Керамическая композиция для изготовления стеновых материалов

Авторы патента:

C04B33/135 - Изделия из глины (монолитные огнеупоры или огнеупорные строительные растворы C04B 35/66; пористые изделия C04B 38/00)

Владельцы патента RU 2613702:

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) (RU)

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения керамического стенового материала. Технический результат заключается в повышении морозостойкости и прочности при сжатии керамического стенового материала. Керамическая композиция для изготовления стенового материала включает, мас.%: межсланцевая глина 50-70, горелые породы 25-38, микрокремнезем (отход производства ферросилиция и ферросплавов со средним размером частиц не более 0,25 мкм с содержанием оксидов, %: SiO₂ - 97,8; CaO - 1,3; MgO - 0,4; R₂O - 0,5. 3 табл.

К керамическим стеновым материалам относят кирпич глиняный обыкновенный, кирпич легковесный и пустотелый, пустотелые керамические камни. Все эти изделия представляют собой пористую керамику, т.е. имеют водопоглощение более 5%.

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения стеновых материалов.

Известна керамическая масса для получения кирпича следующего состава, мас.%: умеренно-пластичный лесовидный суглинок - 50-80, золошлаковый отход электростанции с содержанием горючего вещества более 35% - 10-25, среднепластичная легкоплавкая глина - 10-25 / Абдрахимов В.З. Авторское свидетельство №1766876. СССР, С04В 33/00. Керамическая масса для изготовления кирпича / В.З. Абдрахимов, Ю.М. Макрушин, Ч.С. Оразаев, К.Т. Туркстанов. - Опубл. 07.10.92. Бюл. №37 / [1].

Недостатком указанного состава является относительно низкая морозостойкость (55-81 циклов).

Наиболее близкой к изобретению является керамическая композиция для изготовления кирпича, включающая следующие компоненты, мас.%: межсланцевая глина - 50-70, горелые породы - 30-50 /Патент №2483042 Российская Федерация, МПК С04В 33/135. Керамическая композиция для изготовления легковесного кирпича / Колпаков А.В., Абдрахимов В.З., Абдрахимова Е.С.; заявитель и патентообладатель Самарская академия государственного и муниципального управления; заявлено 14.12.2011; опубл. 27.05.2013. Бюл. 15/ [2]. Принят за прототип.

Недостатком указанного состава керамической композиции являются относительно низкие морозостойкость - 83-88 циклов и механическая прочность на сжатие 17,1-18,5 МПа.

Сущность изобретения - получение из отходов производств без применения природного традиционного сырья керамический стеновой материал и повышение его качества.

Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости и прочности.

Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую композицию, включающую межсланцевую глину и горелые породы, дополнительно вводят микрокремнезем от производства ферросилиция и ферросплавов со средним размером частиц не более 0,25 мкм с содержанием оксидов, %: SiO₂ - 97,8; CaO - 1,3; MgO - 0,4; R₂O - 0,5 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

межсланцевая глина	50-70
горелые породы	25-38
микрокремнезем от производства ферросилиция и ферросплавов	5-12

Микрокремнезем является техногенным сырьевым материалом от производства ферросилиция и ферросплавов. Удельная поверхность микрокремнезема находится в пределах от 40000 до 60000 см²/г, средний размер частиц не более 0,25 мкм (25⋅10^-8 м). Микрокремнезем имеет низкий ТКЛР (температурный коэффициент линейного расширения) - 0,5⋅10^-6 °С^-1, что повысит термостойкость жаростойких композитов.

Микрокремнезем от производства ферросилиция и ферросплавов представляет собой ультрадисперсный материал, состоящий из частиц сферической формы, получаемый в процессе газоочистки печей при производстве кремнийсодержащих сплавов. Основным компонентом материала является диоксид кремния аморфной модификации. Химический состав микрокремнезема от производства ферросилиция и ферросплавов представлен в таблице 1.

Горелые породы, образовавшиеся после самовозгорания горючих сланцев, и образуются в местах добычи сланцев. Сланец, который не удалось в процессе добычи отделить от пустой породы, направляется в отвал. В терриконах при совместном хранении пустых пород и сланцев за счет повышенного количества в смешанных отвальных массах органических соединений происходит самовозгорание, которое приводит к образованию большого количество отхода - горелых пород. Горелые породы представляют собой продукт низкотемпературного обжига при самовозгорании породы (смесь глины и сланцев) в терриконах в окислительной среде. Количество горелых пород в терриконах составляет от 75 до 90% от объема отвала. Химический состав горелых пород, образовавшихся после самовозгорания горючих сланцев, представлен в таблице 1.

Горелые породы, в отличие от глинистых компонентов, хотя и содержат более 50% глинистых минералов, но не обладают пластичностью и связующей способностью.

Для производства керамического стенового материала использовалась в качестве глинистого компонента - межсланцевая глина. Она образуется при добыче горючих сланцев на сланцеперерабатывающих заводах (на шахтах). Межсланцевая глина является отходом горючих сланцев. По числу пластичности межсланцевая глина относится к высокопластичному глинистому сырью (число пластичности 27-32) с истинной плотностью 2,55-2,62 г/см³. Химический состав представлен в таблице 1.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Сырьевые материалы высушивались до влажности не более 5%, затем измельчались до прохождения сквозь сито 1,0 мм. Высушенные сырьевые материалы тщательно перемешивали. Керамическую массу готовили пластическим способом при влажности 20-24% (в зависимости от содержания глинистого компонента), из которой формовали кирпич. Керамический стеновой материал высушивали до влажности не более 8% и затем обжигали при температуре 1050°С. Изотермическая выдержка при конечной температуре составляла 60 минут.

В таблице 2 приведены составы керамических масс, а в таблице 3 - физико-механические показатели керамического стенового материала.

Как видно из таблицы 3, керамические стеновые материалы получили из отходов производств без применения природного традиционного сырья. Полученный керамический стеновой материал из предложенных составов имеет по отношению к прототипу более высокую морозостойкость и механическую прочность (таблица 3).

Полученное техническое решение при использовании микрокремнезема от производства ферросилиция и ферросплавов позволяет повысить морозостойкость и механическую прочность керамического стенового материала.

Использование техногенного сырья при получении керамического стенового материала способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды, расширению сырьевой базы для керамических материалов.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Абдрахимов В.З. Авторское свидетельство №1766876. СССР, С04В 33/00. Керамическая масса для изготовления кирпича / В.З. Абдрахимов, Ю.М. Макрушин, Ч.С. Оразаев, К.Т. Туркстанов. - Опубл. 07.10.92. Бюл. №37 / [1].

2. Патент №2483042 Российская Федерация, МПК С04В 33/135. Керамическая композиция для изготовления легковесного кирпича / Колпаков А.В., Абдрахимов В.З., Абдрахимова Е.С.; заявитель и патентообладатель Самарская академия государственного и муниципального управления; заявлено 14.12.2011; опубл. 27.05.2013. Бюл. 15. Принят за прототип.

Керамическая композиция для изготовления стенового материала, включающая межсланцевую глину и горелые породы, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит микрокремнезем от производства ферросилиция и ферросплавов со среднем размером частиц не более 0,25 мкм с содержанием оксидов, %: SiO₂ - 97,8; CaO - 1,3; MgO - 0,4; R₂O - 0,5, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

межсланцевая глина	50-70
горелые породы	25-38
микрокремнезем от производства ферросилиция и ферросплавов	5-12

Похожие патенты:

Керамическая масса // 2610954

Настоящее изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве керамических изделий, например кирпича. Керамическая масса, содержащая кембрийскую глину и отощитель, отличающаяся тем, что в качестве отощителя содержит шлак от алюминотермитной сварки рельсов с модулем крупности Мкр=2,8, более 90% содержащий герцинит, представленный железистой шпинелью, и оксид алюминия при следующих соотношениях компонентов, мас.

Керамическая масса на основе глины с добавлением осадка станций обезжелезивания // 2610603

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано для изготовления теплоизоляционных, конструкционно-теплоизоляционных и конструкционных керамических строительных изделий для жилищного и гражданского строительства.

Шихта для производства пористого заполнителя // 2610004

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 84,5-85,0, размолотый и просеянный через сетку №2,5 уголь 2,0-3,0, размолотое и просеянное через сетку №2,5 кварцевое стекло 7,0-9,0, портландцемент 3,0-5,0, сульфатное мыло, размешанное в теплой воде с температурой 40-45°C, 0,5-1,0.

Керамическая масса для производства кирпича // 2609489

Изобретение относится к составам керамических масс для производства кирпича. Технический результат изобретения заключается в интенсификации процессов обжига и улучшении формовочных свойств керамической массы.

Шихта для керамического кирпича // 2608098

Изобретение относится к области химии, может быть использовано в промышленном производстве керамических изделий и строительных материалов, преимущественно керамического кирпича.

Керамическая композиция для изготовления кирпича // 2602622

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения керамического кирпича. Керамическая масса содержит следующие компоненты, мас.%: межсланцевая глина 50-70, горелые породы, образовавшиеся после самовозгорания горючих сланцев, 25-38, магнийсодержащий шлак от производства высокоуглеродистого феррохрома 5-12.

Сырьевая смесь для производства аглопорита // 2599271

Изобретение относится к производству аглопорита, который может быть использован в качестве теплоизоляционной засыпки, а также в качестве заполнителя в бетоне. Сырьевая смесь для производства аглопорита содержит, мас.%: глину кирпичную 91,0-92,4, мылонафт 4,0-6,0, масло машинное 0,2-1,0, соду каустическую 0,7-3,5, измельченную и просеянную через сито №5 резину 0,5-0,7.

Шихта для производства заполнителя // 2597208

Изобретение относится к производству искусственных пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 90,0-99,5, выгорающую добавку - семена зерновых растений - ржи, или ячменя, или овса, или их смесь, пораженные грибковыми заболеваниями, 0,5-10,0.

Керамическая масса // 2596220

Изобретение относится к составам керамических масс. Технический результат изобретения заключается в повышении термостойкости изделий.

Керамическая смесь для изготовления строительного кирпича // 2596027

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для производства керамического кирпича. В керамической смеси для изготовления строительного кирпича, включающей глину, кварцевый песок с модулем крупности 2-2,5, выгорающую добавку, согласно изобретению в качестве выгорающей добавки используют первичные, вторичные или подлежащие утилизации полимерные отходы предприятий по производству и переработке полимеров - поливинилхлорид, полипропилен, полиэтилен, полиэтилентерефталат, полиамид-6, полимерные композиционные материалы на их основе в виде частиц дисперсностью 0,1-2,0 мм при следующем содержании компонентов смеси, мас.%: глина 75,0-85,0; кварцевый песок 13,0-15,0; полимерные отходы 2,0-10,0.

Керамическая масса // 2614341

Изобретение относится к составам керамических масс и может быть использовано для производства кирпичей и камней, преимущественно пустотелых. Керамическая масса включает суглинок, керамзитовую глину, железосодержащую добавку и выгорающую добавку. В качестве железосодержащей добавки взят молотый отход производства аммиака - отработанный катализатор, а в качестве выгорающей добавки - жидкий отход производства вспененного полистирола (маточный раствор), при следующем соотношении компонентов керамической массы, мас. %: суглинок 69,35-70,5; керамзитовая глина 23-23,5; железосодержащий отход - отработанный катализатор производства аммиака молотый до удельной поверхности 200 м2/кг 1,25-1,5; жидкий отход производства вспененного полистирола плотностью 1,014 г/л 4,5-6,4. Технический результат - увеличение прочности изделий после сушки, обжига, уменьшение теплоэнергетических затрат за счёт снижения температуры обжига, сохранение архитектурного вида изделий. 5 пр., 2 табл.

Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий // 2615199

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано в технологии изделий стеновой керамики, в частности керамических кирпича и камней. Техническим результатом изобретения является увеличение прочности при сжатии (до 2,3 раз) и снижение максимальной температуры обжига готовых изделий на основе отходов обогащения углистых аргиллитов и суглинка. Технический результат достигается оптимизацией состава и массоподготовки керамической шихты, включающей тонкую диспергацию компонентов до фракции -200 мкм с последующей грануляцией до фракции 1-3 мм отходов обогащения углистых аргиллитов и умереннопластичного суглинка при следующем их соотношении, мас.%: отходы обогащения углистых аргиллитов 70-80; умереннопластичный суглинок 20-30. 1 пр., 2 табл.

Керамическая масса // 2619565

Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы в производстве фасадной плитки. Керамическая масса включает, мас.%: глина беложгущаяся 74,0-78,0; вспученный перлит 4,0-6,0; доменный гранулированный шлак 2,0-4,0; бентонит 2,0-4,0; тальк 2,0-4,0; циркон 4,0-6,0; кварцевый песок 4,0-6,0. Технический результат – повышение морозостойкости плитки. 1 табл.

Керамическая масса // 2619566

Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы в производстве фасадной плитки. Керамическая масса включает, мас. %: глина беложгущаяся 49,0-55,0; вспученный перлит 13,0-20,0; доменный гранулированный шлак 2,0-6,0; бентонит 22,0-26,0; мусковит 3,0-4,0. Технический результат – повышение морозостойкости плитки. 1 табл.

Керамическая масса // 2620512

Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы для изготовления фасадной плитки. Керамическая масса для изготовления фасадной плитки, включающая глину огнеупорную, бентонит, содержит мусковит и кварцит, при следующем соотношении компонентов, мас. %: глина огнеупорная 48,5-50,5; бентонит 21,5-23,0; мусковит 5,0-7,0; кварцит 21,5-23,0. Технический результат - повышение морозостойкости плитки. 1 табл.

Керамическая масса // 2620513

Изобретение относится к области промышленности строительных материалов, в частности к составам керамических масс, которые могут быть использованы для изготовления бытовой керамики. Керамическая масса для изготовления бытовой керамики, включающая глину, каолин, песок кварцевый, керамический череп, электролит, в качестве электролита содержит натрий двууглекислый и дополнительно - сухой торф, тальк и парафин, при следующем соотношении компонентов, мас. %: глина красножгущаяся 80,8-85,2; каолин 0,2-0,3; песок кварцевый 12,0-16,0; керамический череп 0,2-0,3; натрий двууглекислый 0,5-1,0; сухой торф 0,2-0,3; тальк 0,5-1,0; парафин 0,5-1,0. Технический результат- снижение температуры обжига. 1 табл.

Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки, изразцов // 2620518

Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы в производстве облицовочной плитки, изразцов. Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки, изразцов, включающая глинистое сырье, керамический бой, нефелиновый концентрат, отличающаяся тем, что в качестве глинистого сырья содержит беложгущуюся глину, причем размолотые до порошкообразного состояния компоненты находятся при следующем соотношении, мас.%: беложгущаяся глина 50,0-55,0; керамический бой 10,0-25,0; нефелиновый концентрат 25,0-35,0. Технический результат - повышение термостойкости. 1 табл.

Сырьевая смесь для изготовления керамического кирпича // 2620677

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для производства керамического кирпича. Сырьевая смесь для изготовления керамического кирпича, включающая глину, кварцевый песок модулем крупности 2,0-2,2, выгорающую добавку, дополнительно содержит кремнеземсодержащие шламовые отходы процесса переработки отработанного ванадиевого катализатора сернокислотного производства, а в качестве выгорающей добавки содержит смесь древесных опилок, крошки резинового регенерата процесса переработки утилизируемых автомобильных шин, гидроксипропилцеллюлозы при соотношении указанных составных частей выгорающей добавки: 1:0,1-0,3:0,01-0,02 при следующем соотношении компонентов, мас.%: глина 73,0-87,0, указанный кварцевый песок 9,0-16,0, шлам процесса переработки отработанного ванадиевого катализатора 2,0-5,0, указанная выгорающая добавка 2,0-6,0. Технический результат - повышение физико-механических характеристик керамического кирпича, в том числе увеличение предела прочности при сжатии и изгибе, устранение внешних дефектов лицевых граней кирпича, повышение теплофизических свойств, снижение себестоимости и повышение вследствие этого рентабельности производства кирпича. 3 пр., 3 табл.

Способ утилизации отходов алюмохромового катализатора // 2620679

Изобретение относится к способу утилизации отходов алюмохромового катализатора, включающему их введение в состав легкоплавких глинистых шихт для изготовления строительной керамики и последующее капсулирование при термической обработке в теле обожженного керамического черепка. Технический результат - повышение прочности и водонепроницаемости строительной керамики за счет введения в состав шихты на основе легкоплавкой глины 0,5-12 мас.% отходов алюмохромового катализатора. Компоненты шихты смешивают путём совместного мокрого помола в шаровой мельнице, проводят пластическое формование увлажненной смеси с последующими сушкой до остаточной влажности 4% и обжигом при подъёме температуры со скоростью 1-2°С/мин до 1160°С и выдержкой при максимальной температуре 2-3 часа. Отход алюмохромового катализатора имеет насыпную плотность 1,3-1,5 г/см3 и состав, мас. %: хром в пересчете на Cr2O3 0-25, Al2O3 (гамма модификация) 73-89, K2O 1-2, SiO2 0-6, примеси железа до 0,5-0,7, примеси никеля, меди, цинка, титана до 0,2. В шихте используют легкоплавкую глину следующего химического состава, мас. %: SiO2 60-70, TiO2 0,5-1, Al2O3 10-15, Fe2O3 2-7, MnO 0,1-1, CaO 2-4, MgO 1-5, Na2O 1-4, K2O 2-5, P2O5 0,1-0,5, SO3 0,09, п.п.п. 6, 10. 4 пр., 2 табл., 1 ил.

Масса для производства кирпича // 2622938

Изобретение относится к составам масс для производства кирпича. Технический результат – повышение морозостойкости кирпича. Масса для производства кирпича содержит, мас.%: глина 73,0-74,5; пегматит 3,0-4,0; подмыльный щелок 0,5-1,0; опока 10,0-12,0; кварцевый песок 10,0-12,0. 1 табл.