Керамическая масса для изготовления облицовочных керамических изделий



Владельцы патента RU 2685581:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) (RU)

Изобретение относится к области производства строительных керамических материалов и может быть использовано при изготовлении облицовочных фасадных керамических панелей и керамической плитки для наружной и внутренней отделки. Технический результат изобретения - повышение прочности на сжатие и снижение водопоглощения изделий. Указанный технический результат достигается за счет применения состава, включающего малопластичную глину и добавки - борную кислоту и триоксид молибдена при следующем соотношении компонентов, масс. %: малопластичная глина - 90,0; борная кислота - 5,0; триоксид молибдена - 5,0. Образцы керамики получали при влажности сырьевой смеси 8 масс. %, давлении прессования 15 МПа и температуре обжига 1050°С. 1 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к области производства строительных керамических материалов и может быть использовано при изготовлении облицовочных фасадных керамических панелей и керамической плитки для наружной и внутренней отделки.

Известна сырьевая масса для производства строительной керамики [1], преимущественно кирпича и облицовочных керамических камней. Сырьевая масса содержит в качестве технологической минеральной добавки глауконитсодержащие пески минерального состава, мас. %: глауконитсодержащий глинистый минерал 28-33; полевой шпат 2-5; кальцит 1-5; апатит 3-6; кварц остальное, при следующем соотношении компонентов, мас. %: легкоплавкая глина 90-95; глауконитсодержащие пески 5-10. Данный состав позволяет при низкой температуре обжига (900-1000°С) получать изделия с достаточно высокой прочностью при сжатии (25-36 МПа). Недостатками известной сырьевой массы являются высокое водопоглощение материала (13-14,5%) и высокое давление формования изделий (20-25 МПа). Необходимость выдерживания сырьевой смеси в течение двух суток и сушка при температуре 35-80°С в течение 6-12 ч повышают длительность и энергоемкость производства.

Известна керамическая масса для изготовления строительных изделий [2], преимущественно кирпича и облицовочных керамических камней, включающая следующие компоненты, мас. %: глина легкоплавкая 25-60, глина цеолитсодержащая смешанного минерального состава, содержащая, мас. %: цеолит 26-36, опал-кристобалит 3-27, кальцит 0-5, кварц 1-10, глауконит 0-4, глинистые минералы 20-65 с размером частиц менее 1 мм, 40-75. Данный состав позволяет получать при температуре обжига 1000-1050°С изделия с достаточно высокой прочностью при сжатии (38,5-59,6 МПа). Недостатками данного состава являются невысокая прочность на изгиб (5,6-8,5 МПа) и высокое водопоглощение изделий (8,2-12,1%). Недостатками технологии получения изделий по данному составу являются необходимость выдерживания смеси в течение двух суток, высокое давление формования изделий (20-25 МПа) и необходимость проведения сушки.

Наиболее близкой к предлагаемому решению является керамическая масса для изготовления строительных изделий [3], преимущественно керамических плиток. Керамическая масса для изготовления строительных изделий включает глину и отходы обогащения цветных металлов с содержанием в их составе СаСО3 и CaSO4, которые при разложении в процессе нагревания обеспечивают содержание СаО в количестве 34,0-38,0%, при следующем соотношении компонентов, мас. %: глина - 85-95; отходы обогащения цветных металлов - 5-15.

Данный состав позволяет получать изделия без проведения сушки с достаточно высокой прочностью при сжатии: 25-36 МПа при температуре обжига 1050°С и 26,2-38,2 МПа при температуре обжига 1150°С. Недостатками данного состава являются высокое водопоглощение (8,2-12,3% при температуре обжига 1050°С и 6,8-9,6% при температуре обжига 1150°С) и давление прессования изделий, равное 25-27 МПа.

Техническими задачами, на решение которых направлено предлагаемое изобретение являются повышение прочности на сжатие и снижение водопоглощения изделий, а также снижение энергоемкости производства за счет уменьшения давления прессования до 15 МПа и проведении обжига при 1050°С, что снизит себестоимость керамических изделий. Наиболее эффективно поставленные задачи решаются за счет применения состава, включающего малопластичную глину с добавлением борной кислоты и триоксида молибдена при следующем соотношении компонентов, масс. %:

Малопластичная глина - 90,0;
Борная кислота - 5,0;

Триоксид молибдена - 5,0.

В данном составе предусматривается применение глины Суворотского месторождения Владимирской области, содержащей в своем составе следующие соединения (в масс. %): SiO2 - 77,2; CaO⋅Al2O3⋅2SiO2 - 5,3; Al2O3⋅2SiO2⋅H2O - 7,0; K2O⋅Al2O3⋅6SiO2 - 5,9; Na2O⋅Al2O3⋅SiO2 - 4,6. Данная глина обладает числом пластичности 5,2 и относится к малопластичным (по ГОСТ 9169-75). Перед использованием глина высушивается при температуре 130°С, измельчается в шаровой мельнице с отбором фракции менее 0,63 мм.

В качестве первой добавки в шихту на основе указанной малопластичной глины предлагается использовать борную кислоту марки В 2-го сорта (ГОСТ 18704-78), которая является флюсующе-упрочняющей добавкой, взаимодействующей при обжиге с глинистыми минералами с образованием стекловидной аморфной фазы, что улучшает степень спекания и снижает температуру обжига материала. Стекловидная фаза при этом выступает в роли связующего между частицами керамики, повышая прочность материала, а также заполняет поры и пустоты в объеме изделия.

В качестве второй добавки в шихту на основе указанной малопластичной глины предлагается использовать триоксид молибдена (ТУ 6-09-4471-77). Во время обжига при нагреве до 795°С триоксид молибдена плавится с образованием жидкой фазы, которая является для частиц керамики смачивающим веществом и смешивается с образующейся стекловидной фазой, а, следовательно, способствует распространению стекловидной фазы в объеме материала, что повышает площадь контакта между частицами керамики и стекловидной фазой и как следствие приводит к дополнительному упрочнению материала и повышению однородности его структуры.

При введении указанных добавок в количестве менее 5 масс. % физико-механические свойства керамического материала меняются незначительно. Добавление борной кислоты и триоксида молибдена в количестве более 5 масс. % также нежелательно, так как с одной стороны это повышает себестоимость производства, а с другой стороны снижает экологическую безопасность получаемого керамического материала, так как данные вещества относятся к 3 классу опасности. Кроме того, введение в состав шихты более 5 масс. % борной кислоты приводит к избытку стекловидной фазы и как следствие к потере формы изделиями, а при введении триоксида молибдена свыше 5 масс. % на поверхности материала образуется большое количество возгона в результате частичного улетучивания данного вещества при плавлении.

Обоснованность и преимущества заявляемого изобретения основаны на измерении физико-механических и эксплуатационных показателей керамики на основе шихты с различным содержанием борной кислоты (от 1 до 10 масс. %) и триоксида молибдена (от 1 до 10 масс. %).

Предпочтительна реализация заявляемого изобретения по следующей технологии: предварительно измельченная до фракции 0,63 мм и высушенная малопластичная глина тщательно перемешивается с борной кислотой и триоксидом молибдена стандартной тонкости помола соответствии с заданной рецептурой в сухом состоянии. Полученная смесь дополнительно перемешивается с добавлением 8 масс. % воды и из готовой шихты получают сырец при давлении прессования 15 МПа. Затем, минуя стадию сушки, сырец нагревается до 1050°С при скорости нагрева 5°С/мин и выдерживается при максимальной температуре в течение получаса.

Заявляемое изобретение иллюстрируется следующими примерами:

1. К 96 масс. % глины добавляют 3 масс. % борной кислоты и 1 масс. % триоксида молибдена, перемешивают и получают материал по указанной технологии;

2. К 94 масс. % глины добавляют 1 масс. % борной кислоты и 5 масс. % триоксида молибдена, перемешивают и получают материал по указанной технологии;

3. К 90 масс. % глины добавляют 5 масс. % борной кислоты и 5 масс. % триоксида молибдена, перемешивают и получают материал по указанной технологии;

4. К 89 масс. % глины добавляют 1 масс. % борной кислоты и 10 масс. % триоксида молибдена, перемешивают и получают материал по указанной технологии;

5. К 87 масс. % глины добавляют 10 масс. % борной кислоты и 3 масс. % триоксида молибдена, перемешивают и получают материал по указанной технологии;

Характеристика и свойства материалов, полученных с использованием известного и предлагаемого составов, приведены в таблице 1.

Источники информации:

1. Патент на изобретение №2160240, кл. С04В 33/00, С04В 33/13, 2000

2. Патент на изобретение №2176223, кл. С04В 33/00, 2001

3. Патент на изобретение №2483040, кл. С04В 33/132, 2013.

Керамическая масса для изготовления облицовочных фасадных керамических панелей и керамической плитки для наружной и внутренней отделки, включающая глину и добавки, отличающаяся тем, что в качестве глины используется малопластичная глина, а в качестве добавок борная кислота и триоксид молибдена при следующем соотношении компонентов, масс. %:

Малопластичная глина 90,0
Борная кислота 5,0
Триоксид молибдена 5,0



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве керамических строительных материалов, например кирпича. Керамическая масса содержит кембрийскую глину, шлак от алюминотермитной сварки стыков железнодорожных рельсов, с модулем крупности Мкр=2,8, состоящий на 90% из герцинита, представленного железистой шпинелью, и оксида алюминия, дробленый бой огнеупорных форм от алюминотермитной сварки рельсов, представленный кварцевым песком с остатками невыгоревшего органического связующего до 3%, отсеянный на сите №1, при следующих соотношениях компонентов, мас.

Изобретение относится к области производства стеновых строительных материалов и может быть использовано для изготовления фасадных плиток. Технический результат: повышение прочности на сжатие и морозостойкости при сохранении других эксплуатационных характеристик изделий.

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 83,0-87,0, уголь 1,0-1,5, доломит 10,0-15,0, суперпластификатор С-3 1,0-1,5.

Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов сырьевых смесей, которые могут быть использованы для изготовления фасадной плитки. Керамическая масса для изготовления фасадной плитки содержит, мас.

Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов керамических масс для производства кирпича. Керамическая масса для производства кирпича, содержащая глину кирпичную, фосфат кальция, отличающаяся тем, что дополнительно содержит фаянсовый череп - бой санитарно-технических изделий - при следующем соотношении компонентов, маc.

Изобретение относится к керамическому производству и может быть использовано для получения функциональной керамики. Технический результат - повышение производительности способа при высоких эксплуатационных характеристиках готового изделия.

Изобретение относится к составу композиционной керамической смеси для изготовления стеновых строительных изделий, преимущественно из эффективного кирпича и кирпича повышенной эффективности.

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 89,0-93,5, молотый до прохождения через сито 063 уголь 2,0-3,0, молотый до прохождения через сито 063 доломит 3,0-8,0, соапсток 0,5-1,0.

Изобретение относится к составам сырьевых смесей для изготовления керамзита, который может быть использован в качестве легкого и прочного заполнителя для бетонов.

Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы преимущественно для изготовления облицовочной плитки. Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки содержит следующие компоненты, мас.%: каолин 8,0-10,0; фосфорит 6,4-7,0; кирпичная глина 78,6-82,0; романцемент 3,0-5,0.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве керамических строительных материалов, например кирпича. Керамическая масса содержит кембрийскую глину, шлак от алюминотермитной сварки стыков железнодорожных рельсов, с модулем крупности Мкр=2,8, состоящий на 90% из герцинита, представленного железистой шпинелью, и оксида алюминия, дробленый бой огнеупорных форм от алюминотермитной сварки рельсов, представленный кварцевым песком с остатками невыгоревшего органического связующего до 3%, отсеянный на сите №1, при следующих соотношениях компонентов, мас.

Изобретение относится к области производства стеновых строительных материалов и может быть использовано для изготовления фасадных плиток. Технический результат: повышение прочности на сжатие и морозостойкости при сохранении других эксплуатационных характеристик изделий.

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 83,0-87,0, уголь 1,0-1,5, доломит 10,0-15,0, суперпластификатор С-3 1,0-1,5.

Изобретение относится к производству пористых заполнителей для бетонов. Шихта для производства пористого заполнителя содержит, мас.%: глину монтмориллонитовую 83,0-87,0, уголь 1,0-1,5, доломит 10,0-15,0, суперпластификатор С-3 1,0-1,5.

Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов сырьевых смесей, которые могут быть использованы для изготовления фасадной плитки. Керамическая масса для изготовления фасадной плитки содержит, мас.

Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов керамических масс для производства кирпича. Керамическая масса для производства кирпича, содержащая глину кирпичную, фосфат кальция, отличающаяся тем, что дополнительно содержит фаянсовый череп - бой санитарно-технических изделий - при следующем соотношении компонентов, маc.

Изобретение относится к керамическому производству и может быть использовано для получения функциональной керамики. Технический результат - повышение производительности способа при высоких эксплуатационных характеристиках готового изделия.

Изобретение относится к составу композиционной керамической смеси для изготовления стеновых строительных изделий, преимущественно из эффективного кирпича и кирпича повышенной эффективности.

Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы для изготовления фасадной плитки. Керамическая масса для изготовления фасадной плитки, включающая глину, вспученный перлит, дополнительно содержит опоку, муллит, белый портландцемент при следующем соотношении компонентов, мас.

Изобретение относится к составам керамических масс, которые могут быть использованы для изготовления фасадной плитки. Керамическая масса для изготовления фасадной плитки, включающая глину, вспученный перлит, дополнительно содержит романцемент при следующем соотношении компонентов, мас.

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве керамических строительных материалов, например кирпича. Керамическая масса содержит кембрийскую глину, шлак от алюминотермитной сварки стыков железнодорожных рельсов, с модулем крупности Мкр=2,8, состоящий на 90% из герцинита, представленного железистой шпинелью, и оксида алюминия, дробленый бой огнеупорных форм от алюминотермитной сварки рельсов, представленный кварцевым песком с остатками невыгоревшего органического связующего до 3%, отсеянный на сите №1, при следующих соотношениях компонентов, мас.

Изобретение относится к области производства строительных керамических материалов и может быть использовано при изготовлении облицовочных фасадных керамических панелей и керамической плитки для наружной и внутренней отделки. Технический результат изобретения - повышение прочности на сжатие и снижение водопоглощения изделий. Указанный технический результат достигается за счет применения состава, включающего малопластичную глину и добавки - борную кислоту и триоксид молибдена при следующем соотношении компонентов, масс. : малопластичная глина - 90,0; борная кислота - 5,0; триоксид молибдена - 5,0. Образцы керамики получали при влажности сырьевой смеси 8 масс. , давлении прессования 15 МПа и температуре обжига 1050°С. 1 табл., 5 пр.

Наверх