Смесь для изготовления керамических изделий

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5008709/33 (22) 05.07.91 (46) 30.1293 Бвл, f4t 47-48 (71) Институт физико-технических проблем экологии (72) Шепелев Н.В„Тетерин МА; Бобрик М.Я„Крейк

АЯ„Мечкало АМ. (73) Институт физико-технических проблем эколо(54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ (19) RU (1Ц 2005110 С1

51) В (S7) Использование: изготовление керамических изделий, преимущественно облицовочного кирпича плитки, черепицы, сантехнического оборудования.

Сущность изобретения: смесь содержит, мас96: глину 30 — 57; золу 20 — 59; ил городских водоочистных сооружений 10 — 20; технический углерод

3. Прочность изделий при изгибе

51-107КГС/см, теплопроводность 0,36 — ОД9

Вт/м К 1 зл. ф-лы,3 табл.

2005110

20

40

55 фракция техуглерода

100

0,0001 мм

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для получения керамических изделий, преимущественно кирпича, применяемого для облицовочных работ, а также облицовочной плитки, черепицы, сантехнического оборудования, Известна смесь для изготовления керамических изделий на основе золы в количестве 75 мас.% и 25 мас.% глины, Однако изделия, полученные из данной смеси, характеризуются небольшой прочностью на изгиб, имеют сильно пористую шероховатую поверхность, высокую теплопp0804xocTb.

Известна смесь для изготовления керамических изделий на основе золы 20 мас.% и глины 30 мас.%.

Иэделия, полученные иэ данной смеси, характеризуются также небольшой прочностью на изгиб, имеют шероховатую пористую поверхность и высокую теплопроводность, Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является . состав для изготовления стеновых керамических изделий на основе глины и золы.

Однако изделия, полученные из данно. го состава смеси, имеют те же недостатки: высокую теплопроводность, небольшую прочность на изгиб и шероховатую поверхность, Целью изобретения является получение керамических изделий с низкой теплопроводностью, большой прочностью при изгибе и фактурой хорошего качества, с одновременной утилизацией отходов с водоочистных сооружений и заводов технического углерода.

Поставленная цель достигается тем, что. смесь для изготовления керамических иэделий на основе глины и эолы дополнительно содержит ил с водоочистных сооружений и некондиционный технический углерод (сажу) при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

Зола,20-59

Глина 30-57

Ил 10-20

Техугле род 1-3

Поставленная цель достигается также тем, что техуглерод и ил имеют следующий гранулометрический состав, %; фракции ила > 0,08 мм . 2,8

0,08 — 0,01 мм 7,5

0,01 — 0,005 мм 15,9

0,005-0,001 мм 12,7 менее 0,001 мм 61,1

Химический состав твердого осадка ила дан в пересчете на окислы, мас,%: SiOz 58,8;

А!2Оз 14 1; Ее20з 6.0; Са0 3,4; М90 0,5;

К О 1,1; NazO 1,3; п.п,п. 8,8, Технический углерод (сажа) состоит иэ углерода до 99,7%.

Ил водоочистных сооружений г.Омска имеет удельный вес 1,5 т/м, влагосодержание до 88%. По существующей технологии очистки воды твердый осадок сбрасывается в реку, загрязняя ее и нарушая экологическое состояние бассейна, Нестандартный {некондиционный) тех.нический углерод(сажа) получается на заводах технического углерода при переходе с одного режима работы на другой (при получении разных марок Ту) или при аварийных ситуациях и проч. Такой техуглерод не идет в производство.шин и резино-технических изделий и трудно утилизируется, Поэтому, с целью утилизации использованы технический углерод (нестандартный) всех марок и ил с водоочистных сооружений г .Омска в качестве компонентов смеси для получения керамических изделий, преимущественно кирпича.

При введении ила и техуглерода в смесь глины и золы достигается наибольшая упаковка частиц. Благодаря гелевому их состоянию они легко проникают между частицами глины и золы при перемешивании. Высокодисперсные частицы техуглерода и ила позволяют создать плотную упаковку частиц вещества, образуя непрерывные кластеры. т.е, непрерывную связь между частицами в данном объеме.

Таким образом, введение ила и технического углерода придает новые свойства всему веществу в целом. Частицы сажи состоят иэ углерода, который при обжиге взаимодействует с окислами смеси, восстанавливая их и освобождая СО, который при выходе на поверхности образует поры внутри изделия, С увеличением количества пор теплопроводность снижается до 0,39—

0,36 Вт/м.К, Применение технического углерода в смеси менее 1 мас.% мало влияет на теплопроводность изделия, а более 3 мас.%— увеличивает величину канала и пор, ухудшая

et о фактуру.

Введение ила менее 10 мас.% мало влияет на улучшение качества поверхности, а более 20 мае.% ухудшает прочностные характеристики изделия. Иэделия, изготовленные по данному изобретению, имеют фактуру хорошего качества, обладают большой прочностью на изгиб и невысокой теплопроводностью. Данный состав компонентов придает материалу новые

2005110

Таблица 1

Таблица 2 свойства, что.позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию

"Существенные отличия", Il р и м е р, B качестве сырья для получения смеси используют Омскую глину, золу

Омской ТЭЦ-5, ил с водоочистных сооружений и нестандартный техуглерод (сажу} с завода технического углерода, Химический и гранулометрический со.став сырья даны в табл.1 и 2.

Глину предварительно растворяют в иле, содержащем до 88% воды, чтобы перевести в высокодисперсное состояние, выдерживая ее в таком состоянии 14-16 ч, тщательно перемешивают и в смесь вводят золу, также перемешивая, Образовавшуюся смесь с влажностью 22-30% сушат в лопастной сушилке до влажности 5 — 6 при температуре сушки 100-400 С. Смесь засыпают в бегуны, размалывают, добавляют сажу и воду до 10-12% влажности, перемешивают и прессуют, сушат в кольцевой печи, нагревают и обжигают при 1050 С в течение 4 ч.

Полученный из данной смеси кирпич удовлетворяет требованиям ГОСТ 530-80 на марки 100-300. Кирпич по прочности при сжатии соответствует марке 200, а по прочности при изгибе — выше марки 300. Морозостойкость составила не менее 25 циклов, водопоглощение — более 8 j, теплопроводность 0,39-0,36 Вт/м.К. Для опытной проверки заявляемого состава были подготовлены 9 смесей ингредиентов, все

5 смеси показали оптимальные результаты.

Примеры даны в табл.3. Смеси получали описанным выше способом простым смешением. компонентов: глину предварительно растворяют в иле, выдерживают 15 ч, смесь

10 перемешивают и вводят золу, получая смесь с 22-30 влажности. Смесь. сушат до 5-6 влажности, размалывают в бегунах, вводят сажу, добавляют воду до 10-.12 влажности смеси, формуют, сушат и обжигают в коль15 цевых печах при 1050 С.

Кроме высоких технико-экономических показателей кирпич имеет гладкую ровную поверхность с микропористой структурой, которая придает кирпичу свойства, необхо20 димые для облицовочных операций, и снижает теплопроводность, что ведет к экономии материала. (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 1175921, кл. С 04 В 33/32. 1983.

25 2. Авторское свидетельство СССР

¹ 983114, кл. С 04 В ЭЗ/30, 1979, 3. Авторское свидетельство СССР № 1222660, кл, С 04 В ЗЗ/02, 1984.

2005110

Таблица 3

Характеристика изделий

Компоненты пп

Техуглерод Зола

Прочность при сжатии, кгс/см при

1000 С

Прочность при изгибе, кгс/см

Ил

Глина водопоглощение, % при

1000 С тепломоропроводность, Вт/м К зостойкость, цикл

14-17

10-18

0,52

20-59

42

0,39-0,36

1-3

3

10 — 20

17

0,36

16

0,36

0,36

17

14

12

16

0,39

12

0.39

0,39

0,36

0,37

0,39

I °

Формула изобретения

I сооружений 10-20

Технический углерод 1-8

2. Смесь по п.1, отличающаяся тем, что ил городских водоочистных сооружений и технический углерод имеют следующий гранулометрический состав:

Ил > 0,08 мм 2,8

0,08- 0,01 мм 7,5

0,01 - 0,005 мм 15,9%

0,005- 0,001 мм 12,7 менее 0,001 мм 61,1%

Технический углерод менее

0,0001 мм 100%

1, СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕ- I

РАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ, включающая глину и золу, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит ил городских во. доочистных сооружений и технический углерод и ри следующем соотношении компонентов, мас.%:

Глина 30- 57

Зола 20- 59

Ил городских водоочистных

Составитель Н. Шепелев

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М, Керецман

Редактор С. Кулакова

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Заказ 3422

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

2

4

6

8

30-57

57

57 46

32

54

39

27

51-107

57

107

56

72

74

53

84

136 †3

147

327

206

256

222

192

136

222

157