Сырьевая смесь для изготовления керамического кирпича методом полусухого формования

Авторы патента:

C04B33/138 - Изделия из глины (монолитные огнеупоры или огнеупорные строительные растворы C04B 35/66; пористые изделия C04B 38/00)

Владельцы патента RU 2568458:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к производству керамических материалов и может быть использовано для получения керамического кирпича. Сырьевая смесь для изготовления керамического кирпича методом полусухого формования содержит глину, терриконик «красный», терриконик «черный», измельченные до фракции не более 0,63 мм, и воду в следующем соотношении компонентов, мас. %: терриконик «красный» 10-64; терриконик «черный» 10-64; глина 20-60; вода 6-10. Техническим результатом изобретения является частичная замена первичного компонента (глины) в керамической массе техногенным сырьем, снижение плотности кирпичей и камней керамических при сохранении прочности в рамках значений, допустимых ГОСТ 530-2012. 2 табл.

Изобретение относится к производству керамических материалов и может быть использовано для получения керамического кирпича.

Известны сырьевые смеси, состоящие из отходов промышленных производств (техногенного сырья) и глины, из которых получают кирпич и камни керамические методом полусухого прессования.

Техническими задачами, на решение которых направлено использование в составе сырьевых смесей техногенного сырья, являются улучшение свойств кирпича, а также утилизация отходов, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду. При сравнении технических решений учитывались не только свойства получаемого материала, но и эффективность решения экологической задачи, а именно количество перерабатываемого техногенного сырья.

Известна керамическая масса для изготовления кирпича, включающая следующие компоненты, мас. %: легкоплавкая глина - 70-90, алюмощелочной шлам, полученный при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола - 10-30 (патент RU №2388722 от 10.05.2010 г. ).

Недостатками указанного состава керамической массы являются относительно низкая прочность при сжатии, а также использование небольшого количества отхода - алюмокальциевого шлама в составе смеси.

Известна керамическая масса для изготовления кирпича, включающая следующие компоненты, мас. %: среднепластичная легкоплавкая глина - 85-95, отходы переработки твердых солевых алюмосодержащих шлаков - 5-15 (патент RU №2333898 от 20.09.2008 г.).

Недостатком указанного состава керамической массы является использование небольшого количества отхода переработки твердых солевых алюмосодержащих шлаков в составе смеси и относительно низкая морозостойкость.

Известна сырьевая смесь для производства керамических изделий, включающая шламистую часть отходов обогащения железных руд, глинистое сырье и оксид ванадия при следующем соотношении компонентов, мас. %: шламистая часть отходов обогащения железных руд - 71-78; глинистое сырье - 20-25; оксид ванадия - 2-5 (патент RU №2415103 от 27.03.2011 г.).

Недостатком указанной сырьевой смеси является применение дорогостоящей и высокоопасной (класс опасности - 2) добавки оксида ванадия (V₂O₅).

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.

Недостатком указанного состава является относительно высокая плотность (до 1900 кг/см³) и низкая морозостойкость (14-30 циклов).

Известна керамическая масса для изготовления кирпича по технологии полусухого прессования, включающая следующие компоненты, мас. %: глина 92-98; отходы обогащения медных руд - медно-борные хвосты 2-8 (патент RU №2099306 от 20.12.1997 г.).

Недостатком указанного состава является использование небольшого количества отхода обогащения медных руд в составе смеси.

Наиболее близкой смесью того же назначения к заявляемой смеси по совокупности признаков является керамическая масса полусухого прессования для изготовления кирпича, включающая легкоплавкую глину и горелые породы, образовавшиеся после самовозгорания горючих сланцев, при следующем соотношении компонентов, мас. %: легкоплавкая глина - 50-80; горелые породы, образовавшиеся после самовозгорания горючих сланцев - 20-50 (патент RU №2440950 от 27.01.2012 г.). Данный состав принят за прототип.

Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемой смеси - молотая глина до фракции не более 0,63 мм; молотый терриконик «красный» (горелые породы, образовавшиеся после самовозгорания горючих сланцев); вода.

Недостатком известного состава, принятого за прототип, является высокая плотность и небольшое количество утилизируемого терриконика одного типа, а именно «красного».

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является частичная замена первичного компонента (глины) в керамической массе техногенным сырьем в значительном объеме, снижение плотности кирпичей и камней керамических при сохранении прочности в рамках значений, допустимых ГОСТ 530-2012.

Поставленная задача была решена за счет того, что известная сырьевая смесь для изготовления керамического кирпича методом полусухого формования, включающая молотую до фракции не более 0,63 мм глину, молотый терриконик «красный» и воду, содержит терриконик «красный», измельченный до фракции не более 0,63 мм и дополнительно измельченный до фракции не более 0,63 мм терриконик «черный» при следующем соотношении ингредиентов (мас. %):

указанный терриконик «красный»	10-64
указанный терриконик «черный»	10-64
глина	20-60
вода	6-10

Отличительными признаками заявляемой смеси от керамической массы по прототипу являются измельченный до фракции не более 0,63 мм терриконик «красный»; введение в состав смеси измельченного до фракции не более 0,63 мм терриконика «черного»; иное количественное соотношение используемых ингредиентов, мас. %: указанный терриконик «красный» - 10-64; указанный терриконик «черный» - 10-64; глина - 20-60; вода - 6-10.

Используемая в сырьевой смеси глина имеет следующее содержание химических элементов, мас. %: SiO₂ 60,3-66,65; TiO₂ 0,7-0,78; Al₂O₃ 12,22-13,51; Fe₂O₃ 4,51-4,99; MgO 1,76-1,95; CaO 5,3-5,84; Na₂O 1,65-1,85; K₂O 1,9-2,15.

Терриконики представляют собой смесь песка и щебня, состоящую из алевритов, алевролитов и углистых сланцев. После термического воздействия самовозгорания смесь представляет собой продукты обжига и по составу соответствует метакаолиниту в виде сланцеватого материала.

Содержание химических элементов в использованных террикониках, мас. %: SiO₂ 45,15-58,67; TiO₂ 1,032-1,449; Al₂O₃ 15,18-21,75; MnO 0,007-0,02; MgO 0-0,24; CaO 0,13-1,92; Na₂0 0,21-0,45; K₂O 1,88-2,55; P₂O₅ 0,056-0,114; S 0,82-1,96.

При хранении в отвалах часть отходов угольного производства подвергаются самовозгоранию, а часть - нет. Существуют и такие отвалы, которые практически полностью состоят из не горелых террикоников - так называемых «черных» террикоников, в силу их цвета. Горелые терриконики называют «красными» также из-за кирпично-красного цвета. Как правило, горелые и не горелые породы присутствуют в разных терриконах в примерно одинаковых соотношениях. Из практики эксплуатации террикоников известно, что под воздействием хозяйственной деятельности человека горелые и не горелые породы оказываются перемешанными друг с другом в различных соотношениях.

При увеличении содержания «черного» терриконика в составе сырьевой смеси свыше 64% значительно ухудшаются такие характеристики кирпичей и камней керамических, как водопоглощение и коэффициент размягчения. Водопоглощение увеличивается до значений, равных 20-24%, а коэффициент размягчения уменьшается до значений менее 0,8, что негативно отображается на эксплуатационных свойствах кирпича и камней керамических.

При увеличении содержания «красного» терриконика в составе сырьевой смеси свыше 64% прочность кирпичей и камней керамических уменьшается до значений менее 5 МПа, а плотность увеличивается до значений свыше 1780 кг/м³.

При обжиге «черный» терриконик выгорает и создает тем самым дополнительную закрытую пористость, которая способствует снижению плотности керамического черепка.

Предлагаемое решение позволяет использовать образовавшиеся смеси горелых и не горелых пород при заявленном соотношении для производства методом полусухого прессования керамического кирпича и камней керамических, а также снизить их плотность.

Для получения кирпича и камней керамических измельчают сырьевую смесь террикоников до фракции не более 0,63 мм. Высушенную до воздушно сухого состояния глину также измельчают до фракции не более 0,63 мм. Все сухие компоненты смешивают с заданным количеством воды. Из полученной смеси прессуют кирпич и камни керамические при давлении 20-40 МПа и обжигают при температуре 1000-1100°C в течение 10-8 часов.

В таблице 1 приведены составы сырьевых смесей.

Как видно из таблицы 2, кирпичи из заявленных составов имеют аналогичные прототипу показатели по прочности и морозостойкости, а в ряде случаев и превышают их. Плотность кирпичей из предлагаемых составов ниже, чем у прототипа. Кроме того, их водопоглощение соответствует требованиям ГОСТ 530-2012.

Преимущество предлагаемого технического решения состоит в том, что оно способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды, расширению сырьевой базы для керамических материалов.

Сырьевая смесь для изготовления керамического кирпича методом полусухого формования, включающая молотую до фракции не более 0,63 мм глину, молотый терриконик «красный» и воду, отличающаяся тем, что она содержит терриконик «красный», измельченный до фракции не более 0,63 мм, и дополнительно измельченный до фракции не более 0,63 мм терриконик «черный» при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

терриконик «красный»	10-64
терриконик «черный»	10-64
глина	20-60
вода	6-10

Изобретение относится к производству керамического кирпича с отощающей добавкой и может быть использовано в промышленном и гражданском строительстве. Сырьевая смесь для производства керамического кирпича включает глину и отощающую добавку, в качестве отощающей добавки содержит золу с размером частиц не более 2,5 мм, полученную от сжигания смеси кородревесных отходов и скопа - осадка механобиологической очистки сточных вод целлюлозно-бумажного производства при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: глина 90-97, указанная зола 3-10.

Керамическая масса для производства кирпича // 2568193

Изобретение относится к составам керамических масс для производства кирпича. Технический результат изобретения заключается в интенсификации процесса обжига.

Сырьевая смесь для производства керамического кирпича // 2567585

Изобретение относится к производству керамического кирпича. Технический результат - расширение сырьевой базы.

Шихта для производства пористого заполнителя // 2566837

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 98,0-99,9, выгорающую добавку - измельченные на частицы площадью 0,5-1 см2, использованные проездные билеты в виде бумажной оболочки с заключенной в нее микросхемой 0,1-2,0.

Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки // 2566342

Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы для изготовления облицовочной плитки. Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки включает, мас.%: глина красножгущаяся 63,9-66,0; плиточный бой 0,1-1,0; фосфорит 10,0-13,0; кварцевый песок 10,0-13,0; пегматит 10,0-13,0.

Керамическая масса // 2566156

Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий, в частности к стеновым керамическим изделиям, и может быть использовано при производстве керамического кирпича и камней широкой номенклатуры свойств.

Шихта для производства пористого заполнителя // 2566150

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 75,2-75,8, дробленый до полного прохождения через сетку с размером отверстий 2,5 мм шунгит 1,0-1,5, золу-унос 9,0-13,0, карбоксиметилцеллюлозу 0,2-0,3, глинистые отходы обогащения циркон-ильменитовой руды 10,0-14,0.

Керамическая масса для производства кирпича // 2564551

Изобретение относится к области производства строительных изделий, в частности к изготовлению керамического кирпича. Керамическая масса для производства кирпича включает глину, измельченную макулатуру с размером частиц менее 10 мм и измельченные до размера частиц менее 0,5 мм отходы стекла при следующем соотношении ингредиентов, мас.

Керамическая масса // 2563850

Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы в производстве фасадной плитки, кирпича. Керамическая масса включает, мас.

Шихта для производства пористого заполнителя // 2562074

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 88,5-93,5, размолотый до удельной поверхности 2000-2500 см2/г доломит 6,0-10,0, подмыльный щелок, предварительно разведенный в горячей воде с температурой 85-90°С, 0,5-1,5.

Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки // 2570580

Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов керамических масс, которые могут быть использованы для изготовления облицовочной плитки. Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки, включает, мас. %: глина легкоплавкая 50,0-60,0; глинистые отходы обогащения циркон-ильменитовой руды 20,0-25,0; молотый вспученный вермикулит 20,0-25,0. Техническим результатом изобретения является повышение прочности изделий, полученных из керамической массы. Прочность на изгиб составляет 25 МПа. Плитку обжигают при температуре 850-900 град. Цельсия. 1 табл.

Керамическая композиция для изготовления кирпича // 2570689

Изобретение относится к составам масс для получения керамического кирпича. Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости и прочности при сжатии керамического кирпича. Керамическая масса содержит, мас. %: межсланцевая глина 50-70; электросталеплавильный шлак 30-50. Электросталеплавильный шлак имеет следующий состав, мас. %: SiO2 - 21,15; Al2O3 - 8,81; Fe2O3 - 14,9; СаО - 42,98; MgO - 11,77; SO3 - 0,24; Na2O - 0,07; K2O - 0,08. 3 табл.

Сырьевая смесь для изготовления строительных изделий // 2576676

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам сырьевых смесей для изготовления строительных изделий: кирпича, черепицы, плит. Сырьевая смесь для изготовления строительных изделий включает следующие компоненты, мас.%: глина 97,0-99,7; измельченные на частицы площадью 0,5-1 см2 использованные проездные билеты в виде бумажной оболочки с заключенной в нее микросхемой 0,1-1,0; просеянные через сетку №5 древесные опилки 0,1-1,0; измельченное на отрезки 5-50 мм стекловолокно 0,1-1,0. Технический результат изобретения - утилизация использованных проездных билетов и интенсификация обжига изделий. 1 табл.

Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки // 2576683

Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов керамических масс, которые могут быть использованы для изготовления облицовочной плитки. Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки включает, мас. %: каолин 40,0-50,0; мраморная мука 0,5-1,0; тальк 15,0-20,0; полевой шпат 34,0-39,5. Технический результат изобретения - повышение прочности облицовочной плитки. Прочность плитки на сжатие составляет 50 МПа. 1 табл.

Керамическая масса для изготовления изразцов // 2576687

Изобретение касается производства печных изразцов. Керамическая масса для изготовления изразцов включает, вес.ч.: каолин 10-15; шамот 1-1,5; кварцевый песок 1-1,5; тальк 3-3,5; циркон 1-1,5. Техническим результатом изобретения является повышение термостойкости изразцов. Термостойкость составляет 20-25 циклов. Изразцы сушат до влажности не более 5% и обжигают при температуре 1150-1200°C. На поверхность изразцов наносят слой тугоплавкой глазури и обжигают изразцы вторично при температуре 1100-1200°C. Возможна роспись изразцов термостойкими керамическими красками. 1 табл.

Керамическая композиция для изготовления кирпича // 2580550

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения керамического кирпича. Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости и прочности при сжатии керамического кирпича. Керамическая композиция содержит межсланцевую глину и железосодержащий шлак ТЭЦ с содержанием, мас. %: SiO2 - 53,3; Al2O3 - 4,5; Fe2O3 - 31,5; CaO -1,2; MgO - 0,5; Na2O - 0,47; K2O - 0,13; п.п.п. - 8,4, при следующем соотношении компонентов, мас. %: межсланцевая глина 50-70; железосодержащий шлак ТЭЦ 30-50. Использование техногенного сырья при получении керамического кирпича способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды, расширению сырьевой базы для керамических материалов. 3 табл.

Керамическая масса для производства керамического кирпича // 2580554

Изобретение относится к составам керамических масс для производства кирпича и направлено на повышение прочности на сжатие кирпича. Керамическая масса, включающая среднепластичную легкоплавкую глину и кальцийсодержащий электроплавильный шлак металлургического производства, дополнительно содержит микрокремнезем с содержанием, мас. %: SiO2 94,2; Al2O3 0,47; Fe2O3 0,6; СаО 0,36; MgO 0,3; K2O 0,07; отходы производства минераловатных плит с содержанием, мас. %: Al2O3 9,21; MgO 18,03; MgO 2,88; SiO2 28,71; СаО 20,17; TiO2 3,75; сульфатное мыло, при следующем соотношении компонентов, мас. %: среднепластичная легкоплавкая глина 62-78, кальцийсодержащий электроплавильный шлак металлургического производства 7-14, микрокремнезем 10-15, отходы производства минераловатных плит 4-8, сульфатное мыло 1. Прочность на сжатие кирпича, полученного из заявленной керамической массы, составляет 30,2-33,5 МПа. 1 табл.

Шихта для изготовления керамических изделий // 2581588

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для изготовления керамических кирпичей, черепицы и других изделий. Шихта для изготовления керамических изделий содержит суглинок и отощающую добавку, состоящую из смеси волластонита и осадка станции водоподготовки в соотношении 1:(0,25-4). Указанную добавку вводят в шихту в количестве 10-45 мас.%. Добавление волластонита приводит к формированию пор за счет усадки суглинка и выгорания органической составляющей осадка внутри каркаса, сформированного не расплавившимися при обжиге и скрепленными за счет кристаллизации стеклофазы зернами волластонита. Шихта обеспечивает повышение трещиностойкости керамических изделий, за счет меньшей усадки, более высоких характеристик механической прочности и открытой пористости. 2 табл.

Керамическая масса // 2582128

Изобретение относится к составам керамических масс, используемых в производстве фасадной плитки. Керамическая масса включает, мас.%: глина кирпичная 83,0-84,0; доменный шлак 10,0-13,0; тальк 4,0-6,0. Техническим результатом изобретения является снижение температуры обжига изделий. Доменный шлак характеризуется следующим химическим составом, мас.%: SiO2 36,0-41,0; Al2O3 8,0-11,0; FeO 0,2-0,7; СаО 40,0-48,0; MgO 6,0-10,0; MnO 0,1-1,0; SO3 0,5-2,2. Температура обжига изделий составляет 950-970оС. 1 табл.

Керамическая масса для производства кирпича // 2582138

Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов керамических масс для производства кирпича. Керамическая масса для производства кирпича содержит, мас.%: глина тугоплавкая 70,0-75,0; кварциты 5,0-10,0; фаянсовый череп 15,0-25,0. Компоненты дозируют в требуемых количествах и по отдельности размалывают до порошкообразного состояния. Подготовленные компоненты смешивают, массу увлажняют до 18-26% и формуют из нее пластическим способом кирпич, сушат его до влажности не более 6% и обжигают при температуре 1220-1260°C. Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости кирпича. 1 табл.