Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania lek¬ kich wyrobów ceramicznych, takich jak cegly budowlane, cegly izolacyjne, cegly ogniotrwa¬ le itp. Do wytwarzania tych wyrobów stosuje sie surowiec zawierajacy w przewazajacej cze¬ sci gliny róznego rodzaju, na przyklad zwykla gline, lupek gliniasty, kaolin (znany równiez pod nazwa gliny chinskiej lub gliny do wyrobu porcelany) i szamot, jak równiez mieszanine tych surowców.Znane sa lekkie cegly i inne lekkie wyroby z wypalonej gliny. Do wytwarzania tych mate¬ rialów stosowano gline zmieszana z rozdrobnio¬ nymi palnymi organicznymi substancjami, taki¬ mi jak trociny, torf, pyl weglowy, pyl z wegla drzewnego, naftalen, papier itp.Dotychczas nie bylo mozliwe wytworzenie za pomoca tego sposobu cegiel o dobrej jakosci i ciezarze wlasciwym nizszym niz 1,1. Przyczy¬ na tego jest fakt, ze do gliny nie mozna doda* wac organicznych substancji w zbyt duzych ilosciach ze wzgledu na duzy opór tarcia po¬ wstajacy w czasie wysychania masy. Przy zwiekszaniu ilosci dodawanego organicznego materialu zmniejszala sie bardzo predko wy¬ trzymalosc na sciskanie gotowego produktu, po¬ niewaz powstawaly zaklócenia w naturalnym kurczeniu gliny w czasie jej suszenia. Zaklóce¬ nia te wystepowaly, poniewaz stosowane dotad dodatki wykazywaly mala podatnosc na sciska¬ nie. Z tego wzgledu powstawaly rysy w scia¬ nach komórek, wytworzonych dzieki substan¬ cjom organicznym. Rysy te wystepowaly w pra¬ wie Wszystkich komórkach, wytworzonych w wyrobie ceramicznym.W przypadku, gdy stosuje sie jako dodatek papier, zwlaszcza mokry, zostaje on scisniety juz pod cisnieniem wystepujacym w formie. Pa¬ pier zostaje wiec scisniety przed stwardnieniem materialu ceramicznego i na skutek tega niemoze byc scisniety w czasie pózniejszego susze¬ nia tego materialu. Nalezy zaznaczyc, ze ze wzgledu na duza powierzchnie papieru w sto¬ sunku do jego objetosci i jego malej wytrzyma¬ losci na zerwanie nie mozna wprowadzac du«» zych jego ilosci do surowca ceramicznego- Przy zbyt duzym dodatku papieru, masa ceramiczna traci plastycznosc i zdolnosc do formowania; a w wyrobie ceramicznym powstaja pekniecia w czasie formowania i suszenia.Dalsza wada dotychczas stosowanych mate¬ rialów pochodzenia organicznego bylo równiez to, ze pochlanialy one wilgosc i przedluzaly z te¬ go wzgledu czas suszenia i wypalania. Fonadto, w samych tych materialach zawarta jest duza ilosc wilgoci, która zostaje zamknieta przez ota¬ czajacy ja material ceramiczny. Wilgoc ta przy naglej zamianie na pare w czasie procesu wypa¬ lania powoduje powstawanie pekniec.Znany jest równiez sposób wytwarzania tarcz sciernych z mieszaniny masy ceramicznej i roz¬ drobnionej zywicy z tworzyw sztucznych przez sprasowanie na sucho tej mieszaniny przy bar¬ dzo wysokim cisnieniu. Masy tego rodzaju mo¬ zna formowac, ale maja one bardzo mala scisli¬ wosc. Ponadto, gdyby masy tego rodzaju byly scisliwe, to scisniecie to nastepowaloby juz w czasie formowania tych mas przy wysokim ci¬ snieniu, a nie dopiero w czasie suszenia.Znany jest wreszcie sposób mieszania masy ceramicznej z ekspandowanymi czastkami wer¬ mikulitu, w celu wytworzenia w ten sposób cial o niskim ciezarze wlasciwym. Wytrzyma¬ losc tak wytworzonych wyrobów jest jednak bardzo mala. Nalezy tutaj zaznaczyc, ze wermi¬ kulit wykazujacy bardzo mala wytrzymalosc traci te wytrzymalosc calkowicie jak równiez swa podatnosc na skutek nawilzenia, co wlasnie ma miejsce po zmieszaniu go z wilgotna masa ceramiczna. Z tego wzgledu masa ceramiczna przygotowana w ten sposób nie nadaje sie do obróbki pod cisnieniem, to znaczy na przyklad do formowania w prasach na cegly. Wermikulit zostalby w takich prasach sprasowany, a zatem nie byloby mozliwe otrzymanie tym sposobem bloków o niskim ciezarze wlasciwym.Nie jest wiec celowe wytwarzanie za pomoca tych srodków wyrobów ceramicznych o piskim ciezarze wlasciwym, a mianowicie takich, któ¬ rych ciezar wlasciwy bylby nizszy niz 1,1, po¬ niewaz pekniecia powstajace na sciankach nie¬ których komór powodowalyby powstawanie ta¬ kich pekniec na sciankach sasiednich komór, a przy niekorzystnych warunkach istnialoby niebezpieczenstwo zgniecenia takiego produktu juz przy stosunkowo niskim cisnieniu.Wedlug innego znanego sposobu wytwarzania ceramicznych materialów o niskim ciezarze wlasciwym stosuje sie srodki gazotwórcze. We¬ dlug tego sposobu miesza sie z mokra glina sub¬ stancje wydziwiajaca gaz. Ma to na celu wytwo¬ rzenie w mokrej glinie piany lub pecherzy, któ¬ re tworzylyby komórki. Mozna tez dodawac srodki gazotwórcze w czasie procesu suszenia, cer równiez ma na celu wytworzenie komórek.Sposobu tego nie nalezy w kazdym razie stoso¬ wac cfc* wytwarzania produktów polegajacych obciazeniu, takich jak cegly, poniewaz nie jest mozliwe dokladne kontrolowanie wielkosci ko¬ mórek. Posiadla we wnetrzu cegiel, na skutek podwyzszenia cisnjenia, komórki sa plaskie lub o ksztalcie soczewek. Ponadto wytwarzanie ga¬ zu w uformowanym juz wyrobie nie pozwala na uzyskanie produktu o wysokiej wytrzymalosci.Jezeli wytworzy sie tym sposobem produkt o ciezarze wlasciwym wynoszacym 0,7 kg/dcms uzyskuje sie maksymalna wytrzymalosc na sci¬ skanie równa 30—35 kg/dcm?. Tego rodzaju spo¬ soby nie moga byc wiec stosowane do wytwa¬ rzania wyrobów podlegajacych obciazeniom lub tez wyrobów, przy których konieczne jest za¬ pewnienie jednakowych wielkosci komór i rów¬ nomiernosci ich rozmieszczenia.Wynalazek niniejszy dotyczy sposobu wytwa¬ rzania materialów ceramicznych, zwlaszcza o niskim ciezarze wlasciwym i jednoczesnie o bardzo wysokiej wytrzymalosci na sciskanie.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze mase ceramiczna, np. gline, przed jej wysusze¬ niem i wypaleniem miesza sie z wypelniaczem z tworzyw sztucznych w postaci pustych kulek lub brylek z- ekspandowanych lub spienionych tworzyw sztucznych, zwlaszcza brylek kulistych o scisliwosci równej lub wiekszej od kurczli- wosci surowej masy ceramicznej podczas jej wysychania, Pod okresleniem „glina" nalezy w tym przypadku rozumiec zwykla gline, lupek gliniasty, kaolin (zwany równiez glina do wyro¬ bu porcelany lub glina chinska), szamote i mie¬ szanine tych substancji.Ekspandowane lub spienione tworzywa sztu¬ czne albo tworzywa, w postaci pustych kulek mozna wprowadzac do gliny w czasie jakiej¬ kolwiek fazy przerobu, surowej gliny przed jej formowaniem. Mozna je wiec dodawac do suchej gliny przed dodaniem wody lub tez po dodaniu wody. Rodzaj tworzywa- i jego scisliwosc nalezy dostosowac do. rodzaju gliny, przy czym jak juz -— I —wspomniano, nalezy stosowac takie tworzywo sztuczne, którego scisliwosc jest co najmniej tak duza, jak kurczliwosc gliny podczas proce¬ su suszenia.W przeciwienstwie do omówionych znanych sposobów, wedlug których stosowano materialy o niskiej scisliwosci, sposób wedlug wynalazku umozliwia wytwarzanie porowatych materia¬ lów o bardzo cienkich sciankach komór, przy czym nie wystepuja pekniecia tych scianek. Po¬ nadto, sposób wedlug wynalazku umozliwia wytwarzanie wyrobów o strukturze komórko¬ wej, wykazujacych przy danym ciezarze wlasci¬ wym duzo wieksza wytrzymalosc niz wykazy¬ waly ja produkty wytwarzane za pomoca do- tyczas znanych metod.Najlepsze wyniki osiaga sie, gdy stosuje sie materialy plastyczne wykazujace wzgledem gli¬ ny jedynie maly wspólczynnik tarcia, poniewaz tego rodzaju brylki lepiej mieszaja sie z glina i umozliwiaja wprowadzenie wiekszych ilosci tworzyw sztucznych, niz w przypadku stosowa¬ nia tworzyw wykazujacych duzy wspólczynnik tarcia.Najlepsze wyniki osiagnieto, stosujac w po¬ staci pustych kulek albo ekspandowane lub spienione tworzywa sztuczne, rozdrobnione przez zmielenie lub tez w inny sposób. Stosowac mo¬ zna przykladowo nastepujace tworzywa: poli¬ styren, tworzywa fenolowe, poliwinylowe, zwla¬ szcza polichlorek winylu, nienasycone poliestry, tworzywa mocznikowe, poliuretanowe, poliety¬ lenowe, poliizobutylenowe, lateks, tworzywa si¬ likonowe i pochodne celulozy, takie jak na przy¬ klad octan celulozy. Bardzo dobre wyniki uzy¬ skano, stosujac polistyren w postaci pustych brylek. Te puste brylki sa nie tylko scisliwe, lecz maja równiez powierzchnie wykazujaca wzgledem gliny maly wspólczynnik tarcia. Po¬ nadto ze wzgledu na ich ksztalt kulisty tworza równiez kuliste komórki, które jak wiadomo przy okreslonej objetosci maja minimalna po¬ wierzchnie i stad po wypaleniu najwyzsza wy¬ trzymalosc.Okreslenie „scisliwosc" oznacza zdolnosc do zmniejszania objetosci pod wplywem zewnetrz¬ nego cisnienia, powstajacego dzieki kurczeniu gliny podczas procesu suszenia. Scisliwosc nie musi laczyc sie ze sprezystoscia lub elastycz¬ noscia. Stad tez równiez czastki podlegajace nie¬ elastycznym odksztalceniom moga byc stosowa¬ ne w sposobie wedlug wynalazku, jezeli tylko moga one. zmniejszyc swa objetosc.Poniewaz w gotowym produkcie nie wyste¬ puja pekniecia scian utworzonych komórek, dzieki którym nastepowaloby polaczenie prze¬ strzeni poszczególnych komórek, porowatosc go¬ towego produktu zalezy jedynie od rodzaju za¬ stosowanego surowca ceramicznego, a nie za¬ lezy od struktury komórek.Przy dotychczas stosowanych wypelniaczach scisliwosc ich nie byla dostosowana do kurcz- liwosci gliny lub innego stosowanego surowca ceramicznego, dzieki czemu w sciankach komó¬ rek powstawaly pekniecia.Wedlug wynalazku mozna, stosujac tworzywa o odpowiedniej scisliwosci, wytworzyc gotowe wyroby o ciezarze wlasciwym wynoszacym 0,4, majace jednoczesnie dobra wytrzymalosc na sciskanie. Najczesciej stosuje sie sposób wedlug wynalazku do wytwarzania wyrobów o ciezarze wlasciwym mniejszym niz 1,1, a zwlaszcza wy¬ noszacym 0,8. Sposobem wedlug wynalazku wy¬ tworzono cegly, zawierajace scisliwe brylki z tworzyw sztucznych o srednicy 0,5—10 mm.Ciezar tych brylek wynosi 0,006 kg/dcm3. Uzys¬ kano ciezar wlasciwy wyrobu wynoszacy 0,37.Nawet w tym przypadku wyroby te nie mialy pekniec na sciankach komór i wykazywaly sto¬ sunkowo duza wytrzymalosc na sciskanie.Stwierdzono równiez, ze mozna osiagnac zada¬ walajace wyniki, gdy stosuje sie brylki z two¬ rzyw sztucznych o srednicy 20 mm.Wedlug korzystnej odmiany wynalazku, su¬ rowiec ceramiczny, na przyklad gline, miesza sie, przetwarza lub plastyfikuje w znany spo¬ sób do konsystencji bardziej plynnej niz zazwy¬ czaj stosowano. Brylki ze sztucznego tworzywa w postaci pustych kulek albo ekspandowanego lub spienionego tworzywa, miesza sie nastepnie z ta masa ceramiczna. Celowe jest przeprowa¬ dzenie brylek z tworzyw sztucznych, najpierw przez kapiel wodna, dzieki czemu uzyskuje sie polepszenie warunków mieszania ich z glina.Z chwila gdy stosowane brylki z tworzyw sztucznych sa równomiernie zmieszane z masa ceramiczna, mase te wprowadza sie do form, formuje na przyklad przez wytrzasanie w pu¬ stych formach lub tez formuje sie ja przez wy¬ prasowanie z prasy pasmowej przy stosunkowo niskim cisnieniu. Uformowane wyroby suszy sie nastepnie i wypala. Podczas wypalania tworzy¬ wo sztuczne ulega spaleniu, a gaz ulatnia sie przez porowata strukture gliny. Surowa masa glinowa zachowuje swa przydatnosc do formo¬ wania i spoistosc nawet w tym przypadku, gdy wprowadzi sie do niej tak duze ilosci brylek — * —z tworzyw sztucznych* ze w rezultacie uzys¬ kuje sie wyrób o ciezarze wlasciwym wynosza¬ cym 0,4. Zdolnosc zachowywania spoistosci po¬ woduje, ze po uformowaniu, a przed suszeniem, masa zachowuje swe ksztalty- Ma to miejsce zwlaszcza w przypadku, jezeli w procesie sto¬ suje sie kulki z .tworzyw sztucznych o glad¬ kiej powierzchni. Gdy stosuje sie jako surowiec ceramiczny substancje taka jak szamot, celowe jest dodawanie do tej masy pewnej ilosci sub¬ stancji wiazacej, takiej jak szklo wodne. Do¬ datek ten ma na celu utrzymanie kohezji i zdol¬ nosci masy do obróbki.Podczas gdy w wiekszosci przypadków bryl¬ ki a^or^r^? sztucznych sa rozdzielone w bloku ceramicznym w sposób równomierny, to jednak w niektórych przypadkach mozna je rozmiesz¬ czac w tym bloku w sposób nierównomierny, na przyklad tak, ze w srodku wytwarzanego przedmiotu zgrupowana jest wieksza ilosc tych brylek, podczas gdy na powierzchni lub na czes¬ ci tej powierzchni, brylki z tworzyw sztucznych nie wystepuja. Celem tego jest otrzymanie na powierzchni gladkiej wolnej od komór struktu¬ ry masy ceramicznej.Przyk lad I. Do mieszaniny 28 czesci ob¬ jetosciowych suchej gliny i 72 czesci objetos¬ ciowych tworzywa polistyrenowego w postaci pustych kulek o srednicy okolo 1,5 mm dodano wody i mase mieszano w mieszarce tak dlugo, az stala sie ona plastyczna. Mase formowano na¬ stepnie za pomoca prasy pasmowej stosujac nis¬ kie cisnienie, suszono i wypalano w znany spo¬ sób. Ciezar wlasciwy tworzywa polistyrenowego, uksztaltowanego w postaci pustych kulek wy¬ nosil 0,020. Wypalone lekkie cegly wykazywaly ciezar wlasciwy wynoszacy 0,6 i wytrzymalosc na sciskanie wynoszaca 70 kG/cm2. Surowiec ce¬ ramiczny wykazywal w tym przypadku kurczli- wosc równa 26% objetosciowych i z tego wzgle¬ du zastosowano kuleczki z polistyrenu o scisli¬ wosci wyzszej niz 26% objetosciowych.Wytworzone w wyzej podany sposób cegly utrzymywano w kapieli wodnej przez 336 go¬ dzin. Cegly plywaly caly czas na powierzchni wody. Podczas ostatnich dni przebywania w ka¬ pieli cegly nie wchlanialy juz wiecej wody. Do¬ swiadczenie to wykazuje, ze sciany komórek nie mialy uszkodzen i ze komórki podczas formo¬ wania, suszenia i wypalania byly calkowicie od¬ dzielone od siebie.Poniewaz tworzywo polistyrenowe nie wchla¬ nialo wody, mozmv bylo czas suszenia uformo¬ wanych surowych wyrobów skrócic do polowy w stosunku do czasu, jaki byl konieczny przy dotychczas znanych sposobach wytwarzania po¬ rowatych wyrobów ceramicznych; Jezeli two¬ rzywo wchlania wode, mozna je pokrywac srod¬ kami niewilzalnymi, aby uzyskac wyzej opisane korzysci.Przyklad II. 48 czesci objetosciowych piankowego tworzywa polistyrenowego tego sa¬ mego rodzaju jak w przykladzie I zmieszano z 52 czesciami objetosciowymi plastycznej gliny, po czym z masy tej wytworzono lekkie cegly w sposób analogiczny jak opisano w przykla¬ dzie I. Cegly te mialy ciezar wlasciwy 0,95 i wy¬ trzymalosc na sciskanie wyzsza niz 190 kg/cm2.Wytrzymalosc ta jest prawie dwukrotnie wiek¬ sza jak wytrzymalosc porowatych cegiel, wy¬ twarzanych przy zastosowaniu innych organicz¬ nych substancji. Wynika stad w sposób oczy¬ wisty, ze zmieszanie tworzyw sztucznych o wlasciwosciach okreslonych niniejszym wyna¬ lazkiem pozwala na uzyskanie powaznych ko¬ rzysci nawet przy wytwarzaniu cegiel o stosun¬ kowo duzym ciezarze wlasciwym.W przykladzie II surowa masa ceramiczna wy¬ kazywala tak jak w przykladzie I skurcz 26%, stosowano wiec tworzywo sztuczne o scisliwosci wyzszej niz 26%.Przyklad III. 55 czesci objetosciowych pianki poliuretanowej zmielonej na brylki o srednicy 0,5—2,5 mm zmieszano z 45 czesciami objetosciowymi plastycznej gliny, po czym wy¬ tworzono z tej masy lekkie cegly sposobem po¬ danym w przykladzie I. Cegly te mialy ciezar wlasciwy 0,8 i wytrzymalosc na sciskanie 120 kg/cm2.Skurczliwosc masy ceramicznej wynosila 26% i stad tez zastosowano w tym przykladzie two¬ rzywo piankowe o scisliwosci wyzszej niz 26%.Przyklad IV. 60 czesci objetosciowych piankowego polichlorku winylu w postaci brylek o srednicy 1—2,5 mm zmieszano z 40 czesciami objetosciowymi plastycznej gliny, po czym wy¬ tworzono z tej masy lekkie cegly sposobem po¬ danym w przykladzie I. Cegly te wykazywaly ciezar wlasciwy 0,7 i wytrzymalosc na sciska¬ nie 90 kg/cm2.Glina miala kurczliwosc wynoszaca 26% i z tego wzgledu dobrano tworzywo l poli¬ chlorku winylu wykazujace scisliwosc wyzsza niz 26%.Przyklad V. 60 czesciami objetosciowymi pianki poliizobutylenowij rozdrobnionej na Jaryl- — 4*—ki o srednicy 1—3 mm zmieszano z 40 czesciami ojetosciowymi gliny, po czym wytworzono lek¬ kie cegly w sposób podany w przykladzie I.Cegly te mialy ciezar wlasciwy równy 0,7 i wy¬ trzymalosc na sciskanie 80 kg/cm2.Poliizobutylenowe tworzywo piankowe wyka¬ zywalo scisliwosc wyzsza niz 26%. PL