RU2307109C2

RU2307109C2 - Charge for manufacture of reinforced ceramic articles

Info

Publication number: RU2307109C2
Application number: RU2005121852/03A
Authority: RU
Inventors: Николай Алексеевич Машкин (RU); Николай Алексеевич Машкин; Тать на Федоровна Каткова (RU); Татьяна Федоровна Каткова; Юрий Алексеевич Шаравин (RU); Юрий Алексеевич Шаравин; Наталь Владимировна Рользинг (RU); Наталья Владимировна Рользинг; Светлана Владимировна Рользинг (RU); Светлана Владимировна Рользинг
Original assignee: Николай Алексеевич Машкин; Татьяна Федоровна Каткова; Юрий Алексеевич Шаравин; Наталья Владимировна Рользинг; Светлана Владимировна Рользинг
Priority date: 2005-07-11
Filing date: 2005-07-11
Publication date: 2007-09-27
Also published as: RU2005121852A

Abstract

FIELD: manufacture of building materials and reinforced ceramic articles on base of clay material.

SUBSTANCE: proposed charge contains loess-like loam; steel filings, up to 2.5 mm in length; ground container glass and water at the following ratio of components, mass-%: loess-like loam, 68-77; steel filings, 10-15; ground container glass, 3-5; water, 10-12.

EFFECT: enhanced crack resistance of articles; enhanced strength.

2 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к области строительных материалов и может быть использовано в производстве армированных керамических изделий на основе глинистого сырья.The invention relates to the field of building materials and can be used in the production of reinforced ceramic products based on clay raw materials.

Известна керамическая масса для изготовления армированных керамических изделий, включающая глинистый компонент - Кембрийскую глину, флюсующий компонент - шлак и воду [А.С. SU 1397420 А1, МКИ С04В 33/36, 33/32, Способ изготовления армированных керамических изделий. Опубл. 1988, бюл. №19 - прототип]. Для армирования керамических изделий из этой массы используют круглую стальную проволоку марки Ст3 диаметром 6,5 мм. Арматуру укладывают в форму, в которой формуются образцы, после чего их сушат и обжигают при температуре 940-960°С. Изобретение может быть применено для изготовления крупноразмерных керамических изделий.Known ceramic mass for the manufacture of reinforced ceramic products, including clay component - Cambrian clay, fluxing component - slag and water [A.S. SU 1397420 A1, MKI C04B 33/36, 33/32, Method for the manufacture of reinforced ceramic products. Publ. 1988, bull. No. 19 is a prototype]. To reinforce ceramic products from this mass, use round steel wire grade St3 with a diameter of 6.5 mm. The fittings are placed in the form in which the samples are formed, after which they are dried and fired at a temperature of 940-960 ° C. The invention can be applied for the manufacture of large-sized ceramic products.

Технической задачей, решаемой изобретением, является получение трещиностойких армированных керамических изделий, например кирпича, повышенной прочности из низкокачественного глинистого сырья - лессовидных суглинков при полусухом способе прессования.The technical problem solved by the invention is to obtain crack-resistant reinforced ceramic products, such as bricks, of increased strength from low-quality clay raw materials - loess-like loams with a semi-dry pressing method.

Армированные керамические изделия, изготавливаемые из предлагаемой шихты, представляют собой материал, в глинистой матрице которого хаотично распределены волокна стальных опилок.Reinforced ceramic products made from the proposed mixture are a material in the clay matrix of which fibers of steel filings are randomly distributed.

Техническая задача решается следующим образом.The technical problem is solved as follows.

В шихте для изготовления армированных керамических изделий, включающей глинистый и армирующий компоненты, плавень и воду в качестве глинистого компонента используют лессовидный суглинок, в качестве армирующего компонента - стальные опилки длиной до 2,5 мм, а в качестве плавня - молотое тарное стекло при следующем соотношении компонентов, мас.%:In the charge for the manufacture of reinforced ceramic products, including clay and reinforcing components, melt and water, loess-like loam is used as the clay component, steel filings up to 2.5 mm long are used as the reinforcing component, and ground container glass as the melt is in the following ratio components, wt.%:

Лессовидный суглинокLoesslike loam 68-7768-77 Стальные опилкиSteel filings 10-1510-15 Молотое тарное стеклоGround glass 5-35-3 ВодаWater 10-1210-12

Для снижения температуры обжига и получения необходимого количества стеклофазы в обожженном изделии предлагается применять молотое тарное стекло, которое рекомендовано применять в производстве строительной керамики в качестве плавня, позволяющего достигнуть необходимую степень спекания сырца [Строительные материалы. /Справочник под ред. А.С.Болдырева, П.П.Золотова/. М.: Стройиздат, 1989, с.184].To reduce the firing temperature and obtain the required amount of glass phase in the fired product, it is proposed to use ground container glass, which is recommended to be used in the production of building ceramics as a melt, which allows to achieve the necessary degree of sintering of raw [Building materials. / Handbook, ed. A.S. Boldyreva, P.P. Zolotova /. M .: Stroyizdat, 1989, p.184].

Вместо Кембрийской высококачественной глины предлагается использовать лессовидный суглинок. Лессовидные суглинки широко распространены в РФ и практически применяются для производства керамического кирпича на любом кирпичном заводе, хотя повышенное содержание пылеватой фракции в суглинках не позволяет получать керамический кирпич высокого качества и кирпич на основе суглинков имеет трещины и является низкомарочным.Instead of Cambrian high-quality clay, loess-like loam is proposed. Loesslike loams are widespread in the Russian Federation and are practically used for the production of ceramic bricks in any brick factory, although the increased content of the dusty fraction in the loams does not allow to obtain high-quality ceramic bricks and the brick based on loams has cracks and is low-quality.

Стальные опилки позволяют улучшить структурно-механические свойства лессовидных суглинков, повысить трещиностойкость и прочность изделий за счет высокого модуля упругости. Сталь с большим модулем упругости (Е>200 МПа) принимает на себя напряжения, возникающие при обжиге керамических изделий.Steel filings can improve the structural and mechanical properties of loesslike loams, increase crack resistance and strength of products due to the high modulus of elasticity. Steel with a large modulus of elasticity (E> 200 MPa) takes on the stresses arising from the firing of ceramic products.

Предлагаемая шихта для изготовления армированных керамических изделий, например кирпича, позволяет значительно повысить их прочность, трещиностойкость и получить качественные керамические изделия из низкокачественного сырья.The proposed mixture for the manufacture of reinforced ceramic products, such as bricks, can significantly increase their strength, fracture toughness and obtain high-quality ceramic products from low-quality raw materials.

Пример подготовки шихты для армированных керамических изделий.An example of the preparation of a charge for reinforced ceramic products.

Глинистое сырье - лессовидный суглинок после технологической переработки поступает в смеситель, например, с плотностью p_нас=1320 кг/м³ и влажностью W=3%, где происходит сухое перемешивание со стальными опилками и молотым тарным стеклом. Сухая, тщательно перемешенная масса поступает во второй смеситель, где она увлажняется паром до влажности 9-12%. При полусухом прессовании должны соблюдаться технологические параметры: относительная влажность пресс-порошка 9-12%; давление прессования 25-45 МПа. Изделия формуют, отформованные изделия сушат в течение 24 часов при температуре 100°С и обжигают при температуре 950-960°С в течение 26 часов.Clay raw material - loess-like loam after technological processing enters the mixer, for example, with a density p _us = 1320 kg / m ³ and humidity W = 3%, where dry mixing occurs with steel filings and ground container glass. A dry, thoroughly mixed mass enters the second mixer, where it is moistened with steam to a moisture content of 9-12%. During semi-dry pressing, technological parameters must be observed: relative humidity of the press powder 9-12%; pressing pressure 25-45 MPa. The products are molded, the molded products are dried for 24 hours at a temperature of 100 ° C and fired at a temperature of 950-960 ° C for 26 hours.

Составы шихты и свойства изделий приведены в таблицах 1 и 2.The composition of the charge and the properties of the products are shown in tables 1 and 2.

Таблица 1Table 1 Свойства шихтыCharge properties ФакторFactor Номер составаComposition number 1one 22 33 Содержание стальных опилок, мас.%The content of steel filings, wt.% 1010 15fifteen 20twenty Содержание молотого тарного стекла, мас.%The content of ground container glass, wt.% 55 33 00 Давление прессования, МПаPressing Pressure, MPa 3535 4545 2525

Физико-механические показатели изделий из указанных составов приведены в таблице 2.Physico-mechanical properties of products from these compositions are shown in table 2.

Таблица 2table 2 Физико-механические свойства обожженных изделийPhysico-mechanical properties of calcined products № составаComposition number Водопоглощение по массе, Wm,%Water absorption by weight, Wm,% Плотность, ρ, г/см³ Density, ρ, g / cm ³ Предел прочности при сжатии, R_сж, МПаCompressive strength, R _SJ, MPa 1one 11,69011,690 2,0582,058 33,2533.25 22 12,40412,404 2,0992,099 30,330.3 33 11,96911,969 2,1272,127 23,4423.44

Из представленных таблиц видно, что по результатам испытаний составы 1 и 2 показывают повышенные прочностные характеристики (30,3-33,25 МПа), при этом средняя плотность и водопоглощение удовлетворяют требованиям ГОСТ, трещин на поверхности образцов не обнаружено.From the presented tables it can be seen that according to the test results, compositions 1 and 2 show increased strength characteristics (30.3-33.25 MPa), while the average density and water absorption satisfy the requirements of GOST, no cracks were found on the surface of the samples.

Стальные опилки в количестве 10-15% армируют керамический черепок, повышая его прочность до 30,3-33,25 МПа. Дальнейшее повышение процентного содержания опилок к заметному увеличению прочности не приводит.Steel filings in the amount of 10-15% reinforce the ceramic shard, increasing its strength to 30.3-33.25 MPa. A further increase in the percentage of sawdust does not lead to a noticeable increase in strength.

Плавень в виде тарного молотого стекла дает достаточный эффект при введении его в количестве 5-3%. Содержание менее 3% приводит к неравномерному распределению его в глинистом порошке и частичному спеканию сырца. Увеличение содержания молотого стекла не целесообразно, так как это ведет к перерасходу добавки, а температура обжига 950°С достигается уже при 5-3%.Melt in the form of tare ground glass gives a sufficient effect when introduced in an amount of 5-3%. A content of less than 3% leads to an uneven distribution of it in the clay powder and partial sintering of the raw material. An increase in the content of ground glass is not advisable, since this leads to an over consumption of the additive, and the firing temperature of 950 ° C is reached already at 5-3%.

Давление прессования 25-45 МПа влияет на прочность армированного керамического изделия. Увеличение давления не целесообразно, так как для конструкционных керамических изделий марка «300» является достаточной.The pressing pressure of 25-45 MPa affects the strength of the reinforced ceramic product. The increase in pressure is not advisable, as for structural ceramic products brand "300" is sufficient.

Таким образом, предлагаемый состав шихты для изготовления армированных керамических изделий позволяет получить трещиностойкие армированные керамические изделия, например кирпич, повышенной прочности из низкокачественного глинистого сырья - лессовидных суглинков при полусухом способе прессования.Thus, the proposed composition of the charge for the manufacture of reinforced ceramic products allows to obtain crack-resistant reinforced ceramic products, such as brick, of increased strength from low-quality clay raw materials - loess-like loams with a semi-dry pressing method.

Claims

The mixture for the manufacture of reinforced ceramic products, including clay and reinforcing components, melt and water, characterized in that the loess-like loam is used as the clay component, steel filings up to 2.5 mm long are used as the reinforcing component, and ground tare is used as the melt. glass in the following ratio of components, wt.%:

Loesslike loam 68-77 Steel filings 10-15 Ground glass 5-3 Water 10-12