RU2160240C1 - Raw material for manufacture of ceramic articles - Google Patents
Raw material for manufacture of ceramic articles Download PDFInfo
- Publication number
- RU2160240C1 RU2160240C1 RU2000101343A RU2000101343A RU2160240C1 RU 2160240 C1 RU2160240 C1 RU 2160240C1 RU 2000101343 A RU2000101343 A RU 2000101343A RU 2000101343 A RU2000101343 A RU 2000101343A RU 2160240 C1 RU2160240 C1 RU 2160240C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glauconite
- clay
- manufacture
- raw material
- mass
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к сырьевым массам для изготовления строительных изделий и может быть использовано для производства строительной керамики, преимущественно кирпича и облицовочных керамических камней. The invention relates to raw materials for the manufacture of building products and can be used for the production of building ceramics, mainly bricks and facing ceramic stones.
Известна сырьевая масса для изготовления керамических изделий, включающая глину и добавку, в качестве которой используют песок в количестве 10% от общей массы смеси. (Лундина М.Г. Добавки в шихту при производстве керамических стеновых материалов: Обзорная информация. /ВНИИЭСМ. - М., 1974, с. 27). Known raw material for the manufacture of ceramic products, including clay and an additive, which is used as sand in an amount of 10% of the total weight of the mixture. (Lundina MG Additives in the charge in the production of ceramic wall materials: Overview. / VNIIESM. - M., 1974, p. 27).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известной сырьевой смеси, относят то, что песок, входящий в состав, содержит карбонатные примеси и пылевидные фракции, которые отрицательно влияют на физико-механические свойства керамических изделий, в частности на прочность. Предел прочности при сжатии у таких изделий составляет 12,44 МПа. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using a known raw material mixture include the fact that the sand included in the composition contains carbonate impurities and dust fractions that adversely affect the physicomechanical properties of ceramic products, in particular strength. The compressive strength of such products is 12.44 MPa.
Наиболее близким к заявленному изобретению составом того же назначения по совокупности признаков является керамическая масса для изготовления стеновых изделий, включающая легкоплавкую глину в количестве 70 - 75 мас.% и технологическую минеральную добавку, в качестве которой используют карбонатно-кремнистую цеолитсодержащую породу смешанного минерального состава с размером частиц менее 1 мм в количестве 25-30 мас.%. Порода содержит, мас.%: опал-кристобалит 30-40, клиноптилолит 8-25, кальцит 11-28, глинистую составляющую 15-35. (Патент РФ N 2140888, МПК 6 C 04 B 33/00, 1977). The composition of the same purpose closest to the claimed invention for the totality of features is a ceramic mass for the manufacture of wall products, including fusible clay in an amount of 70 - 75 wt.% And technological mineral additive, which is used as a carbonate-silicon zeolite-containing rock of mixed mineral composition with a size particles less than 1 mm in an amount of 25-30 wt.%. The rock contains, wt.%: Opal-cristobalite 30-40, clinoptilolite 8-25, calcite 11-28, clay component 15-35. (RF patent N 2140888, IPC 6 C 04 B 33/00, 1977).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известной керамической массы, принятой за прототип, относится то, что в известной керамической массе известного состава использование породы смешанного минерального состава не дает в изделиях достаточной прочности при сжатии, а обжиг проводят при более высокой температуре. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using a known ceramic mass adopted as a prototype include the fact that in a known ceramic mass of known composition, the use of mixed mineral composition rocks does not provide sufficient compressive strength in products, and firing is carried out at a higher temperature .
Задачей настоящего изобретения является получение сырьевой массы для изготовления кирпича на основе некондиционного местного сырья (глины и глауконитсодержащие пески (ГСП), ранее не применявшиеся для этих целей) с физико-механическими характеристиками, соответствующими ГОСТу. The objective of the present invention is to obtain a raw material for the manufacture of bricks based on substandard local raw materials (clay and glauconite-containing sands (GSP), previously not used for these purposes) with physicomechanical characteristics corresponding to GOST.
Технический результат - увеличение прочности при сжатии и снижение температуры обжига. Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что известная сырьевая масса для изготовления керамических изделий, включающая легкоплавкую глину и технологическую минеральную добавку, согласно изобретению она в качестве технологической минеральной добавки содержит 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, а обжиг изделий ведут при 900oC.The technical result is an increase in compressive strength and a decrease in firing temperature. The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that the known raw material mass for the manufacture of ceramic products, including low-melting clay and technological mineral additive, according to the invention, it contains glauconite-containing sands of mineral composition, wt.%; glauconite-containing clay mineral 28-33; feldspar 2-5; calcite 1-5; apatite 3-6; quartz, the rest in the following ratio of components, wt.%: fusible clay 90-95, glauconite-containing sands 5-10, and the products are fired at 900 o C.
Глауконитсодержащие пески (ГСП) содержат до 3% калийсодержащих компонентов, которые являются щелочными элементами, вступающими в химическую реакцию с кристобалитом, образующимся в процессе обжига, с образованием жидкой фазы, частично заполняющей пустоты в керамической массе и цементирующей частицы других минералов. В дальнейшем при остывании жидкой фазы происходит ее отвердевание, а керамический материал становится прочным и водостойким. Очевидно, что чем больше будет образовываться жидкой фазы, тем более прочным и водостойким будет конечный материал. Glauconite-containing sands (GSP) contain up to 3% of potassium-containing components, which are alkaline elements that enter into a chemical reaction with cristobalite formed during firing with the formation of a liquid phase, partially filling voids in the ceramic mass and cementing particles of other minerals. In the future, when the liquid phase cools, it solidifies, and the ceramic material becomes durable and waterproof. It is obvious that the more liquid phase is formed, the more durable and water-resistant the final material will be.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая сырьевая масса для изготовления керамических изделий отличается от известной новым компонентом, а именно: породой - глауконитсодержащие пески. Comparative analysis with the prototype shows that the inventive raw material for the manufacture of ceramic products differs from the known new component, namely: the breed is glauconite-containing sands.
По И.В. Николаевой (И.Е. Николаева. Минералы группы глауконитов в осадочных формациях. - Новосибирск; Наука. Сиб. отделение. 1977.) глаукониты ассоциируют с кварцевыми песками, кремнистыми породами (диатомиты, опоки, трепелы), фосфоритами, мел-мергельными породами, глинами. Мощность глауконитсодержащих пород может составлять десятки метров при протяженности залежей в десятки километров. Содержание глауконита при этом невысокое и изменяется от 1 до 15-20%. By I.V. Nikolaeva (I.E. Nikolaeva. Minerals of the glauconite group in sedimentary formations. - Novosibirsk; Nauka. Sib. Department. 1977.) glauconites are associated with quartz sand, siliceous rocks (diatomites, flasks, tripoli), phosphorites, melt-marl rocks, clays. The thickness of glauconite-bearing rocks can be tens of meters with a length of deposits of tens of kilometers. The content of glauconite is low and varies from 1 to 15-20%.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиски по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому техническому результату отличительных признаков в заявляемой сырьевой массе, изложенных в формуле изобретения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна". The analysis of the prior art by the applicant, including searches by patent and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the set of essential features of the analogue, allowed to identify the set of essential distinguishing features in relation to the seen technical result in the claimed raw material mass set forth in the claims. Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."
Для проверки соответствия заявленного изобретения условию "изобретательский уровень" заявитель провел дополнительный поиск известных технических решений, совпадающих с отличительными признаками заявленной сырьевой массы. Результаты поиска показали, что заявленное изобретение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения преобразований на достижение технического результата. To verify the compliance of the claimed invention with the condition "inventive step", the applicant conducted an additional search for known technical solutions that match the distinctive features of the claimed raw material mass. The search results showed that the claimed invention does not follow explicitly from the prior art for the specialist, since the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed invention on the achievement of the technical result is not revealed from the prior art determined by the applicant.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "изобретательский уровень". Therefore, the claimed invention meets the condition of "inventive step".
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Information confirming the possibility of carrying out the invention.
Изделия из заявляемой сырьевой массы изготавливают по общепринятой технологии керамического производства, способом полусухого прессования или пластического формования, но с тем отличием, что обжиг ведут при температуре 900oC.Products from the claimed raw material mass are made according to the generally accepted technology of ceramic production, by the method of semi-dry pressing or plastic molding, but with the difference that the firing is carried out at a temperature of 900 o C.
Подготовка глинистого сырья при пластическом способе включает в себя сушку сырья, дробление на щековой дробилке, замачивание водой из расчета получения нормальной формовочной влажности, вылеживание массы в течение суток. The preparation of clay raw materials in the plastic method includes drying the raw materials, crushing on a jaw crusher, soaking with water in order to obtain normal molding moisture, curing the mass during the day.
При полусухом способе прессования подготовка глины включает в себя: удаление твердых каменистых включений, обработку и вальцах или бегунах, с последующим дозированием и подачей в глиносмеситель. Сюда же подается отдозированный ГСП, после чего смесь пропускается через шнековый смеситель для получения гранул диаметром 10 мм. Полученные гранулы сушат до остаточной влажности 8-12% и измельчают в мельнице до получения пресс-порошка, состоящего из трех фракций с размером частиц, мас.%: 0-1 мм - 50, 1-2 мм - 25, 2-3 мм - 25. With a semi-dry pressing method, clay preparation includes: removal of hard rocky inclusions, treatment with rollers or runners, followed by dosing and feeding into the clay mixer. Dosed SHG is also fed here, after which the mixture is passed through a screw mixer to obtain granules with a diameter of 10 mm. The obtained granules are dried to a residual moisture content of 8-12% and ground in a mill to obtain a press powder consisting of three fractions with a particle size, wt.%: 0-1 mm - 50, 1-2 mm - 25, 2-3 mm - 25.
Полученную смесь выдерживают в течение двух суток. Формование образцов осуществляют при удельном давлении 20-25 МПа. Сушку при 35-80oC в течение 6-12 часов, а обжиг ведут при температуре 900oC.The resulting mixture was incubated for two days. The samples are molded at a specific pressure of 20-25 MPa. Drying at 35-80 o C for 6-12 hours, and firing is carried out at a temperature of 900 o C.
Подготовка минеральной добавки включает в себя: дробление и помол для терригенных пород ГСП до тонины помола с остатком на сите 1 мм не более 5 мас.%, и только рассев на сите для алевритовых пород. Preparation of a mineral additive includes: crushing and grinding for SHG terrigenous rocks to a grinding fineness with a residue on a 1 mm sieve of not more than 5 wt.%, And only sieving on a sieve for silt rocks.
Используют глину Кощаковского месторождения Республики Татарстан: тип-суглинок, пластичность - умеренно пластичная (число пластичности 8-12), дисперсность - низкодисперсная, огнеупорность - легкоплавкая (Тпл = 1300oC), общая усадка, %: 8,1. Химический состав, %: SiO2 68-71,7; Al2O3 9,4-10,9, Fe2O3 3,6-5,8; CaO 1,8-4,8 и глауконитсодержащий песок с Вожженского и Сюндюковского месторождений РТ. Химический состав, %: SiO2 67,71- 71,78; K2O 2,84-2,89: Al2O3 7,97-8,43, Fe2O3 6,05-6,98; п.п.п. 5,07-6,62. Минеральный состав глауконитсодержащего песка, %: глауконитсодержащий глинистый минерал с содержанием глауконита 17% 28-33; полевой шпат 2-5; кальцит 1-5; апатит 3-6: кварц остальное.The clay of the Koshchakovskoye deposit of the Republic of Tatarstan is used: type-loam, plasticity - moderately plastic (plasticity number 8-12), dispersion - low dispersion, refractoriness - low-melting (T pl = 1300 o C), general shrinkage,%: 8.1. Chemical composition,%: SiO 2 68-71.7; Al 2 O 3 9.4-10.9; Fe 2 O 3 3.6-5.8; CaO 1.8-4.8 and glauconite-containing sand from the Vozhzhensky and Syundyukovsky deposits of the Republic of Tatarstan. Chemical composition,%: SiO 2 67.71-71.78; K 2 O 2,84-2,89: Al 2 O 3 7.97-8.43, Fe 2 O 3 6.05-6.98; p.p.p. 5.07-6.62. The mineral composition of glauconite-containing sand,%: glauconite-containing clay mineral with a glauconite content of 17% 28-33; feldspar 2-5; calcite 1-5; apatite 3-6: quartz rest.
В таблице 1 приведены составы сырьевой массы для изготовления керамических изделий
В таблице 2 приведены физико-механические показатели изделий, получаемых из заявляемой сырьевой массы, в зависимости от состава исходных компонент при температуре T=900oC.Table 1 shows the composition of the raw material for the manufacture of ceramic products
Table 2 shows the physico-mechanical properties of products obtained from the inventive raw material, depending on the composition of the starting components at a temperature T = 900 o C.
Из данных, приведенных в таблице 2, следует, что введение ГСП в сырьевую массу в количестве 5-10 мас.% (составы N 3, 4, 5) является оптимальным. При введении в сырьевую массу ГСП менее 5% (состав N 2) образуется недостаток вносимого калийсодержащего компонента, вступающего в химическую реакцию с кристобалитом, в результате чего образуется меньше муллита и эвтектических железистых стекол, способствующих заполнению дефектов и пустот в керамической массе и цементирующей частицы других минералов, в результате чего это приводит к снижению прочностных показателей образцов. При введении в массу ГСП более 10 мас.% (состав N 6) привносится излишнее количество свободного кремнезема, который является источником микротрещин во время фазового перехода кварца при охлаждении образцов, вследствие чего снижаются их прочностные показатели. From the data given in table 2, it follows that the introduction of SHG in the raw material in an amount of 5-10 wt.% (
В таблице 3 приведены значения изменений предела прочности при сжатии керамических образцов в зависимости от содержания ГСП и температуры обжига. Table 3 shows the values of changes in the compressive strength of ceramic samples depending on the SHG content and firing temperature.
Как видно из представленных данных, с повышением температуры обжига до 1000oC прочность на сжатие снижается при всех приведенных концентрациях ГСП. В процессе обжига ионы калия, присутствующие в ГСП, приводят к увеличению доли муллита и железистых стекол. Образуется дополнительное количество SiO2 в виде кристобалита, который является источником микротрещин во время фазового перехода кварца при охлаждении образцов, и провоцирует понижение прочностных характеристик при 1000oC, так как образование кристобаллита происходит в большем объеме чем при 900oC.As can be seen from the data presented, with increasing firing temperature to 1000 o C, the compressive strength decreases at all the given concentrations of SHG. During firing, potassium ions present in the SHG lead to an increase in the fraction of mullite and glandular glasses. An additional amount of SiO 2 is formed in the form of cristobalite, which is a source of microcracks during the phase transition of quartz during cooling of the samples, and provokes a decrease in strength characteristics at 1000 o C, since the formation of cristoballite occurs in a larger volume than at 900 o C.
Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленной сырьевой массы для изготовления керамических изделий следующей совокупности условий:
- заявленная сырьевая масса предназначена для использования в промышленности, а именно в производстве керамических строительных материалов;
- для заявленной сырьевой массы в том виде, как она охарактеризована в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность ее осуществления с помощью описанных в заявке примеров;
- заявленная сырьевая масса для изготовления керамических изделий обеспечивает достижение усматриваемого заявителем технического результата, а именно, повышение предела прочности изделий при сжатии при одновременном снижении температуры обжига.Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the declared raw material for the manufacture of ceramic products:
- the declared raw material mass is intended for use in industry, namely in the production of ceramic building materials;
- for the declared raw material mass in the form as described in the independent clause of the claims, the possibility of its implementation using the examples described in the application is confirmed;
- the declared raw material mass for the manufacture of ceramic products ensures the achievement of the technical result perceived by the applicant, namely, increasing the tensile strength of the products under compression while reducing the firing temperature.
Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию, "промышленная применимость". Therefore, the claimed invention meets the condition, "industrial applicability".
Использование глауконитсодержащих песков в оптимальных дозах в предлагаемой сырьевой массе для изготовления керамических изделий обеспечивает следующие преимущества:
- снижение температуры обжига с 1000oC до 900oC, а следовательно, сокращение энергозатрат на производстве керамических изделий;
- возможность получения высокомарочных керамических изделий, отвечающих требованиям ГОСТа;
- расширение областей использования местной сырьевой базы.The use of glauconite-containing sands in optimal doses in the proposed raw material for the manufacture of ceramic products provides the following advantages:
- reducing the firing temperature from 1000 o C to 900 o C, and therefore, reducing energy consumption in the production of ceramic products;
- the possibility of obtaining high-quality ceramic products that meet the requirements of GOST;
- expansion of areas of use of the local raw material base.
Claims (1)
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 - 10иRaw mix for the manufacture of ceramic products, including low-melting clay and technological mineral additive, characterized in that it as a technological mineral additive contains glauconite-containing sands of mineral composition, wt.%:
Glauconite-containing clay mineral - 28 - 33
Feldspar - 2 - 5
Calcite - 1 - 5
Apatite - 3 - 6
Quartz - Else
in the following ratio of components, wt.%:
Fusible clay - 90 - 95
Glauconite-containing sands - 5 - 10 and
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000101343A RU2160240C1 (en) | 2000-01-17 | 2000-01-17 | Raw material for manufacture of ceramic articles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000101343A RU2160240C1 (en) | 2000-01-17 | 2000-01-17 | Raw material for manufacture of ceramic articles |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2160240C1 true RU2160240C1 (en) | 2000-12-10 |
Family
ID=20229546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000101343A RU2160240C1 (en) | 2000-01-17 | 2000-01-17 | Raw material for manufacture of ceramic articles |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2160240C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2473476C1 (en) * | 2011-10-24 | 2013-01-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Tile glaze |
| CN108191390A (en) * | 2018-03-09 | 2018-06-22 | 重庆市欧华陶瓷有限责任公司 | A kind of high-strength ceramic brick and its preparation process |
-
2000
- 2000-01-17 RU RU2000101343A patent/RU2160240C1/en active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2473476C1 (en) * | 2011-10-24 | 2013-01-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Tile glaze |
| CN108191390A (en) * | 2018-03-09 | 2018-06-22 | 重庆市欧华陶瓷有限责任公司 | A kind of high-strength ceramic brick and its preparation process |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20070221100A1 (en) | Process for the preparation of self-glazed geopolymer tile from fly ash and blast furnace slag | |
| CN101289332A (en) | Low-temperature ceramic foam material and production method thereof | |
| US11572311B2 (en) | Concrete composition containing palm oil fuel ash | |
| US11685691B2 (en) | Aluminum hydroxide enhanced mortar composition | |
| RU2361841C1 (en) | Ceramic mass | |
| Chandrasekhar Reddy | Investigation of mechanical and microstructural properties of fiber-reinforced geopolymer concrete with GGBFS and metakaolin: novel raw material for geopolymerisation | |
| CN112374838B (en) | Lithium slag concrete and preparation method thereof | |
| Ilina et al. | Quality Improvement of semi-dry pressing ceramic bricks from low-quality raw materials by the directional additives | |
| RU2160240C1 (en) | Raw material for manufacture of ceramic articles | |
| KR101696716B1 (en) | Manufacturing method of high-strength artificial stone block using tailing | |
| JP3074246B2 (en) | Method for producing high-strength inorganic foam | |
| RU2327666C1 (en) | Method of manufacture of wall ceramics using sedimentary high-silica rocks, stock for wall ceramics, and aggregate for wall ceramics | |
| RU2197446C2 (en) | Ceramic mass for manufacture of ceramic brick | |
| RU2164901C1 (en) | Raw mix for preparing building products | |
| RU2140888C1 (en) | Ceramic material for manufacture of wall articles, mainly, clay brick | |
| RU2090528C1 (en) | Method of manufacturing aluminosilicate non-vitrified sand | |
| JP2003063850A (en) | Inorganic formed body and producing method therefor | |
| RU2731323C1 (en) | Ceramic mixture | |
| RU2210554C1 (en) | Raw meal for fabrication of ceramic brick | |
| RU2297400C2 (en) | Ceramic mix | |
| RU2176223C1 (en) | Ceramic body for manufacturing building products | |
| RU2478471C2 (en) | Production line to make construction articles form siliceous ceramic | |
| RU2729763C1 (en) | Heavy diopside concrete with high strength | |
| RU2685581C1 (en) | Ceramic mass for manufacture of facing ceramic products | |
| JP7041918B2 (en) | Geopolymer cured product with high bending performance and its manufacturing method |