КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА Российский патент 2015 года по МПК C04B33/135 

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 50-70, золошлаковый материал 15-25, волластонитсодержащий гранулированный шлак от фосфорного производства 15-25 /Патент №2341491 Российской Федерации, МПК С04В 33/138. Керамическая масса для изготовления керамического кирпича. / Ковков И.В., Шевандо В.В., Абдрахимов В.З., Денисов Д.Ю., Абдрахимова Е.С., Абдрахимов В.З., Вдовина Е.В. - Опубл. 20.12.2008. Бюл. 35/ [2]. Принят за прототип.

Недостатком указанного состава керамической массы являются относительно низкие морозостойкость и кислотостойкость.

Сущность изобретения - повышение качества керамического кирпича.

Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости и кислотостойкость кирпича.

Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую массу, включающую бейделлитовую легкоплавкую глину и золошлаковый материал, дополнительно вводят кальцийсодержащий доменный шлак витрофировой структуры с содержанием, мас.%: SiO₂ - 32,2; Al₂O₃ - 12,3; Fe₂O₃ - 2,8; CaO - 41,0; MgO - 8,8; R₂O - 2,9 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

бейделлитовая легкоплавкая глина 50-70 золошлаковый материал 15-25 кальцийсодержащий доменный шлак витрофировой структуры 15-25

Кальцийсодержащий доменный шлак витрофировой структуры образуется в доменных печах на АО «Северсталь», г. Череповец.

Витрофиры - вулканические стекла, имеющие крупные кристаллические вкрапленники и содержащие влаги более 6%. В шлаках витрофирового типа содержание кристаллической фазы доходит до 20-25% и она может быть представлена не только разрозненными микролитами, но и их скоплениями, а также отдельными более крупными частицами кристаллической фазы. Микролит - малый камень: мелкие игольчатые или пластинчатые кристаллики микроскопических размеров входят в стекловатую основную массу эффузивных горных пород. По данным кристаллооптического (n_m - 1,532, n_g - 1,538) и рентгеновского анализов основная кристаллическая фаза идентифицируется как мелилит и является преобладающей в данном доменном шлаке. Мелилит - химическая формула (Ca,Na)₂(Mg,Al)[(Si,Al)₂O₇], твердость 5-5,5. Плотность - 2,980-3,066 г/см³.

Химический состав кальцийсодержащего доменного шлака витрофировой структуры представлен в таблице 1.

Повышенное содержание СаО и R₂O в доменном шлаке позволит повысить физико-механические показатели кирпича при температуре обжига кирпича - 1050°С.

Образцовская глина по огнеупорности (1320-1350°С) относится к легкоплавким, но температура огнеупорности имеет верхний предел, близкий к температуре тугоплавких глин. Образцовская глина по содержанию Al₂O₃ (таблица 1) относится к группе полукислого сырья, а по содержанию оксида железа - к группе с высоким содержанием красящих оксидов.

Бейделлитовая глина имеет высокую связующую способность (пластичность) и способна связать до 50-70% техногенного сырья при производстве керамических изделий.

Для производства кирпича в качестве отощителя и выгорающей добавки использовался золошлаковый материал Тольяттинской ТЭС. Зола - рыхлый материал черного или серого цвета. Кроме минеральных веществ в ней присутствует органическая составляющая. Химический состав золошлакового материала представлен в таблице 1.

Минералогический состав золошлакового материала представлен следующими минералами, мас.%: аморфизованное глинистое вещество - 10-20; органика - 20-25; стекловатые шарики - 45-65; кварц, полевой шпат - 5-15; кальцит - 3-5; гидрогранаты, муллит, оксиды железа - 5-10, примеси - 3-7. Имея повышенное содержание органики, золошлаковый материал может использоваться в производстве керамических материалов и в качестве выгорающей добавки.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Компоненты измельчали до прохождения сквозь сито №1,0. После измельчения компоненты тщательно перемешивались. Керамическую массу готовили пластическим способом при влажности 20-24%, из полученной шихты формовали кирпич. Сформованный кирпич-сырец высушивали до влажности не более 8% и затем обжигали при температуре 1050°С. Изотермическая выдержка при конечной температуре составляла 1 час. В таблице 2 приведены составы керамических масс, а в таблице 3 - физико-механические показатели кирпича.

Как видно из таблицы 3, кирпичи из предложенных составов имеют более высокие показатели по морозостойкости и кислотостойкости, чем прототип.

Полученное техническое решение при использовании кальцийсодержащего доменного шлака витрофировой структуры позволяет повысить морозостойкость и кислотостойкость кирпича.

Использование техногенного сырья при получении кирпича способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды, 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. Патент №2341491 Российской Федерации, МПК С04В 33/138. Керамическая масса для изготовления керамического кирпича. / Ковков И.В., Шевандо В.В., Абдрахимов В.З., Денисов Д.Ю., Абдрахимова Е.С., Абдрахимов В.З., Вдовина Е.В. - Опубл. 20.12.2008. Бюл. 35.

Изобретение относится к составам масс для получения керамического кирпича. Технический результат изобретения - в повышении морозостойкости и кислотостойкости кирпича. Керамическая масса содержит следующие компоненты, мас.%: бейделлитовая легкоплавкая глина - 50-70; золошлаковый материал - 15-25; кальцийсодержащий доменный шлак витрофировой структуры - 15-25. Кальцийсодержащий доменный шлак витрофировой структуры имеет следующий состав, мас.%: SiO₂ - 32,2; Al₂O₃ - 12,3; Fe₂O₃ - 2,8; СаО - 41,0; MgO - 8,8; R₂O - 2,9. 3 табл.

Керамическая масса для изготовления керамического кирпича, включающая легкоплавкую глину, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит кальцийсодержащий доменный шлак витрофировой структуры с содержанием, мас.%: SiO₂ - 32,2; Al₂O₃ - 12,3; Fe₂O₃ - 2,8; СаО - 41,0; MgO - 8,8; R₂O - 2,9 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
бейделлитовая легкоплавкая глина 50-70 золошлаковый материал 15-25 кальцийсодержащий доменный шлак витрофировой структуры 15-25