Керамическая масса для изготовления строительного кирпича

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к производству керамического кирпича, а также может быть использовано для изготовления плиток и других изделий, обладающих хорошими теплоизоляционными свойствами. Технический результат - уменьшение теплопроводности готового изделия, утилизация отходов сахарного производства. Указанный технический результат достигается тем, что керамическая масса в качестве добавки содержит дефекат, являющийся отходом сахарного производства с содержанием кальцита 60-85%, с размером частиц 60-40 мкм, при следующем соотношении компонентов, мас.%: глина 50-90, дефекат 10-50. 1 табл.

 

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к производству керамического кирпича, а также может быть использовано для изготовления плиток и других изделий, обладающих хорошими теплозащитными свойствами.

Известна сырьевая смесь для изготовления керамического кирпича, включающая в мас.%: глинистый мергель с содержанием СаО 20,1-24,0% - 75-85; цеолитсодержащую глину 5-15 и стеклобой 13,8-18,0 (патент №2210554, МКИ 7 С 04 В 33/00, Бюл. №23, 20.08.2003 г.).

Известна также керамическая смесь для приготовления строительных изделий, включающая, в мас.%: легкоплавкую глину 29,5-94,0; известняк 2,5-35,0; кварцевый песок 2,5-25,0; хлорид натрия 0,5-1,0. Прочность на сжатие равна 15,2-28,1 МПа, водопоглощение 10,5-28,1%, цвет светложелтый (А.С. №1606495, МПК 5 С 04 В 33/00, Бюл. №42, 1990 г.).

Недостатком известных керамических масс является то, что изделия из них имеют низкие теплоизоляционные свойства и высокие объемные массы.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является керамическая масса для изготовления кирпича, включающая мас.%: глину - 45-60, тальковый сланец - 15-20, доломит - 20-30 (RU 2004517, кл. C 04 B 33/00, опубл. 15.12.1993 г.).

Недостатком является то, что керамическая масса состоит из трех компонентов и каждый из которых необходимо измельчать до порошкообразного состояния, а получаемые изделия обладают низкими теплоизоляционными свойствами.

Техническим результатом является уменьшение теплопроводности готового изделия за счет снижения коэффициента теплопроводности, утилизация отходов сахарного производства.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной керамической массе для изготовления строительного кирпича, включающей глину и добавки, согласно изобретению в качестве добавки используют дефекат, являющийся отходом сахарного производства с содержанием кальцита 60-85%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Глина	50-90
Дефекат	10-50

Введение дефеката в керамическую массу, содержащего 60-85% кальцита, позволяет получить кирпич улучшенных теплотехнических характеристик, за счет того, что при обжиге образуются силикаты кальция, натрия и других соединений, что позволяет получить пористое изделие с сохранением прочности.

Использование дефеката в качестве сырья для получения строительных изделий позволит сахарным заводам освободиться от отходов производства сахара, которые скапливаются на очистных сооружениях и вызывают процессы гниения. Сопоставительный анализ с прототипом показал, что заявляемая керамическая масса отличается от известной введением отхода сахарного производства - дефеката с содержанием 60-85% кальцита. Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из отобранных аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "новизна".

Для проверки соответствия заявленного изобретения условию " изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных решений, чтобы выявить признаки, совпадающие с отличительными от прототипа признаками заявленной керамической массы. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата, в частности, заявленным изобретением не предусматриваются следующие преобразования:

замена какой-либо части известного средства другой известной частью для достижения технического результата, в отношении которого установлено влияние именно такой замены;

заявляемое изобретение не основано на изменении количественного признака.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию "изобретательский уровень".

Примеры осуществления изобретения.

Химический состав глин, мас.%: SiO₂ - 64,59-76,63, Al₂О₃ - 9,90-14,81, Fe₂O₃ - 4,23-9,9, CaO - 0,92-2,38, MgO - 1,20-2,34, Na₂O - 0,60-1,25, К₂О - 1,63-2,54.

Порошкообразный дефекат является отходом производства сахара, содержит 60-85% кальцита, размер частиц 60-40 мкм, остальное - органические соединения корнеплодов сахарной свеклы.

Пример 1.

Используются глины Сарай-Чекурчинского месторождения Республики Татарстан, химический состав, мас.%: SiO₂ - 69,37, Al₂О₃ - 13,07, Fe₂О₃ - 4,52, CaO - 1,90, MgO - 1,43, Na₂O - 1,36, K₂O - 1,94.

Подготовка глинистого сырья заключается в сушке сырья, дроблении на щековой дробилке, рассеве через сито 1 мм, замачивании водой до получения нормальной формовочной влажности 18-20%, выдерживании массы в течение суток при комнатной температуре.

Сырьевую смесь получают путем смешивания глины и дефеката в соотношениях глина: дефекат, равными: 95:5, 90:10, 80:20, 70:30, 60:40, 50:50, 40:60, смесь подвергают пластической переработке и формуют в кирпичные блоки. Кирпичи сушат и обжигают при температуре 960-1020°С.

В таблице 1 приведены составы и физико-технические характеристики готовых изделий.

Пример 2.

Выполняется по примеру 1, с тем отличием, что используются глины Шеланговского месторождения Республики Татарстан, химический состав, мас.%: SiO₂ - 19,36, Al₂О₃ - 13,51, Fe₂O₃ - 5,62, CaO - 1,17, MgO - 1,74, Na₂O - 1,08, K₂O - 2,20.

Составы и физико-технические характеристики приведены в таблице 1.

Из приведенных данных видно, что при введении в состав смеси дефеката в количестве менее 10% наблюдается повышение плотности изделия и коэффициента теплопроводности, а при введении дефеката свыше 50% у изделий падает прочность на сжатие. Готовые изделия при соотношении глина: дефекат, равным 50-90: 10-50, имеют физико-технические показатели, удовлетворяющие ГОСТу 530-95, марку от 75-125 и более низкий коэффициент теплопроводности по сравнению с прототипом.

Заявляемая керамическая масса является промышленно применимой, т.к. удовлетворяет следующим условиям.

Заявляемая масса приедназначена для использования на кирпичных заводах и заводах по производству строительных изделий различного назначения.

Для заявляемой керамической массы в том виде, как она охарактеризована в изложенной формуле изобретения, подтверждена возможность получения смеси при помощи описанных примеров.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствуют условию «промышленной применимости».

Таблица 1
Показатели	Сарай-Чекургинская глина + дефекат(составы) мас.%	Шеланговская глина + дефекат(составы) мас.%	Прототип
95:5	90:10	80:20	70:30	60:40	50:50	40:60	95:5	90:10	80:20	70:30	60:40	50:50	40:60
Плотность кг/м3	1860	1760	1710	1560	1450	1240	1120	1850	1750	1680	1590	1480	1160	1130
Прочность на сжатие МПа	14,1	16,6	16,8	15,4	12,6	9,4	6,2	13,2	16,3	17,0	17,2	11,8	11,56	6,3	18-25
Усадка, %	13	7,6	6,9	6,0	5,1	4,2	3,9	13,6	7,4	6,3	6,1	5,3	4,4	4,1	3,8-4,8
Коэф. теплопровод. Вт/м·град.	0,52	0,30	0,26	0,19	0,14	0,13	0,10	0,47	0,31	0,29	0,22	0,17	0,15	0,12	0,4-0,5
Водопоглощение	9,8	11,3	12,1	14,4	18,2	18,4	21,0	9,2	11,4	12,5	14,3	17,9	19,5	20,5	-

Керамическая масса для изготовления строительных изделий, включающая глину и добавки, отличающаяся тем, что в качестве добавки используют дефекат, являющийся отходом сахарного производства с содержанием кальцита 60-85%, с размером частиц 60-40 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Глина	50-90
Дефекат	10-50