КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА СВЕТЛОГО ТОНА ДЛЯ ЛИЦЕВОГО КИРПИЧА Российский патент 2023 года по МПК C04B33/132 

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве керамических строительных материалов из кембрийской глины, например, для лицевого кирпича, облицовочной керамической плитки светлого тона.

Известна керамическая масса светлого тона для лицевого кирпича, состоящая из кембрийской глины, отощителя и осветляющей добавки, при следующих соотношениях компонентов, об.%: глина кембрийская - 55, песок кварцевый - 20, мел технический дисперсный - 25. (Альперович И.А., Осипов Г.Т., Свитко B.C. Лицевой кирпич светлых тонов на основе кембрийских глин // Строительные материалы, 1995, №11, с. 6-8),

Недостатками указанного состава являются большое водопоглощение кирпича, низкие значения прочности и коэффициента конструктивного качества.

Известна керамическая масса светлого тона для лицевого кирпича, содержащая кембрийскую 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; кембрийская глина - остальное (RU №2412131, С04В 33/132, С04В 33/138, опубл. 20.02.2011. Бюл. №5).

Недостатком указанного состава является низкое значение прочности при изгибе и сжатии, большое водопоглощение и низкое значение коэффициента конструктивного качества.

Наиболее близкой к предлагаемому составу является керамическая масса светлого тона для лицевого кирпича, содержащая кембрийскую глину и отсев строительных отходов от разборки зданий с М_кр=2,7, на 80% представленный боем тяжелого бетона (RU -№2470895, С04 В 33/132, бюл. №13, 2009.05.10), при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Глина кембрийская 70-75 Отсев строительных отходов от разборки зданий с М_кр=2,7, на 80% представленный боем тяжелого бетона 25-30

Недостатком указанного состава является низкое значение коэффициента конструктивного качества при недостаточно высоких значениях прочности при сжатии.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение прочности при сжатии и повышение коэффициента конструктивного качества.

Технический результат достигается тем, что керамическая масса светлого тона для лицевого кирпича, содержащая кембрийскую глину, отсев строительных отходов от разборки зданий с М_кр=2,7, на 80% представленный боем тяжелого бетона, дополнительно содержит молотый гранулированный доменный шлак с удельной поверхностью не менее 280 м²/кг, при следующих соотношениях компонентов керамической массы, мас. %:

кембрийская глина 60,0-70,0 указанный отсев строительных отходов от разборки зданий 20,0-24,0 указанный молотый гранулированный доменный шлак 10,0-16,0

Повышение прочности материала определяется присутствием большого количества стеклофазы в тонкомолотом гранулированном доменном шлаке, что способствует при обжиге появлению новообразований по границе раздела фаз: глиняная матрица - отощитель (доменный шлак), тем самым дополнительно упрочняя керамический черепок. В черепке при обжиге происходит кристаллизация геленита, мервинита, окерманита и формируется комбинированная поровая структура с увеличением до 70% объема пор размером от 1 до 5 мкм. Частицы тяжелого бетона дополнительно привносят собственную пористость за счет дегидратации цементных фаз, все это снижает плотность керамического черепка. Кроме того, наличие аморфной стеклофазы в доменном шлаке и органических включений в отсеве строительных отходов от разборки зданий приводит к более раннему появление жидкой фазы, и, как следствие, к более интенсивному спеканию матрицы и повышению прочности образцов. Осветление керамического черепка обеспечивается образованием низкотемпературного расплава и увеличением его количества. В образовавшемся расплаве растворяются железосодержащие фазы глины, которые вовлекаются в образование сложных силикатов и алюмосиликатов с бесцветной или малоинтенсивной окраской. Кроме того, присутствие силикатов кальция в шлаке подкрепляет осветляющее действие, обеспечивая полноту протекания реакций синтеза бесцветных железосодержащих соединений.

Пример конкретного выполнения Изделия изготавливаются по общепринятой технологии производства керамического 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. Данные химического анализа глины представлены в таблице 1.

В качестве отощителя и осветляющей добавки используется отсев строительных отходов от разборки и разрушения зданий, более чем на 80% состоящий из тяжелого бетона, представленного низкоосновными гидросиликатами кальция и молотый гранулированный доменный шлак с удельной поверхностью не менее 280 м²/кг. В состав строительных отходов также входит бой кирпича и незначительное количество органических веществ (щепа, пенопласт, асфальтобетон). Строительный отход был отсеян на сите №5. Модуль крупности отсева составил М_кр=2,7, что сопоставимо с модулем крупности среднего и крупного песка, используемого при производстве строительного керамического кирпича.

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. Так, например, гранулированный доменный шлак (г.Череповец) обладает аморфной структурой, содержит геленит, монтичеллит, шпинель и другие силикаты, алюминаты и алюмосиликаты кальция, магния, а также небольшое количество соединений железа и марганца. Череповецкий доменный шлак подвергался помолу до удельной поверхности не менее 280 м²/кг. Проведенные исследования пористости методом ртутной порометрии молотого гранулированного доменного шлака показали наличие пор размером менее 10 мкм 80-85% от суммарного объема. Такие поры улучшают теплотехнические характеристики, снижают плотность черепка и в меньшей мере влияют на снижение прочностных характеристик.

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 980-1000°С в электропечи с выдержкой не менее 1 часа. После обжига определялся предел прочности при сжатии по ГОСТ 8462-85, водопоглощение, средняя плотность черепка по ГОСТ 7025-91, и вычислялся коэффициент конструктивного качества. Результаты представлены в таблице 2. Анализ результатов, приведенных в таблице 2, свидетельствует о том, что введение в состав керамической массы молотого гранулированного доменного шлака, в сочетании с отсевом строительных отходов от разборки зданий, приводит к более интенсивному образованию жидкой фазы в керамическом кирпиче, появлению новообразований по границам раздела фаз, а также формированию мелкопористой структуры. Все это способствует повышению предела прочности при сжатии на 13% и повышению коэффициента конструктивного качества на 45% по сравнению со значениями, достигаемыми прототипом.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве керамических строительных материалов, например для лицевого кирпича, черепицы, облицовочной керамической плитки светлого тона из кембрийской глины. Техническим результатом изобретения является снижение плотности, повышение прочности при сжатии и коэффициента конструктивного качества изделий. Керамическая масса светлого тона для лицевого кирпича содержит кембрийскую глину, отсев строительных отходов от разборки зданий с М_кр=2,7, на 80% представленный боем тяжелого бетона, молотый гранулированный доменный шлак с удельной поверхностью не менее 280 м²/кг при следующих соотношениях компонентов, мас. %: глина кембрийская - 60-70; указанный отсев строительных отходов от разборки зданий - 20-24; указанный молотый гранулированный доменный шлак - 10-16. 2 табл.

Керамическая масса светлого тона для лицевого кирпича, содержащая кембрийскую глину, отсев строительных отходов от разборки зданий с М_кр=2,7, на 80% представленный боем тяжелого бетона, отличающаяся тем, что дополнительно содержит молотый гранулированный доменный шлак с удельной поверхностью не менее 280 м²/кг, при следующих соотношениях компонентов, мас. %:

Глина кембрийская 60,0-70,0 Указанный отсев строительных отходов от разборки зданий 20,0-24,0 Указанный молотый гранулированный доменный шлак 10,0-16,0