Керамическая масса для изготовления керамического кирпича
Владельцы патента RU 2354627:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) (RU)
Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения кирпича. Техническим результатом изобретения является повышение прочности при изгибе, морозостойкости и термостойкости изделий. Керамическая масса для изготовления керамического кирпича включает бейделлитовую легкоплавкую глину с верхним пределом температуры огнеупорности. близкой к температуре тугоплавких глин, и золошлаковый материал с содержанием органики 15-25%, и отработанный катализатор с содержанием Al2О3 76% при следующем соотношении компонентов в мас.%: бейделлитовая легкоплавкая глина - 50-70; золошлаковый материал - 15-25; отработанный катализатор - 15-25. 3 табл.
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 циркон-ильменитовых 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) и прочность при сжатии (10,2-16,8 МПа).
Наиболее близкой к изобретению является керамическая масса для изготовления кирпича, включающая следующие компоненты, мас.%: бейделлитовая легкоплавкая глина с верхним пределом температуры огнеупорности, близкой к температуре тугоплавких глин - 50-70, золошлаковый материал с содержанием органики 15-25% - 30-50 /Абдрахимов В.З. Использование золы ТЭС в производстве керамического кирпича /В.З. Абдрахимов // Межвузовский сборник трудов. - Самара, 2006. - Вып.1. Повышение энергоэффективности зданий и сооружений. - С.88-92 / [2]. Принят за прототип.
Недостатком указанного состава керамической массы является относительно низкая термостойкость (2-4 цикла).
Сущность изобретения - повышение качества строительных материалов.
Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости, термостойкости и механической прочности при сжатии.
Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую массу, включающую бейделлитовую легкоплавкую глину с верхним пределом температуры огнеупорности, близкой к температуре тугоплавких глин, и золошлаковый материал с содержанием органики 15-25%, дополнительно вводят алюмосодержащий отработанный катализатор с содержанием Al2О3 76% при следующем соотношении компонентов, мас.%: бейделлитовая легкоплавкая глина с верхним пределом температуры огнеупорности, близкой к температуре тугоплавких глин - 50-70; золошлаковый материал с содержанием органики 15-25% - 15-25; отработанный катализатор с содержанием Al2O3 76% - 15-25.
В качестве основного глинистого сырья для производства керамического кирпича использовалась глина Образцовского месторождения Самарской области. Глина Образцовского месторождения характеризуется как среднедисперсная, преимущественно с низким содержанием мелких и средних включений, представленных кварцем, железистыми минералами, гипсом и карбонатными включениями, химический состав представлен в табл.1. Основным породообразующим минералом глины является бейделлит, среднее содержание которого составляет до 80%.
| Таблица 1 | ||||||||
| Химические составы компонентов | ||||||||
| Компоненты | Содержание оксидов, мас.% | |||||||
| SiO2 | Al2О3 | CaO | MgO | Fe2O3 | R2O | SO3 | П.п.п. | |
| Бейделлитовая глина | 57,13 | 19,25 | 2,0 | 1,32 | 5,72 | 1,5 | 1,01 | 8,8 |
| Золошлаковый материал | 49,16 | 17,7 | 3,99 | 2,36 | 6,42 | 0,1 | 0.9 | 19,94 |
В качестве отощителя и выгорающей добавки для производства керамического кирпича использовался золошлаковый материал, химический состав которого представлен в табл.1.
Отработанный катализатор - это отход отработанного катализатора ИМ-2201. Химический состав отработанного катализатора представлен следующими оксидами, мас.%: Al2О3 - 76; Cr2О3 - 14; SiO2 - 8; Fe2O3 - 1,5; MgO - 0,5.
Использование в составах керамических масс компонента с содержанием Al2О3 - 76% позволит значительно снизить ТКЛР (температурный коэффициент линейного расширения), что позволит значительно повысить термостойкость керамического кирпича.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Керамическую массу готовили пластическим способом при влажности 20-24%, из которой формовали кирпич, высушивали кирпич-сырец до влажности не более 8% и затем обжигали при температуре 1000°С. В табл.2 приведены составы керамических масс, а в табл.3 физико-механические показатели кирпича.
| Таблица 2 | |||
| Составы керамических масс | |||
| Компоненты | Содержание компонентов, мас.% | ||
| 1 | 2 | 3 | |
| Бейделлитовая глина Образцовского месторождения | 70 | 60 | 50 |
| Золошлаковый материал Тольяттинской ТЭЦ (Донецкий бассейн) | 15 | 20 | 25 |
| Отработанный катализатор с содержанием Al2О3 76% | 15 | 20 | 25 |
| Таблица 3 | ||||
| Физико-механические показатели кирпича | ||||
| Показатели | Составы | Прототип | ||
| 1 | 2 | 3 | ||
| Механическая прочность при сжатии, МПа | 18,4 | 19,2 | 20,5 | 14,8-16,4 |
| Морозостойкость, циклы | 83 | 87 | 94 | 25-30 |
| Термостойкость, циклы | 6 | 9 | 12 | 2-4 |
Как видно из табл.3, кирпичи из предложенных составов имеют более высокие показатели по механической прочности, морозостойкости и термостойкости, чем прототип.
Полученное техническое решение при использовании отработанного катализатора с содержанием Al2О3 76% позволяет значительно повысить механическую прочность при сжатии, морозостойкость и термостойкость.
Использование золошлакового материала и отработанного катализатора с содержанием Al2О3 76% при получении кирпича способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды и 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. Абдрахимов В.З. Использование золы ТЭС в производстве керамического кирпича / В.З. Абдрахимов // Межвузовский сборник трудов. - Самара, 2006. - Вып. 1: Повышение энергоэффективности зданий и сооружений. - С.88-92.
Керамическая масса для изготовления керамического кирпича, включающая бейделлитовую легкоплавкую глину с верхним пределом температуры огнеупорности, близкой к температуре тугоплавких глин, и золошлаковый материал с содержанием органики 15-25%, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит отработанный катализатор с содержанием Al2O3 76% при следующем соотношении компонентов, мас.%: бейделлитовая легкоплавкая глина с верхним пределом температуры огнеупорности, близкой к температуре тугоплавких глин - 50-70; золошлаковый материал с содержанием органики 15-25% - 15-25; отработанный катализатор с содержанием Al2О3 76% - 15-25.
