Шихта для производства керамических изделий
Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при производстве лицевых керамических кирпичей и камней, а также черепицы и других керамических изделий. Техническим результатом изобретения является снижение теплопроводности изделий. Шихта для производства керамических изделий включает кембрийскую глину, смесь торфа и опилок, тонкодисперсный мел или известняк и огнеупорную глину при следующем соотношении компонентов, мас.%: смесь торфа и опилок 10-20; тонкодисперсный мел или известняк 2-8; огнеупорная глина 3-7; кембрийская глина - остальное. 2 табл.
Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при производстве лицевых керамических кирпичей и камней, а также черепицы и других керамических изделий.
Для оценки новизны и технического уровня заявленного решения рассмотрим ряд известных заявителю технических средств аналогичного назначения, характеризуемых совокупностью сходных с заявленным изобретением признаков, известных из сведений, ставших общедоступными до даты приоритета изобретения.
Известна керамическая масса для изготовления строительных изделий, см. а.с. СССР №1606495, включающая, мас.%: легкоплавкую глину 29,5...94,0; известняк 2,5...35,0; кварцевый песок 2,5...35,0; хлорид натрия 0,5...1,0. Данный состав характеризуется недостаточно высокой морозостойкостью до 25 циклов и возможностью образования высолов на лицевой поверхности кирпича в процессе эксплуатации вследствие содержания в составе массы хлорида натрия.
Известна керамическая масса для изготовления строительная керамика, получаемая путем смешивания хромсодержащего шлама гальванического производства с выгорающей добавкой, в качестве которой используют древесные опилки или торф, см. а.с. СССР №1742263.
Известна композиция для изготовления декоративно-облицовочного материала, включающая молотое стекло, глину, древесные опилки и карбонат кальция, см. а.с. СССР №1276640.
Данному аналогу присуща совокупность признаков, наиболее близкая к совокупности существенных признаков изобретения, в связи с чем данное известное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемого изобретения.
Причины, препятствующие получению технического результата, который обеспечивается изобретением, заключаются в том, что при известных составах шихты для керамических изделий невозможно добиться низких значений теплопроводности керамических изделий, в частности кирпича, в кладке в состоянии фактической влажности, что в свою очередь приводит к необходимости увеличивать толщину стены, сложенной из такого кирпича.
В основу настоящего изобретения положено решение задачи получения керамических изделий, преимущественно кирпича, с пониженной теплопроводностью, что позволяет производить кладку стен толщиной 510 мм с обеспечением требуемых условий сопротивления теплопередачи.
Обеспечиваемый изобретением технический результат заключается в особом подборе компонентов шихты, которые улучшают формовочные свойства шихты, а при ее обжиге обеспечивают снижение усадки и повышенный объем пор готового изделия, а также снижает энергоемкость процесса обжига.
Сущность заявляемого изобретения как технического решения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для достижения указанного выше обеспечиваемого изобретением технического результата.
Шихта для производства керамических изделий, включающая глину, мел или известняк, а также выгорающую добавку, отличающаяся тем, что в качестве выгорающей добавки она содержит смесь торфа и опилок, кроме того, она дополнительно содержит огнеупорную глину при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| смесь торфа и опилок | 10-20 |
| тонкодисперсный мел или известняк | 2-8 |
| огнеупорная глина | 3-7 |
| глина | остальное |
В этом заключается совокупность существенных признаков, обеспечивающая получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, совокупности признаков которых совпадают с совокупностью отличительных признаков заявленного изобретения, что позволяет сделать вывод о его соответствии условию "новизна".
Отдельные отличительные признаки заявленного изобретения, такие как торф, опилки, огнеупорная глина, известняк, известны из уровня техники, однако заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии данных отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения условию "изобретательский уровень".
Достигаемый изобретением технический результат объясняется следующим.
Опилки являются выгорающей добавкой, имеют в составе, в основном, крупнозернистые частицы, которые обеспечивают максимальный объем пор при обжиге изделия в печи. Объем наполнения шихты опилками подбирают опытным путем исходя из условия сохранения способности шихты деформироваться без разрывов сплошности и сохранять приданную ей форму при формовании.
Торф с тонкозернистыми частицами является пластификатором и добавляется для улучшения формовочных свойств. Кроме того, торф служит выгорающей и топливосодержащей добавкой, повышающей пористость черепка.
Опилки и торф в совокупности представляют собой комплексную топливосодержащую выгорающую добавку с разными температурами возгорания ее компонентов, что при последовательном возгорании способствует полному сгоранию и повышению качества керамических изделий, снижая расход технологического топлива.
Тонкодисперсный мел или известняк добавляется для сопротивления усадки керамического изделия при обжиге. Этой же цели служит и такая добавка как огнеупорная глина. Объем дозировки этих компонентов определяется исходя из свойств применяемого сырья и степени необходимой (возможной) усадки. При обжиге тонкодисперсный мел или известняк выделяют углекислый газ, что увеличивает дополнительную пористость черепка. Так как температура обжига недостаточно для полного спекания огнеупорной глины, тонкодисперсного мела или известняка при обжиге керамических изделий, в последних остаются твердые частицы, которые обеспечивают сохранение заданных размеров.
Изобретение иллюстрируется конкретными составами керамических шихт, приведенными в таблице 1.
| Таблица 1 | |||||||
| Примеры составов керамических шихт | |||||||
| Компоненты шихты, условия обжига | Содержание компонентов, мас.% | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| Глина кембрийская | 85 | 94 | 95 | 90 | 85 | 74 | 72 |
| Торф | - | - | 2 | 6 | 6 | 10 | 13 |
| Опилки | - | 6 | 3 | 4 | 9 | 7 | 6 |
| Известняк | - | - | - | - | - | 4 | 4 |
| Глина огнеупорная (латненская) | - | - | - | - | - | 5 | 5 |
| Песок | 15 | - | - | - | - | - | - |
| Температура обжига, °С | 920 | 920 | 920 | 920 | 920 | 920 | 920 |
В результате проведенных комплексных исследований пустотелых поризованных керамических кирпичей, полученных при обжиге шихт вышеуказанных составов, выявлены физико-механические свойства готовых изделий, приведенные в таблице 2.
| Физико-механические свойства | № состава шихты | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | |
| Предел прочности при сжатии, МПа | 18,5 | 18,3 | 18,5 | 16,0 | 16,0 | 14,0 | 12,5 |
| Усадка, % | 4,5 | 7,8 | 8,0 | 9,6 | 12,0 | 10,0 | 10,2 |
| Водопоглощение, % | 7,0 | 8,0 | 10,0 | 10,0 | 14,5 | 19,6 | 20,0 |
| Морозостойкость, циклов | <50 | 100 | 100 | <50 | 100 | 100 | 100 |
| Плотность, кг/м3 | 1125 | 930 | 940 | 900 | 845 | 880 | 840 |
| Вес изделия, кг | 4,50 | 3,80 | 3,70 | 3,40 | 3,34 | 3,52 | 3,36 |
| Общая пористость, % | 10 | 20 | 20 | 20 | 30 | 33 | 45 |
| Влажность стены, % | 3,6 | 3,6 | 3,6 | 3,6 | 3,6 | 3,6 | 3,6 |
| Теплопроводность изделия в кладке на песчано-цементном растворе (λ), Вт/(м°С) | 0,40 | 0,30 | 0,30 | 0,25 | 0,23 | 0,23 | 0,23 |
| Толщина стены, мм | 770 | 640 | 640 | 640 | 510 | 510 | 510 |
Из таблицы 2 видно, что возможность получения при осуществлении изобретения вышеуказанного технического результата достигается при использовании составов шихты №5-7. Наиболее оптимальным является состав №6. Составы №5-7 позволяют получить пустотелые поризованные керамические кирпичи, которые при соблюдении всех иных гостируемых показателей позволяют возводить здания с толщиной наружных стен 510 мм, при которой обеспечивается требуемое сопротивление теплопередаче исходя из условий общего удельного энергопотребления здания.
Возможность промышленного применения заявленного технического решения подтверждается известными и описанными в заявке средствами и методами, с помощью которых возможно осуществление изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в любом из пунктов формулы изобретения. Предложенная керамическая шихта может быть приготовлена промышленным способом из известных компонентов с использованием известных технологий и технических средств, что обусловливает, по мнению заявителя, его соответствие условию «промышленная применимость».
Шихта для производства керамических изделий, включающая кембрийскую глину, тонкодисперсный мел или известняк, а также выгорающую добавку, отличающаяся тем, что в качестве выгорающей добавки она содержит смесь торфа и опилок, кроме того, она дополнительно содержит огнеупорную глину, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| смесь торфа и опилок | 10-20 |
| тонкодисперсный мел или известняк | 2-8 |
| огнеупорная глина | 3-7 |
| кембрийская глина | остальное |
