6,6 0,33 44,8 0,9 2,38

Образцы кирпича, отформованные вручную в формах размером 100*100*20 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 определялся коэффициент теплопроводности черепка по ГОСТ 7076-99. Результаты представлены в таблице 3.

Таблица 3 Состав керамической шихты Коэффициент теплопроводности, λ, Вт/м°С Прототип: об.%   древесные опилки с размером частиц до 10 мм 4-8 гранулированный шлак металлургического производства 7-13 0,281 отходы производства минераловатных плит 4-8   суглинок и/или глина остальное   мас.%   Тонкомолотый бой ячеистого бетона с остатком на сите №008 15   Гранулированный доменный шлак 25 0,238 Глина кембрийская 60   мас.%   Тонкомолотый бой ячеистого бетона с остатком на сите №008 17   Гранулированный доменный шлак 23 0,235 Глина кембрийская 60   мас.%   Тонкомолотый бой ячеистого бетона с остатком на сите №008 20   Гранулированный доменный шлак 20 0,240 Глина кембрийская 60  

Механизм действия тонкомолотого боя ячеистого бетона с размером частиц менее 0,008 мм состоит в том, что при обжиге низкоосновные гидросиликаты переходят в волластонит и дополнительно выкристаллизовываются из гранулированного шлака новые фазы окерманит и геленит переходящие в мелилит, низкоосновные гидросиликаты переходят в волластонит и удаляется химически связанная вода, что создает дополнительную систему микропор и приводит к усложнению структуры, образуются новые соединения с высокой молярной массой, имеющие более низкие значения коэффициента теплопроводности. Все вместе взятое приводит к снижению теплопроводности керамического кирпича.

Анализ результатов, приведенных в таблице 3, свидетельствует о том, что введение в состав керамической шихты в качестве отощителя гранулированного доменного шлака в сочетании с порообразующей добавкой тонкомолотого боя ячеистого бетона с размером частиц менее 0,008 мм приводит к снижению коэффициента теплопроводности по сравнению с прототипом на 15%.

При использовании в качестве отощителя гранулированного доменного шлака наблюдается попутный эффект снижения усадки и повышения трещиностойкости образцов при сушке, что приводит к оптимизации технологического процесса.

К тому же отпадает необходимость складирования отходов, таких как доменный шлак, бой пенобетона, на полигонах, что освобождает земли под сельскохозяйственные угодья, снижает антропогенную нагрузку на окружающую среду и благоприятно сказывается на экологической обстановке в регионе.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве керамических строительных материалов, например, для лицевого кирпича. Техническим результатом изобретения является снижение коэффициента теплопроводности. Шихта для изготовления керамического кирпича содержит глину, гранулированный доменный шлак и тонкомолотый бой ячеистого бетона с остатком на сите №008 не более 1% при следующем соотношении компонентов, мас.%: тонкомолотый бой ячеистого бетона с остатком на сите №008 не более 1% 15-20; гранулированный доменный шлак 20-25; глина - остальное. 3 табл.

Шихта для изготовления керамического кирпича, содержащая глину, гранулированный доменный шлак и порообразующий компонент, отличающаяся тем, что в качестве порообразующего компонента использован тонкомолотый бой ячеистого бетона с остатком на сите № 008 не более 1% при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Тонкомолотый бой ячеистого бетона с остатком   на сите № 008 не более 1% 15-20 Гранулированный доменный шлак 20-25 Глина Остальное