RU2277520C1 - Method for making wall ceramic articles (variants) - Google Patents
Method for making wall ceramic articles (variants) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2277520C1 RU2277520C1 RU2005107395/03A RU2005107395A RU2277520C1 RU 2277520 C1 RU2277520 C1 RU 2277520C1 RU 2005107395/03 A RU2005107395/03 A RU 2005107395/03A RU 2005107395 A RU2005107395 A RU 2005107395A RU 2277520 C1 RU2277520 C1 RU 2277520C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cullet
- granular
- clay
- granules
- products
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству стеновой керамики и может быть использовано при получении теплоизоляционных изделий - плиток, кирпича, блоков, стеновых панелей и др.The invention relates to the production of wall ceramics and can be used to obtain insulating products - tiles, bricks, blocks, wall panels, etc.
Известен способ изготовления стеновых керамических изделий, включающий совместный мокрый помол стеклобоя, электротермофосфорного шлака и глины до тонкости помола - остатка на сите 0,355 не более 4%, сушки до влажности 4...8%, формование заготовок и последующий обжиг при 980°С [Патент РФ №2070177, кл. 6 С 04 В 33/02, 1996].A known method of manufacturing wall ceramic products, including joint wet grinding of cullet, electrothermophosphoric slag and clay to a fineness of grinding - the residue on a sieve of 0.355 is not more than 4%, drying to a moisture of 4 ... 8%, molding blanks and subsequent firing at 980 ° C [ RF patent No. 2070177, cl. 6 C 04 B 33/02, 1996].
Недостатками этого способа являются: высокий коэффициент теплопроводности (0,72...0,86 Вт/м·К), что обуславливает увеличение расхода строительных материалов в строительстве; высокая плотность (1850...2100 кг/м3), что требует увеличения затрат материалов на стадии изготовления и, как следствие этого, утяжеляет массу стеновых конструкций; высокая огневая усадка (до 12 об.%) способствует возникновению напряжений и дефектов структуры, отрицательно влияющих на прочностные характеристики обожженного материала. Эти недостатки ухудшают технологические и эксплуатационные характеристики стеновых керамических изделий.The disadvantages of this method are: high coefficient of thermal conductivity (0.72 ... 0.86 W / m · K), which leads to an increase in the consumption of building materials in construction; high density (1850 ... 2100 kg / m 3 ), which requires an increase in the cost of materials at the manufacturing stage and, as a result of this, makes the mass of wall structures heavier; high fire shrinkage (up to 12 vol.%) contributes to the occurrence of stresses and structural defects that adversely affect the strength characteristics of the calcined material. These shortcomings worsen the technological and operational characteristics of wall ceramic products.
Наиболее близким к предлагаемому решению является способ изготовления стеновых керамических изделий, заключающийся в перемешивании массы, состоящей из молотой глины (53-93 мас.%), зерен расширяющейся в процессе нагревания добавки с первоначальным размером не более 2 мм, состоящей из вермикулита, или гидрофлогопита, или гидробиотита (2-42 мас.%) и отощителя, состоящего из песка, или золы, или шлака с размером зерен не более 2 мм (4-45 мас.%). Из перемешанной массы пластическим способом формуют изделия, которые после сушки обжигают в туннельной печи при 950°С с изотермической выдержкой 2 часа [Патент РФ №1780276, кл. 6 С 04 В 33/00, 1995].Closest to the proposed solution is a method of manufacturing wall ceramic products, which consists in mixing a mass consisting of ground clay (53-93 wt.%), Grains expanding during heating of an additive with an initial size of not more than 2 mm, consisting of vermiculite, or hydrophlogopite or hydrobiotite (2-42 wt.%) and a scrubber consisting of sand, or ash, or slag with a grain size of not more than 2 mm (4-45 wt.%). Products are molded from the mixed mass in a plastic way, which, after drying, are fired in a tunnel oven at 950 ° C with an isothermal exposure of 2 hours [RF Patent No. 1780276, cl. 6 C 04 B 33/00, 1995].
Недостатками прототипа являются: высокий коэффициент теплопроводности, повышенная общая усадка при сушке и обжиге (до 5...7,9 объемн. %) получаемых стеновых керамических изделий.The disadvantages of the prototype are: high coefficient of thermal conductivity, increased overall shrinkage during drying and firing (up to 5 ... 7.9 vol.%) Of the resulting wall ceramic products.
Предлагаемое изобретение решает задачу расширения арсенала технических средств для производства малоусадочных стеновых керамических изделий, обладающих пониженным коэффициентом теплопроводности с сохранением или улучшением физико-механических характеристик.The present invention solves the problem of expanding the arsenal of technical means for the production of low-shrink wall ceramic products with a reduced coefficient of thermal conductivity while maintaining or improving physical and mechanical characteristics.
Технический результат достигается двумя вариантами решения задачи.The technical result is achieved by two options for solving the problem.
По первому варианту решения задачи в способе изготовления стеновых керамических изделий, включающем смешивание молотой глины с отощающей и вспучивающейся добавками, увлажнение, формование сырцовых изделий пластическим способом, сушку и обжиг, согласно предлагаемому решению в качестве отощающей и вспучивающейся добавок используют стеклобой, молотый совместно с порообразователем, гранулированный и гидрофобизированный с размером гранул 0,1...2,0 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:According to the first solution to the problem, in a method of manufacturing wall ceramic products, including mixing ground clay with an expanding and intumescent additives, moistening, molding raw products in a plastic way, drying and firing, according to the proposed solution, a cullet, ground together with a blowing agent, is used as an exhaust and intumescent additives granular and hydrophobized with a particle size of 0.1 ... 2.0 mm in the following ratio of components, wt.%:
в качестве порообразователя используют карбонаты кальция или магния или их смесь, его количество в гранулах составляет 1...6% от массы стеклобоя, а количество гидрофобизатора - 1...10% от массы стеклобоя.calcium or magnesium carbonates or a mixture thereof is used as a blowing agent, its amount in granules is 1 ... 6% of the mass of cullet, and the amount of water repellent is 1 ... 10% of the mass of cullet.
Сглаженная гидрофобизатором поверхность гранулированного стеклобоя с порообразователем имеет сферическую или яйцевидную формы.The surface of the granular cullet smoothed by a water repellent with a blowing agent has a spherical or ovoid shape.
По второму варианту решения задачи в способе изготовления стеновых керамических изделий, включающем смешивание молотой глины с отощающей и вспучивающейся добавками, увлажнение, формование сырцовых изделий, сушку и обжиг, согласно предлагаемому решению формование сырцовых изделий ведут методом полусухого прессования, а в качестве отощающей и вспучивающейся добавок используют стеклобой, молотый совместно с порообразователем, гранулированный и гидрофобизированный с размером гранул 0,1...2,0 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:According to the second solution to the problem in a method of manufacturing wall ceramic products, including mixing ground clay with exhaust and intumescent additives, moistening, molding raw products, drying and firing, according to the proposed solution, the molding of raw products is carried out by semi-dry pressing, and as exhaust and intumescent additives use cullet, ground together with a pore former, granular and hydrophobized with a granule size of 0.1 ... 2.0 mm in the following ratio of components, wt.%:
в качестве порообразователя используют карбонаты кальция или магния или их смесь, его количество в гранулах составляет 1...6% от массы стеклобоя, а количество гидрофобизатора - 1...10% от массы стеклобоя.calcium or magnesium carbonates or a mixture thereof is used as a blowing agent, its amount in granules is 1 ... 6% of the mass of cullet, and the amount of water repellent is 1 ... 10% of the mass of cullet.
Полусухое прессование ведут при удельном давлении 2-5 МПа.Semi-dry pressing is carried out at a specific pressure of 2-5 MPa.
Сглаженная гидрофобизатором поверхность гранулированного стеклобоя с порообразователем имеет сферическую или яйцевидную формы.The surface of the granular cullet smoothed by a water repellent with a blowing agent has a spherical or ovoid shape.
Сравнение способа по первому варианту с прототипом позволило установить, что предлагаемое решение отличается введением в сырьевую керамическую массу в качестве отощающей и вспучивающейся добавок стеклобой, молотый совместно с порообразователем, гранулированный и гидрофобизированный, имеющий размеры зерен 0,1-2,0 мм, при этом в качестве порообразователя используют карбонаты кальция или магния или их смесь, его количество в гранулах составляет 1...6% от массы стеклобоя, а количество гидрофобизатора - 1...10% от массы стеклобоя. Введение предлагаемых гранул позволяет одновременно пластифицировать смесь, что ведет к уменьшению величины формовочной влажности, снизить теплопроводность и плотность готовых изделий в 1,4...1,7 раза. Таким образом, предлагаемое решение обладает критерием «новизна».Comparison of the method according to the first embodiment with the prototype made it possible to establish that the proposed solution is distinguished by the introduction of a cullet, ground together with a pore former, granular and hydrophobized, having grain sizes of 0.1-2.0 mm, as an exhausting and intumescent additive; calcium or magnesium carbonates or a mixture thereof is used as a blowing agent, its amount in granules is 1 ... 6% of the mass of cullet, and the amount of water repellent is 1 ... 10% of the mass of cullet. The introduction of the proposed granules allows you to simultaneously plasticize the mixture, which leads to a decrease in the molding moisture content, to reduce the thermal conductivity and density of the finished product by 1.4 ... 1.7 times. Thus, the proposed solution has the criterion of "novelty."
Сравнение способа по второму варианту с прототипом позволило установить, что предлагаемое решение отличается введением в сырьевую керамическую массу в качестве отощающей и вспучивающейся добавок стеклобой, молотый совместно с порообразователем, гранулированный и гидрофобизированный, имеющий размеры зерен 0,1-2,0 мм и сглаженную поверхность, при этом количество порообразователя составляет 1...6%, а гидрофобизатора - 1...10,0% от массы стеклобоя, а формирование сырцовых изделий ведут методом полусухого прессования при удельном давлении 2-5 МПа. Введение предлагаемых гранул позволяет одновременно пластифицировать смесь, а также уменьшить величину формовочной влажности и давления прессования до 2 МПа, снизить теплопроводность и плотность готовых изделий в 1,4...1,8 раза. Таким образом, предлагаемое решение также обладает критерием «новизна».Comparison of the method according to the second embodiment with the prototype made it possible to establish that the proposed solution is distinguished by the introduction of a cullet, ground together with a pore former, granular and hydrophobized, having grain sizes of 0.1-2.0 mm and a smoothed surface as raw material and intumescent additives while the amount of pore-forming agent is 1 ... 6%, and the amount of water repellent agent is 1 ... 10.0% of the mass of cullet, and the formation of raw products is carried out by the method of semi-dry pressing at a specific pressure of 2-5 MPa. The introduction of the proposed granules allows plasticizing the mixture at the same time, as well as reducing the molding moisture and pressing pressure to 2 MPa, reducing the thermal conductivity and density of finished products by 1.4 ... 1.8 times. Thus, the proposed solution also has the criterion of "novelty."
При изучении других технических решений использование предложенного авторами введения в сырьевую керамическую массу в качестве отощающей и вспучивающейся добавок стеклобоя, молотого совместно с порообразователем, гранулированного и гидрофобизированного, не выявлено, таким образом, заявляемое решение не следует явным образом из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию «изобретательский уровень».In the study of other technical solutions, the use of the introduction of the cullet, ground together with a pore former, granulated and hydrophobized, as proposed by the authors of the introduction into the raw ceramic mass as granule and intumescent, was not identified, therefore, the claimed solution does not follow explicitly from the prior art, which allows us to conclude on the compliance of the proposed solutions to the criterion of "inventive step".
При реализации заявляемого способа изготовления стеновых керамических изделий в качестве сырья использованы одинаковые для двух вариантов сырьевые компоненты массы и гранулированный наполнитель.When implementing the proposed method for the manufacture of wall ceramic products, the raw materials of the mass and granular filler, identical for the two options, were used as raw materials.
Характеристика компонентов массы:Characterization of mass components:
1. В качестве стеклобоя использовали бой зеленого тарного стекла, г. Воронеж. Исходный бой тарного стекла дробят в молотковой дробилке, моют и сушат в моечно-сушильном барабане, хранят в накопительном бункере. Химический состав боя тарного стекла приведен в табл.1.1. As cullet used the battle of green container glass, the city of Voronezh. The initial battle of container glass is crushed in a hammer mill, washed and dried in a washing and drying drum, stored in a storage bin. The chemical composition of the battle of container glass is given in table 1.
2. В качестве порообразователя использовали карбонаты кальция (мел, известняк), карбонат магния (магнезит) и их природную смесь (доломит):2. As a blowing agent used calcium carbonates (chalk, limestone), magnesium carbonate (magnesite) and their natural mixture (dolomite):
- мел технический дисперсный МТД-2 по ТУ - 21-020350-06-92, ОАО «Стройматериалы», г. Белгород;- technical dispersed chalk MTD-2 according to TU - 21-020350-06-92, JSC Building Materials, Belgorod;
- известняк Яшкинского месторождения;- limestone of the Yashkinsky deposit;
- магнезит, г. Сатки Челябинской области СМ-1 по ТУ 14-8-64-73;- magnesite, Satka, Chelyabinsk region SM-1 according to TU 14-8-64-73;
- доломит, Щелковское месторождение Московской области.- Dolomite, Schelkovo field of the Moscow region.
Химические составы мела, известняка, магнезита и доломита приведены в табл.1The chemical compositions of chalk, limestone, magnesite and dolomite are given in table 1
3. В качестве глины использовали суглинок Шебекинского месторождения, Белгородская обл. Огнеупорность 1180...1270°С. Водозатворяемость - 28,7% (по ГОСТ 9169-75). Основной глинистый минерал - монтмориллонит. Цвет после обжига зеленовато-желтый. Химический состав суглинка Шебекинского месторождения представлен в табл.1.3. As clay used loam of the Shebekinsky deposit, Belgorod region. Refractoriness 1180 ... 1270 ° С. Water solubility - 28.7% (according to GOST 9169-75). The main clay mineral is montmorillonite. The color after firing is greenish yellow. The chemical composition of the loam of the Shebekinsky deposit is presented in Table 1.
4. При гранулировании порошка стеклобоя, молотого совместно с порообразователем, на тарельчатом грануляторе использовали водный раствор силикатного клея (жидкое стекло) по ТУ 2385-001-54824507-2000. Использование данного связующего вещества существенно повышает прочность получаемых гранул после сушки.4. When granulating cullet powder, ground together with a blowing agent, on a plate granulator, an aqueous solution of silicate glue (liquid glass) was used in accordance with TU 2385-001-54824507-2000. The use of this binder significantly increases the strength of the resulting granules after drying.
5. В качестве гидрофобизатора поверхности стеклобоя, молотого совместно с порообразователем и гранулированного, использовали парафин нефтяной марки П-2 (ГОСТ 23683-89) в расплавленном состоянии. Толщина парафинового слоя на поверхности гранулята зависит от вязкости парафинового расплава. Вязкость парафинового расплава в большой степени зависит от температуры. Таким образом, меняя температуру парафинового расплава, можно регулировать толщину гидрофобной пленки на поверхности гранулята с целью получения наиболее окатанной ровной поверхности гранул, позволяющих в дальнейшем сформировать сферические и округлые поры в массе готового изделия.5. As a water-repellent surface of cullet, ground together with a pore former and granular, used paraffin oil grade P-2 (GOST 23683-89) in the molten state. The thickness of the paraffin layer on the granulate surface depends on the viscosity of the paraffin melt. The viscosity of a paraffin melt is highly dependent on temperature. Thus, by changing the temperature of the paraffin melt, it is possible to control the thickness of the hydrophobic film on the surface of the granulate in order to obtain the most rounded even surface of the granules, which subsequently allows the formation of spherical and round pores in the mass of the finished product.
Гидрофобизированная поверхность стеклобоя, молотого совместно с порообразователем и гранулированного, не смачиваясь водой, лучше противостоит механическим воздействиям при перемешивании с глиной, например, в шнековой мешалке, сохраняет свои геометрические размеры в процессе формирования сырцовых изделий, снижает водопотребность, чем и пластифицирует формовочную массу.The hydrophobized surface of a cullet, ground together with a pore former and granulated, without being wetted with water, better resists mechanical stresses when mixed with clay, for example, in a screw mixer, retains its geometric dimensions during the formation of raw products, reduces water demand, which plasticizes the molding mass.
Для получения гранулированного наполнителя при реализации заявляемого способа изготовления стеновых керамических изделий дробленый бой стекла дозируют с карбонатами кальция (порообразователем) - мелом, известняком либо с карбонатом магния - доломитом весовым методом и мелют в шаровой мельнице до достижения удельной поверхности 300...500 м2/кг. Гранулирование шихты производят на тарельчатом грануляторе с орошением ее поверхности 10%-ным водным раствором жидкого стекла, улучшающим процесс формирования и повышающим механическую прочность гранул. Сушку гранул осуществляют в ленточно-сетчатой сушилке. На выходе из сушилки гранулы достигают минимальной влажности - 1...2%. Отсев гранул размером менее 0,1 мм и более 2,0 мм производят на вибросите; отбракованные гранулы отправляют обратно на переработку для повторного использования. Гранулы, по размеру соответствующие техническим условиям, направляются на обработку гидрофобизатором. Обработка поверхности стеклобоя, молотого совместно с порообразователем и гранулированного, гидрофобизирующим компонентом заключается в засыпке отсеянных на ситах гранул размером 0,1...2,0 мм в резервуар с расплавом гидрофобизатора, перемешивании данной массы в течение 5...10 минут и удалении жидкой фазы сквозь сетчатую перегородку с размером ячеек чуть менее 0,1 мм. После охлаждения полученные гранулы загружают в бункер запаса, они полностью готовы к технологическому применению.To obtain a granular filler in the implementation of the proposed method for the manufacture of wall ceramic products, crushed glass breakage is dosed with calcium carbonates (pore former) - chalk, limestone or magnesium carbonate - dolomite by the gravimetric method and ground in a ball mill until the specific surface reaches 300 ... 500 m 2 / kg The granulation of the charge is carried out on a plate granulator with irrigation of its surface with a 10% aqueous solution of liquid glass, which improves the formation process and increases the mechanical strength of the granules. The granules are dried in a belt-mesh dryer. At the outlet of the dryer, the granules reach a minimum moisture content of 1 ... 2%. Screening of granules with a size of less than 0.1 mm and more than 2.0 mm is performed on a vibrating screen; rejected granules are sent back for recycling. Granules, the size corresponding to the technical conditions, are sent for treatment with a water repellent. The surface treatment of cullet, ground together with a pore former and granular, hydrophobic component consists in filling granules of 0.1 ... 2.0 mm screened on sieves into a tank with a melt of hydrophobizing agent, mixing this mass for 5 ... 10 minutes and removing the liquid phase through a mesh partition with a mesh size of slightly less than 0.1 mm. After cooling, the obtained granules are loaded into the stock hopper, they are completely ready for technological use.
Анализируя результаты физико-механических испытаний серии экспериментальных образцов, можно сделать вывод, что:Analyzing the results of physical and mechanical tests of a series of experimental samples, we can conclude that:
- по способности формировать пористую структуру обожженных керамических материалов предпочтителен совместный помол стеклобоя с пороообразователем до достижения удельной поверхности 300...500 м2/кг;- according to their ability to form the porous structure of fired ceramic materials, joint grinding of cullet with a blowing agent is preferable to achieve a specific surface of 300 ... 500 m 2 / kg;
- в качестве порообразователя можно использовать мел, известняк, магнезит либо смесь этих компонентов (доломит);- as a blowing agent, you can use chalk, limestone, magnesite or a mixture of these components (dolomite);
- исходя из прочностных характеристик гранул стеклобоя, молотого совместно с пороообразователем, предпочтительно сушить их до влажности 2%;- based on the strength characteristics of the granules of cullet, ground together with the blowing agent, it is preferable to dry them to a moisture content of 2%;
- наиболее предпочтительна форма стеклобоя, молотого совместно с порообразователем, гранулированного и гидрофобизированного - сферическая и яйцевидная, что достигается подбором вязкости гидрофобизирующего раствора.- the most preferred form of cullet, ground together with a pore former, granular and hydrophobized - spherical and ovoid, which is achieved by selecting the viscosity of the hydrophobizing solution.
Способ изготовления стеновых керамических изделий осуществляют следующим образом по двум вариантам.A method of manufacturing wall ceramic products is as follows in two ways.
Согласно первому варианту измельчали глинистое сырье до дисперсности частиц менее 0,1 мм, дозировали, добавляли стеклобой, молотый совместно с порообразователем, гранулированный и гидрофобизированный, с размером зерен 0,1...2,0 мм в соотношении по сухой массе, указанной в табл.2. Смесь сухих компонентов увлажняли водой до формовочной влажности согласно [Мороз И.И. Технология строительной керамики. Киев: «Вища школа», 1980. - С.79-84], перемешивали до равномерного распределения гранул и глины. Сырцовые изделия из полученной смеси формовали пластическим способом на ленточном прессе. Снижению влажности при формовании изделий по сравнению со способами, описанными в [Патент РФ №2070177, кл. 6 С 04 В 33/02, 1996; патент РФ №1780276, кл. 6 С 04 В 33/00, 1995], способствует заметное повышение удобоукладываемости сырьевых смесей, приготовленных по заявляемому способу, за счет лучшего скольжения между частицами глины и гидрофобизированной поверхностью гранул. Водозатворяемость сырьевых шихт по сравнению с прототипом можно снизить на 6...7,7%, что также облегчает сушку сырца, при этом усадка при сушке минимальна. Изделия высушивают до остаточной влажности 0,5...2% аналогично [Патент РФ №1780276, кл. 6 С 04 В 33/00, 1995; Мороз И.И. Технология строительной керамики. Киев: «Вища школа», 1980. - С.95-101], а затем обжигают при температуре 950°С аналогично [Мороз И.И. Технология строительной керамики. Киев: «Вища школа», 1980. - С.121-128].According to the first embodiment, clay raw materials were ground to a particle size of less than 0.1 mm, dosed, cullet, ground together with a pore former, granulated and hydrophobized, with a grain size of 0.1 ... 2.0 mm in the ratio by dry weight specified in table 2. The mixture of dry components was moistened with water to the molding moisture according to [Frost II. Technology of building ceramics. Kiev: “Vishka Shkola”, 1980. - P.79-84], mixed until even distribution of granules and clay. Raw products from the resulting mixture were molded in a plastic way on a belt press. Reducing humidity during the molding of products in comparison with the methods described in [RF Patent No. 2070177, cl. 6 C 04 B 33/02, 1996; RF patent No. 1780276, class 6 C 04 B 33/00, 1995], contributes to a marked increase in workability of raw mixes prepared by the present method, due to better slip between clay particles and the hydrophobized surface of the granules. Compared to the prototype, the water solubility of raw materials can be reduced by 6 ... 7.7%, which also facilitates the drying of raw materials, while the shrinkage during drying is minimal. Products are dried to a residual moisture content of 0.5 ... 2% similarly [RF Patent No. 1780276, cl. 6 C 04 B 33/00, 1995; Moroz I.I. Technology of building ceramics. Kiev: “Vishka school”, 1980. - S.95-101], and then burned at a temperature of 950 ° C in the same way [I. Moroz. Technology of building ceramics. Kiev: “Vishka school”, 1980. - P.121-128].
Пример 1. Взвесили предварительно высушенный измельченный и просеянный через сито с размером отверстий 0,1 мм Шебекинский суглинок в количестве 7,8 кг (78%, см. табл.2, смесь 1), к этой глине добавили 2,2 кг (22%, см. табл.2, смесь 1) стеклобоя, молотого совместно с порообразователем до удельной поверхности 400 м2/кг, гранулированного и гидрофобизированного, с размером зерен 0,1...2,0 мм (состоящего из порошка стеклобоя, молотого совместно с 3 мас.% мела, гранулированного, просеянного через сито с размером диаметра ячеек 2,0 мм и оставшегося на сите 0,1 мм и обработанного 0,22 кг расплавленного парафина - 10% по отношению к массе стеклобоя, см. табл.2, смесь 1). Эти два компонента смешали в лабораторном шнековом смесителе и одновременно при смешивании подавали распылителем воду в количестве 0,94 кг (см. табл.3, смесь 1). Полученную массу формовали пластическим способом на ленточном шнековом прессе. Полученная прочность сырца позволяет производить перекладку и сушку образцов без каких-либо ограничений. Сформованные образцы в виде плиток с размером 192×142×9 мм и цилиндров с диаметром и высотой 50 мм (последние образцы предназначались для определения предела прочности при сжатии) высушивали до остаточной влажности 2%, а затем обжигали при максимальной температуре 950°С с выдержкой 2 часа, т.е. моделировались производственные условия получения строительного керамического кирпича [Мороз И.И. Технология строительной керамики. Киев: «Вища школа», 1980. - С.89-128]. После охлаждения образцы изделий испытывали на прочность, определялась плотность, общая усадка и теплопроводность. Результаты испытаний приведены в табл.3 (смесь 1).Example 1. Pre-dried crushed and sieved through a sieve with a hole size of 0.1 mm Shebekinsky loam in an amount of 7.8 kg (78%, see table 2, mixture 1), 2.2 kg were added to this clay (22 %, see table 2, a mixture of 1) cullet, ground together with a pore former, to a specific surface of 400 m 2 / kg, granular and hydrophobized, with a grain size of 0.1 ... 2.0 mm (consisting of cullet powder, ground together with 3 wt.% chalk, granular, sifted through a sieve with a mesh diameter of 2.0 mm and remaining on the sieve of 0.1 mm and processed of 0.22 kg of molten paraffin - 10% relative to the mass of cullet, see table 2, mixture 1). These two components were mixed in a laboratory screw mixer and, at the same time, 0.94 kg of water were sprayed during mixing (see Table 3, mixture 1). The resulting mass was molded in a plastic way on a belt screw press. The obtained strength of the raw material allows the transfer and drying of samples without any restrictions. The formed samples in the form of tiles with a size of 192 × 142 × 9 mm and cylinders with a diameter and height of 50 mm (the last samples were intended to determine the compressive strength) were dried to a residual moisture content of 2%, and then fired at a maximum temperature of 950 ° C with exposure 2 hours, i.e. The production conditions for the production of building ceramic bricks were modeled [Moroz I.I. Technology of building ceramics. Kiev: "Vishka school", 1980. - P.89-128]. After cooling, product samples were tested for strength, and density, general shrinkage, and thermal conductivity were determined. The test results are shown in table 3 (mixture 1).
Аналогичным образом приготавливали все остальные смеси по заявляемому способу получения керамической массы и, соответственно, на ее основе образцы стеновых изделий и облицовочной плитки, в том числе и с запредельными значениями размеров гидрофобизированных гранул (составы 5, 6, 11, 12, 17, 18, 23 и 24).Similarly, all other mixtures were prepared according to the claimed method for producing ceramic mass and, accordingly, based on it, samples of wall products and tiles, including those with exorbitant sizes of hydrophobized granules (compositions 5, 6, 11, 12, 17, 18, 23 and 24).
Составы смесей и характеристики компонентов приведены в табл.2. Свойства полученных керамических изделий приведены в табл.3.The compositions of the mixtures and characteristics of the components are given in table.2. The properties of the obtained ceramic products are given in table.3.
Анализ данных табл.3 результатов испытаний свойств образцов стеновой керамики, изготовленных по первому варианту заявляемого способа, показывает следующее.An analysis of the data of Table 3 of the test results of the properties of wall ceramic samples made according to the first embodiment of the proposed method shows the following.
1. Все смеси 1-4, 7-10, 13-16 и 19-22 отвечают требованиям ГОСТ 7025-91 «Кирпич и камни керамические и силикатные».1. All mixtures 1-4, 7-10, 13-16 and 19-22 meet the requirements of GOST 7025-91 “Brick and ceramic and silicate stones”.
2. Введение в состав массы стеклобоя, молотого совместно с порообразователем, гранулированного и гидрофобизированного, в заявляемых количествах и размером зерен 0,1...2,0 мм позволяет получать прочные высококачественные стеновые керамические изделия.2. Introduction to the composition of the mass of cullet, ground together with a blowing agent, granular and hydrophobized, in the claimed quantities and grain size of 0.1 ... 2.0 mm allows you to get durable high-quality wall ceramic products.
3. Обожженные керамические изделия, полученные из сырьевых смесей 13, 14, и 16, имеют отрицательную усадку, т.е. наблюдается равномерное увеличение линейных и объемных размеров обожженных образцов по сравнению с размерами исходных сырцовых изделий.3. The fired ceramic products obtained from the raw mixes 13, 14, and 16 have a negative shrinkage, i.e. there is a uniform increase in the linear and volumetric sizes of the calcined samples in comparison with the sizes of the initial raw products.
4. Уменьшать количество крупки в сырьевой массе менее 3 мас.% нецелесообразно, т.к. получаемые керамические изделия по техническим характеристикам получаются плотнее, чем по прототипу, и несмотря на то, что изделия отвечают требованиям ГОСТ 7025-91, их теплоизоляционные характеристики недостаточны, поэтому составы 3, 9, 15 и 21 приняты как граничные.4. To reduce the number of grains in the raw material mass of less than 3 wt.% Is impractical, because the resulting ceramic products according to technical characteristics are denser than those of the prototype, and despite the fact that the products meet the requirements of GOST 7025-91, their thermal insulation characteristics are insufficient, therefore, compositions 3, 9, 15 and 21 are accepted as boundary ones.
Увеличение количества крупки в массе свыше 30 мас.% нецелесообразно, т.к. происходит падение прочности получаемых стеновых керамических материалов за счет уменьшения доли глинистого компонента в шихте и нарушения геометрических размеров изделий в процессе обжига, их физико-механические характеристики не отвечают требованиям ГОСТ 7025-91, поэтому составы 4, 10, 16 и 22 приняты как граничные.The increase in the number of grains in the mass of more than 30 wt.% Is impractical, because the strength of the obtained wall ceramic materials decreases due to a decrease in the share of the clay component in the charge and a violation of the geometric dimensions of the products during the firing process, their physical and mechanical characteristics do not meet the requirements of GOST 7025-91, therefore, compositions 4, 10, 16 and 22 are accepted as boundary ones.
5. Использование стеклобоя, молотого совместно с порообразователем, гранулированного и гидрофобизированного, с размером частиц менее 0,1 мм не позволяет получать керамические изделия низкой плотности и с пониженным коэффициентом теплопроводности, т.к. слишком мелкие гранулы при обжиге ведут себя как плавень, вызывают линейные и объемные деформации изделий при обжиге, увеличивают плотность, теплопроводность и объемную усадку образцов. Таким образом, составы 5, 11, 17 и 23 выходят за границы заявляемого способа.5. The use of cullet, ground together with a pore former, granular and hydrophobized, with a particle size of less than 0.1 mm does not allow to obtain ceramic products of low density and with a reduced coefficient of thermal conductivity, because too small granules during firing behave like fluff, cause linear and volumetric deformations of products during firing, increase the density, thermal conductivity and volumetric shrinkage of the samples. Thus, the compositions 5, 11, 17 and 23 go beyond the boundaries of the proposed method.
6. Использование стеклобоя, молотого совместно с порообразователем, гранулированного и гидрофобизированного, с размером частиц более 2,0 мм также нецелесообразно, т.к. образующаяся система крупных пор способствует возникновению в них конвективного теплообмена, что снижает теплоизоляционные характеристики получаемых материалов (смеси 6, 12, 18 и 24), при обжиге такой массы наблюдаются серьезные дефекты структуры и ее рыхлость, которые снижают прочностные характеристики, нарушают геометрические размеры получаемых стеновых керамических изделий. Таким образом, составы 6, 12, 18 и 24 выходят за границы заявляемого способа.6. The use of cullet, ground together with a pore former, granular and hydrophobized, with a particle size of more than 2.0 mm is also impractical, because the resulting system of large pores contributes to the occurrence of convective heat transfer in them, which reduces the thermal insulation characteristics of the materials obtained (mixtures 6, 12, 18 and 24), when firing such a mass, serious structural defects and its friability are observed, which reduce the strength characteristics, violate the geometric dimensions of the resulting wall ceramic products. Thus, the compositions 6, 12, 18 and 24 go beyond the boundaries of the proposed method.
Заявляемый способ изготовления стеновых керамических изделий по первому варианту в сравнении с прототипом имеет следующие преимущества:The inventive method of manufacturing wall ceramic products according to the first embodiment in comparison with the prototype has the following advantages:
1) теплоизоляционные свойства улучшаются на 30-35%;1) thermal insulation properties are improved by 30-35%;
2) плотность при сохранении требуемых физико-механических характеристик уменьшается на 20-25%;2) the density while maintaining the required physical and mechanical characteristics is reduced by 20-25%;
3) вводя стеклобой, молотый совместно с порообразователем, гранулированный и гидрофобизированный, с размером зерен 0,1...2,0 мм в сырьевую смесь взамен вермикулита-сырца и отощителя, мы одновременно осуществляем пластификацию смеси, при этом формовочные свойства шихт улучшаются настолько, что позволяют снизить влажность заготовок при формовании сырцовых изделий пластическим способом на 6...7,7% по сравнению с прототипом (табл.3);3) introducing a glass cube, ground together with a pore former, granular and hydrophobized, with a grain size of 0.1 ... 2.0 mm into the raw material mixture instead of raw vermiculite and a detergent, we simultaneously plasticize the mixture, while the molding properties of the blends are improved so much that can reduce the moisture content of the workpieces when molding raw products in a plastic way by 6 ... 7.7% compared with the prototype (table 3);
4) полученные в результате обжига стеновые керамические изделия имеют однородную замкнуто-поризованную упрочненную структуру с минимальными объемными усадочными дефектами.4) wall ceramic products obtained as a result of firing have a uniform closed-porous hardened structure with minimal volumetric shrinkage defects.
Согласно второму варианту измельчали глинистое сырье до дисперсности частиц менее 0,1 мм, дозировали, добавляли стеклобой, молотый совместно с порообразователем, гранулированный и гидрофобизированный, с размером зерен 0,1...2,0 мм в соотношении по сухой массе, указанной в табл.2. Смесь сухих компонентов увлажняли водой до формовочной влажности согласно [Мороз И.И. Технология строительной керамики. Киев: «Вища школа», 1980. - С.91], перемешивали до равномерного распределения гранул и глины. Смесь формовали методом полусухого прессования под давлением 2...5 МПа. Снижению давления при формовании изделий по сравнению со способами, описанными в [Патент РФ №2070177, кл. 6 С 04 В 33/02, 1996; Мороз И.И. Технология строительной керамики. Киев: «Вища школа», 1980], способствует заметное повышение удобоукладываемости сырьевых смесей, приготовленных по заявляемому способу, за счет лучшего скольжения между частицами глины и гидрофобизированной поверхностью гранул. Водозатворяемость сырьевых шихт можно снизить до 7%, что также облегчает сушку сырца, при этом усадка при сушке практически отсутствует. Изделия высушивали до остаточной влажности 0,5...2% аналогично прототипу, а затем обжигали при температуре 950°С аналогично [Мороз И.И. Технология строительной керамики. Киев: «Вища школа», 1980. - С.121-128].According to the second variant, clay raw materials were ground to a particle size of less than 0.1 mm, dosed, cullet, ground together with a pore former, granulated and hydrophobized, with a grain size of 0.1 ... 2.0 mm was added in the ratio by dry weight indicated in table 2. The mixture of dry components was moistened with water to the molding moisture according to [Frost II. Technology of building ceramics. Kiev: “Vishka Shkola”, 1980. - P.91], mixed until even distribution of granules and clay. The mixture was molded by semi-dry pressing under a pressure of 2 ... 5 MPa. The pressure reduction during the molding of products in comparison with the methods described in [RF Patent No. 2070177, cl. 6 C 04 B 33/02, 1996; Moroz I.I. Technology of building ceramics. Kiev: “Vishka Shkola”, 1980], contributes to a marked increase in workability of raw mixes prepared by the present method, due to better gliding between clay particles and the hydrophobized surface of the granules. The water solubility of raw materials can be reduced to 7%, which also facilitates the drying of raw materials, while shrinkage during drying is practically absent. The products were dried to a residual moisture content of 0.5 ... 2% similar to the prototype, and then fired at a temperature of 950 ° C similarly [I. Moroz Technology of building ceramics. Kiev: “Vishka school”, 1980. - P.121-128].
Пример 2. Взвесили предварительно высушенную измельченную и просеянную через сито с размером отверстий 0,1 мм глину - Шебекинский суглинок в количестве 7,8 кг (78%, см. табл.2, смесь 1), к этой глине добавили 2,2 кг стеклобоя, молотого совместно с порообразователем до удельной поверхности 400 м2/кг, гранулированного и гидрофобизированного, с размером зерен 0,1...2,0 мм (состоящего из порошка стеклобоя, молотого совместно с 3 мас.% мела, гранулированного, просеянного через сито с размером диаметра ячеек 2,0 мм и оставшегося на сите 0,1 мм и обработанного 0,22 кг расплавленного парафина - 10% по отношению к массе стеклобоя, см. табл.2, смесь 1). Эти два компонента смешали в лабораторном шнековом смесителе и одновременно при смешивании подавали распылителем воду в количестве 0,8 кг (табл.4, смесь 1). Полученную массу формовали методом полусухого прессования на гидравлическом прессе под давлением 2 МПа при влажности 8%. Полученная прочность сырца позволяет производить перекладку и сушку образцов без каких-либо ограничений. Сформованные образцы в виде плиток с размером 192×142×9 мм и цилиндров с диаметром и высотой 50 мм (последние образцы предназначались для определения предела прочности при сжатии) высушивали до остаточной влажности 2%, а затем обжигали при максимальной температуре 950°С с выдержкой 2 часа, т.е. моделировались производственные условия получения строительного керамического кирпича [Мороз И.И. Технология строительной керамики. Киев: «Вища школа», 1980. - С.89-128]. После охлаждения образцы материала испытывали на прочность, определялась плотность, общая усадка и теплопроводность.Example 2. Weighed previously dried crushed and sieved clay with a mesh size of 0.1 mm - Shebekinsky loam in the amount of 7.8 kg (78%, see table 2, mixture 1), 2.2 kg was added to this clay cullet, ground together with a pore former to a specific surface of 400 m 2 / kg, granular and hydrophobized, with a grain size of 0.1 ... 2.0 mm (consisting of cullet powder, ground together with 3 wt.% chalk, granular, sifted through a sieve with a mesh diameter of 2.0 mm and 0.1 mm remaining on the sieve and processed 0.22 kg p fused paraffin - 10% relative to the mass of cullet, see table 2, mixture 1). These two components were mixed in a laboratory screw mixer and, at the same time, 0.8 kg of water was sprayed during mixing (Table 4, mixture 1). The resulting mass was molded by semi-dry pressing on a hydraulic press under a pressure of 2 MPa at a moisture content of 8%. The obtained strength of the raw material allows the transfer and drying of samples without any restrictions. The formed samples in the form of tiles with a size of 192 × 142 × 9 mm and cylinders with a diameter and height of 50 mm (the last samples were intended to determine the compressive strength) were dried to a residual moisture content of 2%, and then fired at a maximum temperature of 950 ° C with exposure 2 hours, i.e. The production conditions for the production of building ceramic bricks were modeled [Moroz I.I. Technology of building ceramics. Kiev: "Vishka school", 1980. - P.89-128]. After cooling, the samples of the material were tested for strength, and the density, general shrinkage, and thermal conductivity were determined.
Аналогичным образом приготавливали все остальные смеси по заявляемому способу получения керамической массы и, соответственно, на ее основе образцы стеновых изделий и облицовочной плитки, в том числе и с запредельными значениями размеров гидрофобизированных гранул (составы 5, 6, 11, 12, 17, 18, 23 и 24), а также известный состав массы 25 (прототип - по патенту РФ №1780276, кл. 6 С 04 В 33/00, 1995, табл.5).Similarly, all other mixtures were prepared according to the claimed method for producing ceramic mass and, accordingly, based on it samples of wall products and tiles, including those with exorbitant sizes of hydrophobized granules (compositions 5, 6, 11, 12, 17, 18, 23 and 24), as well as the known composition of the mass 25 (prototype - according to the patent of the Russian Federation No. 1780276, class 6 C 04 B 33/00, 1995, table 5).
Соотношение сырьевых компонентов приведено в табл.2. Результаты испытаний - в табл.4.The ratio of raw materials is given in table.2. The test results are shown in table 4.
Анализ данных табл.4 результатов испытаний свойств образцов стеновой и облицовочной керамики, изготовленных по второму варианту заявляемого способа, показывает следующее.Analysis of the data of table 4 of the test results of the properties of samples of wall and facing ceramics made according to the second embodiment of the proposed method, shows the following.
1. Смеси составов 1-4, 7-10, 13-16 и 19-22 отвечают требованиям ГОСТ 7025-91 «Кирпич и камни керамические и силикатные».1. Mixtures of compositions 1-4, 7-10, 13-16 and 19-22 meet the requirements of GOST 7025-91 "Brick and ceramic and silicate stones".
2. Введение в состав массы стеклобоя, молотого совместно с порообразователем, гранулированного и гидрофобизированного, в заявляемых количествах и размером зерен 0,1...2,0 мм позволяет получать прочные высококачественные стеновые керамические изделия.2. Introduction to the composition of the mass of cullet, ground together with a blowing agent, granular and hydrophobized, in the claimed quantities and grain size of 0.1 ... 2.0 mm allows you to get durable high-quality wall ceramic products.
3. Обожженные керамические изделия, полученные из сырьевых смесей 13, 14, 16, и 19, 20 и 22 имеют отрицательную усадку, т.е. наблюдается равномерное увеличение линейных и объемных размеров обожженных образцов по сравнению с размерами исходных сырцовых изделий.3. Calcined ceramic products obtained from raw mixtures 13, 14, 16, and 19, 20 and 22 have a negative shrinkage, i.e. there is a uniform increase in the linear and volumetric sizes of the calcined samples in comparison with the sizes of the initial raw products.
4. Уменьшать количество крупки в сырьевой массе менее 3 мас.% нецелесообразно, т.к. получаемые керамические изделия по техническим характеристикам получаются плотнее, чем по прототипу, и несмотря на то, что изделия отвечают требованиям ГОСТ 7025-91, их теплоизоляционные характеристики недостаточны, поэтому составы 3, 9, 15 и 21 приняты как граничные.4. To reduce the number of grains in the raw material mass of less than 3 wt.% Is impractical, because the resulting ceramic products by technical characteristics are denser than those of the prototype, and despite the fact that the products meet the requirements of GOST 7025-91, their thermal insulation characteristics are insufficient, therefore, compositions 3, 9, 15 and 21 are accepted as boundary ones.
Увеличение количества крупки в массе свыше 30 мас.% нецелесообразно, т.к. происходит падение прочности получаемых стеновых керамических материалов за счет уменьшения доли глинистого компонента в шихте и нарушения геометрических размеров изделий в процессе обжига, их физико-механические характеристики не отвечают требованиям ГОСТ 7025-91, поэтому составы 4, 10, 16 и 22 приняты как граничные.The increase in the number of grains in the mass of more than 30 wt.% Is impractical, because the strength of the obtained wall ceramic materials decreases due to a decrease in the share of the clay component in the charge and a violation of the geometric dimensions of the products during the firing process, their physical and mechanical characteristics do not meet the requirements of GOST 7025-91, therefore, compositions 4, 10, 16 and 22 are accepted as boundary ones.
5. Использование стеклобоя, молотого совместно с порообразователем, гранулированного и гидрофобизированного, с размером частиц менее 0,1 мм не позволяет получать керамические изделия низкой плотности и с пониженным коэффициентом теплопроводности, т.к. слишком мелкие гранулы при обжиге ведут себя как плавень, вызывают линейные и объемные деформации изделий при обжиге, увеличивают плотность, теплопроводность и объемную усадку образцов. Таким образом, составы 5, 11, 17 и 23 выходят за границы заявляемого способа.5. The use of cullet, ground together with a pore former, granular and hydrophobized, with a particle size of less than 0.1 mm does not allow to obtain ceramic products of low density and with a reduced coefficient of thermal conductivity, because too small granules during firing behave like fluff, cause linear and volumetric deformations of products during firing, increase the density, thermal conductivity and volumetric shrinkage of the samples. Thus, the compositions 5, 11, 17 and 23 go beyond the boundaries of the proposed method.
6. Использование стеклобоя, молотого совместно с порообразователем, гранулированного и гидрофобизированного, с размером частиц более 2,0 мм также нецелесообразно, т.к. образующаяся система крупных пор способствует возникновению в них конвективного теплообмена, что снижает теплоизоляционные характеристики получаемых материалов (смеси 6, 12, 18 и 24), при обжиге такой массы наблюдаются серьезные дефекты структуры и ее рыхлость, которые снижают прочностные характеристики, нарушают геометрические размеры получаемых стеновых керамических изделий. Таким образом, составы 6, 12, 18 и 24 выходят за границы заявляемого способа.6. The use of cullet, ground together with a pore former, granular and hydrophobized, with a particle size of more than 2.0 mm is also impractical, because the resulting system of large pores contributes to the occurrence of convective heat transfer in them, which reduces the thermal insulation characteristics of the materials obtained (mixtures 6, 12, 18 and 24), when firing such a mass, serious structural defects and its friability are observed, which reduce the strength characteristics, violate the geometric dimensions of the resulting wall ceramic products. Thus, the compositions 6, 12, 18 and 24 go beyond the boundaries of the proposed method.
Заявляемый способ изготовления стеновых керамических изделий по второму варианту в сравнении с прототипом имеет следующие преимущества:The inventive method of manufacturing wall ceramic products according to the second embodiment in comparison with the prototype has the following advantages:
1) теплоизоляционные свойства улучшаются на 30-35%;1) thermal insulation properties are improved by 30-35%;
2) плотность при сохранении требуемых физико-механических характеристик уменьшается на 20-25%;2) the density while maintaining the required physical and mechanical characteristics is reduced by 20-25%;
3) при введении стеклобоя, молотого совместно с порообразователем, гранулированного и гидрофобизированного, с размером зерен 0,1...2,0 мм в сырьевую смесь взамен вермикулита-сырца и отощителя одновременно осуществляется пластификация смеси, при этом формовочные свойства шихт улучшаются настолько, что позволяют снизить давление прессования до 2-5 МПа и влажность заготовок с 16,5% (прототип) до 7...13% (табл.4);3) with the introduction of cullet, ground together with a pore former, granular and hydrophobized, with a grain size of 0.1 ... 2.0 mm into the raw material mixture, instead of raw vermiculite and hardener, plasticization of the mixture is carried out simultaneously, while the molding properties of the blends are improved so much, which allows to reduce the pressing pressure to 2-5 MPa and the humidity of the workpieces from 16.5% (prototype) to 7 ... 13% (table 4);
4) полученные в результате обжига стеновые керамические изделия имеют однородную замкнуто-поризованную упрочненную структуру с минимальными объемными усадочными дефектами.4) wall ceramic products obtained as a result of firing have a uniform closed-porous hardened structure with minimal volumetric shrinkage defects.
Физико-химическая сущность технического решения достижения задачи заключается в следующем: стеклобой, молотый совместно с порообразователем, гранулированный и гидрофобизированный, благодаря низкой насыпной плотности (450...470 кг/м3) и занимая объем сырьевой массы, формирует пористую структуру сырца, причем за счет гидрофобизации поверхности гранул и наличия слоя гидрофобизатора обработанная гранула имеет сглаженную (а идеальный вариант - сферическую и яйцеобразную) поверхность, внутри которой заключена относительно рыхлая стеклянная масса. По этой причине структура сырца имеет все предпосылки в процессе обжига для формирования правильных сферических остеклованных изнутри замкнутых пор.The physicochemical nature of the technical solution to achieve the problem is as follows: a cullet, ground together with a pore former, granular and hydrophobized, due to its low bulk density (450 ... 470 kg / m 3 ) and occupying the volume of the raw material mass, forms the porous structure of the raw material, and due to the hydrophobization of the surface of the granules and the presence of a layer of water repellent, the treated granule has a smoothed (and ideal - spherical and egg-shaped) surface, inside which a relatively loose glass m is enclosed Assa. For this reason, the raw structure has all the prerequisites in the firing process to form the correct spherical vitrified closed pores from the inside.
Наличие равномерно распределенных, преимущественно сферических и яйцеобразных, остеклованных замкнутых пор по всему объему керамического изделия позволяет существенно увеличить способность противостоять приложенным механическим нагрузкам по сравнению с керамическими изделиями по прототипу, где форма пор имеет угловатые края и неровные поверхности, способствующие созданию центров напряжения при наличии механических нагрузок. Известно, что сферическая поверхность пор позволяет существенно уменьшить плотность, а следовательно, и теплопроводность получаемых стеновых и облицовочных изделий, полученных по заявляемому способу, при сохранении прочностных характеристик.The presence of uniformly distributed, mainly spherical and egg-shaped, vitrified closed pores throughout the volume of the ceramic product can significantly increase the ability to withstand the applied mechanical loads in comparison with ceramic products of the prototype, where the pore shape has angular edges and uneven surfaces, contributing to the creation of stress centers in the presence of mechanical loads. It is known that the spherical surface of the pores can significantly reduce the density, and therefore the thermal conductivity of the resulting wall and facing products obtained by the present method, while maintaining the strength characteristics.
Гидрофобизированные гранулы, имея малое сцепление с глинистым компонентом и между собой, делают сырьевую массу шихты легкоподвижной и удобоукладываемой, т.е. пластифицируют ее и при пластическом способе формования требуется гораздо меньше усилий для ленточного шнекового пресса (первый вариант). Стеклобой, молотый совместно с порообразователем, гранулированный и гидрофобизированный, в то же время является отощителем шихты в гораздо большей степени, чем крупка вермикулита-сырца и отощителя в шихте по прототипу, т.к. не поглощает воду, снижая водозатворяемость шихты с 21,8 до 13,7% (первый вариант), что приводит к уменьшению усадочных явлений при сушке сырца.Hydrophobized granules, having low adhesion to the clay component and to each other, make the raw material mass of the charge easy to move and easy to lay, i.e. plasticize it and with a plastic molding method, much less effort is required for a belt screw press (first option). Cullet, ground together with a pore former, granular and hydrophobized, is at the same time a cleaner of the charge to a much greater extent than the grains of raw vermiculite and the filler in the charge according to the prototype, because it does not absorb water, decreasing the water solubility of the mixture from 21.8 to 13.7% (the first option), which leads to a decrease in shrinkage phenomena during drying of the raw material.
По второму варианту гидрофобизированные гранулы также по этой причине пластифицируют сырьевую смесь настолько, что при полусухом формовании требуются гораздо меньшие усилия - до 2...5 МПа. Стеклобой, молотый совместно с порообразователем, гранулированный и гидрофобизированный, в то же время также является отощителем шихты в гораздо большей степени, чем крупка вермикулита-сырца и отощителя в шихте по прототипу, т.к. не поглощает воду, снижая ее водозатворяемость с 16,5 до 7-13%, что также приводит к уменьшению усадочных явлений при сушке сырца.According to the second option, the hydrophobized granules also plasticize the raw mix for this reason so much that semi-dry molding requires much less effort - up to 2 ... 5 MPa. Cullet, ground together with a pore former, granular and hydrophobized, at the same time is also a cleaner of the charge to a much greater extent than the grains of raw vermiculite and the filler in the mixture according to the prototype, because does not absorb water, reducing its water solubility from 16.5 to 7-13%, which also leads to a decrease in shrinkage phenomena when drying raw.
При обжиге органический гидрофобизатор выгорает с экзотермическим эффектом при 450...480°С, способствуя ускоренной подготовке сырца к обжигу. Известно, что при достижении 820...850°С стеклопорошок размягчается, а из порообразователя выделяется при декарбонизации углекислый газ, который поризует стекломассу гранулы. Этот процесс, происходящий в поре, имеющей сглаженную, сферическую или яйцевидную формы, создает равномерный распирающий эффект, который активно препятствует возникновению и развитию огневой усадки стеновых керамических изделий в процессе термообработки. При дальнейшем повышении температуры стекло переходит в жидкую фазу и активно взаимодействует с частицами глины по всей поверхности поры (доказано микроскопическими и петрографическими исследованиями). К этому времени глинистая составляющая массы создает прочный структурный скелет материала, который закрепляет практически малоусадочную структуру изделия. Авторами установлено, что высокая плотность остеклованных стенок пор, сформированных при температуре 950°С путем взаимодействия глинистых частиц, примыкающих к порам, с расплавленной стеклофазой из материала стеклогранул определяет высокие эксплуатационные характеристики получаемых стеновых керамических изделий. При охлаждении, повышая вязкость, эти упрочненные участки, равномерно распределенные по объему полученных керамических изделий, препятствуют трещинообразованию, этим объясняется их высокая прочность и малое водопоглощение даже при существенном снижении плотности готовых изделий по сравнению с прототипом. Обеспечение равномерной замкнутой пористости сферической и яйцевидной формы в керамических изделиях также обусловливает снижение коэффициента теплопроводности практически на 25...30% по сравнению с прототипом.When firing, the organic water repellent burns out with an exothermic effect at 450 ... 480 ° C, contributing to the accelerated preparation of raw material for firing. It is known that when it reaches 820 ... 850 ° C, the glass powder softens, and carbon dioxide is released from the blowing agent during decarbonization, which porosizes the glass mass of the granule. This process, which takes place in a pore that has a smooth, spherical or ovoid shape, creates a uniform bursting effect, which actively prevents the occurrence and development of fire shrinkage of wall ceramic products in the heat treatment process. With a further increase in temperature, the glass passes into the liquid phase and actively interacts with clay particles over the entire pore surface (proved by microscopic and petrographic studies). By this time, the clay component of the mass creates a strong structural skeleton of the material, which secures the almost non-shrink structure of the product. The authors found that the high density of vitrified pore walls formed at a temperature of 950 ° C by the interaction of clay particles adjacent to the pores with molten glass phase from the material of glass granules determines the high performance characteristics of the obtained wall ceramic products. When cooling, increasing the viscosity, these hardened areas, evenly distributed over the volume of the obtained ceramic products, prevent crack formation, this explains their high strength and low water absorption even with a significant decrease in the density of the finished products compared to the prototype. Ensuring uniform closed porosity of spherical and egg-shaped in ceramic products also leads to a decrease in the thermal conductivity by almost 25 ... 30% compared with the prototype.
Способ получения стеновых керамических изделий по прототипу, включающий использование зерен вермикулита, или гидрофлогопита, или гидробиотита с размером не более 2 мм и в количестве 2-42 мас.% не позволяет достичь высокого результата, реализованного в заявляемом способе, т.к. расширение этих частиц происходит из-за потери молекул воды, находящихся в межплоскостных промежутках данных слюд. Этот процесс происходит при температурах 540...680°С, т.е. в том температурном интервале, при котором огневая усадка глинистых материалов еще не наблюдается, жидкая фаза практически отсутствует, а значит компенсация термоусадочных явлений не происходит (табл.3, 4; смесь 25). Угловатая форма зерен гидрослюды способствует образованию локальных напряжений в обжигаемых керамических изделиях.A method of obtaining wall ceramic products according to the prototype, including the use of vermiculite, or hydrophlogopite, or hydrobiotite grains with a size of not more than 2 mm and in an amount of 2-42 wt.% Does not allow to achieve a high result, implemented in the inventive method, because the expansion of these particles occurs due to the loss of water molecules located in the interplanar spaces of these mica. This process occurs at temperatures of 540 ... 680 ° C, i.e. in the temperature range in which fire shrinkage of clay materials has not yet been observed, the liquid phase is practically absent, which means that the compensation of heat shrink phenomena does not occur (Tables 3, 4; mixture 25). The angular shape of hydromica grains contributes to the formation of local stresses in fired ceramic products.
Получаемые по заявляемому способу стеновые керамические изделия обладают хорошими декоративными характеристиками.Obtained by the present method wall ceramic products have good decorative characteristics.
Использование заявляемых вариантов способа изготовления стеновых керамических изделий в промышленности строительных материалов позволит также решить проблему утилизации большого количества, не разлагающегося в природе отхода - стеклобоя тарного, листового, ампульного, кинескопного и др. стекла, причем данная технология не требовательна к чистоте исходных материалов.Using the proposed variants of the method for manufacturing wall ceramic products in the building materials industry will also solve the problem of recycling large amounts of non-biodegradable waste - cullet of container, sheet, ampoule, kinescope and other glass, and this technology is not demanding on the purity of the starting materials.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005107395/03A RU2277520C1 (en) | 2005-03-16 | 2005-03-16 | Method for making wall ceramic articles (variants) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005107395/03A RU2277520C1 (en) | 2005-03-16 | 2005-03-16 | Method for making wall ceramic articles (variants) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2277520C1 true RU2277520C1 (en) | 2006-06-10 |
Family
ID=36712876
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005107395/03A RU2277520C1 (en) | 2005-03-16 | 2005-03-16 | Method for making wall ceramic articles (variants) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2277520C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2484063C1 (en) * | 2012-02-06 | 2013-06-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) | Raw mix for manufacturing of ceramic thermal insulating building materials |
RU2529313C2 (en) * | 2012-04-12 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный архитектурно-строительный университет" | Charge for manufacturing granite-ceramic products |
RU2610740C1 (en) * | 2016-03-15 | 2017-02-15 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Charge for production of porous filler |
RU2621796C1 (en) * | 2016-08-19 | 2017-06-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт Глобал ЭМ" (ООО "НИИ ГЭМ") | Raw material mixture, method of manufacturing and product of construction aerated ceramics |
-
2005
- 2005-03-16 RU RU2005107395/03A patent/RU2277520C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2484063C1 (en) * | 2012-02-06 | 2013-06-10 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" (Сфу) | Raw mix for manufacturing of ceramic thermal insulating building materials |
RU2529313C2 (en) * | 2012-04-12 | 2014-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный архитектурно-строительный университет" | Charge for manufacturing granite-ceramic products |
RU2610740C1 (en) * | 2016-03-15 | 2017-02-15 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Charge for production of porous filler |
RU2621796C1 (en) * | 2016-08-19 | 2017-06-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-исследовательский институт Глобал ЭМ" (ООО "НИИ ГЭМ") | Raw material mixture, method of manufacturing and product of construction aerated ceramics |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4824811A (en) | Lightweight ceramic material for building purposes, process for the production thereof and the use thereof | |
RU2333176C1 (en) | Method for obtaining construction material | |
RU2397967C1 (en) | Method of making semi-finished product for producing construction materials | |
RU2277520C1 (en) | Method for making wall ceramic articles (variants) | |
BG62648B1 (en) | Building heat insulation material | |
RU2365555C2 (en) | Granulated compositional filler for silicate wall products based on tripoli, diatomite and silica clay, composition of raw material mixture for silicate wall products manufacturing, method of obtaining silicate wall products and silicate wall product | |
GB2449407A (en) | Raw mix for producing constructional materials and articles | |
RU2099307C1 (en) | Ceramic mass for facing articles | |
RU2327666C1 (en) | Method of manufacture of wall ceramics using sedimentary high-silica rocks, stock for wall ceramics, and aggregate for wall ceramics | |
RU2387617C1 (en) | Method for production of raw materials mix for ash-ceramic wall materials | |
RU2318772C1 (en) | Method of manufacture of wall ceramic articles, raw charge for manufacture of wall ceramic articles and filler for wall ceramic articles | |
RU74384U1 (en) | EMPTY OR POROUS GRANULATED FILLER FOR CONCRETE | |
RU2592909C2 (en) | Porous silica-based material and portlandite for filling insulating brick with controlled structure and corresponding production method | |
RU2251540C1 (en) | Foam-ceramic items production method | |
RU2318771C1 (en) | Method of manufacture of wall ceramic articles with the use of ground crystallized glass, charge for manufacture of wall ceramic articles and filler for wall ceramic articles | |
RU2361839C1 (en) | Granulated filler for silicate wall products based on siliceous zeolite rock, composition of raw mix for manufacture of silicate wall products, method for manufacturing of silicate wall products and silicate wall product | |
RU2303018C1 (en) | Method of manufacture of wall ceramic items | |
RU2231505C1 (en) | Ceramic mass for making wall and facing articles | |
RU2365556C2 (en) | Granulated pearlite-based compositional filler for silicate wall products, composition of raw material mixture for silicate wall products manufacturing, method of obtaining silicate wall products and silicate wall product | |
RU2266267C1 (en) | Method of manufacture of wall ceramic articles | |
US8663386B2 (en) | Dry cement mix for forming light concretes with low thermal conductivity, and concretes thus obtained | |
RU2324668C1 (en) | Method of making ceramic wall products, rough mixture for making ceramic wall products, and filler for ceramic wall products | |
RU2324669C1 (en) | Method of making ceramic wall products, rough mixture for making ceramic wall products and filler for ceramic wall products | |
RU2452704C2 (en) | Method to produce semi-finished product for manufacturing of building material | |
RU2422409C1 (en) | Method of making porous building bricks |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20111005 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190317 |