RU2324669C1 - Method of making ceramic wall products, rough mixture for making ceramic wall products and filler for ceramic wall products - Google Patents
Method of making ceramic wall products, rough mixture for making ceramic wall products and filler for ceramic wall products Download PDFInfo
- Publication number
- RU2324669C1 RU2324669C1 RU2007100843/03A RU2007100843A RU2324669C1 RU 2324669 C1 RU2324669 C1 RU 2324669C1 RU 2007100843/03 A RU2007100843/03 A RU 2007100843/03A RU 2007100843 A RU2007100843 A RU 2007100843A RU 2324669 C1 RU2324669 C1 RU 2324669C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rocks
- amount
- mixture
- cullet
- aggregate
- Prior art date
Links
Landscapes
- Porous Artificial Stone Or Porous Ceramic Products (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству стеновой керамики и может быть использовано для получения теплоизоляционных изделий - кирпича, блоков, стеновых панелей и др.The invention relates to the production of wall ceramics and can be used to obtain insulation products - bricks, blocks, wall panels, etc.
Известны способ изготовления стенового керамического изделия и сырьевая шихта для него, включающая молотую глину (53-93 мас.%) и заполнитель в виде зерен, расширяющихся в процессе нагревания с первоначальным размером не более 2 мм, состоящих из вермикулита, или гидрофлогопита, или гидробиотита (2-42 мас.%) и отощителя - песка, или золы, или шлака с размером частиц не более 2 мм (4-45 мас.%). Из перемешанной массы пластическим способом формуют изделия в виде кирпича, блоков, стеновых панелей, которые после сушки обжигают в тоннельной печи при 950°С с изотермической выдержкой 2 часа [Патент РФ №1780276, кл. 6 С04В 33/00, 1995].A known method of manufacturing a wall ceramic product and a raw material charge for it, including ground clay (53-93 wt.%) And aggregate in the form of grains expanding during heating with an initial size of not more than 2 mm, consisting of vermiculite, or hydrophlogopite, or hydrobiotite (2-42 wt.%) And a scrubber - sand, or ash, or slag with a particle size of not more than 2 mm (4-45 wt.%). From the mixed mass, plastic products are molded in the form of bricks, blocks, wall panels, 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 C04B 33/00, 1995].
Недостатками способа, сырьевой шихты и заполнителя являются: высокая плотность получаемых стеновых керамических изделий (1850...1990 кг/м3), что требует увеличения затрат материалов на стадии изготовления и, как следствие этого, утяжеляет массу стеновых конструкций; высокая огневая усадка (до 5...7,9 об.%), что 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 the method, the raw material charge and aggregate are: high density of the obtained wall ceramic products (1850 ... 1990 kg / m 3 ), which requires an increase in the cost of materials at the manufacturing stage and, as a consequence, makes the mass of wall structures heavier; high fire shrinkage (up to 5 ... 7.9 vol.%), which 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 близкими к предлагаемому решению являются способ изготовления стеновых керамических изделий, сырьевая шихта и заполнитель для них. Способ заключается в смешивании молотой глины - 60-97 мас.% и заполнителя - остальное в виде гидрофобизированных гранул размером 0,1-2,0 мм, полученных из стеклобоя, молотого совместно с 1-6% от массы стеклобоя порообразователем - карбонатом кальция, при этом количество гидрофобизатора составляет 1...10% от массы стеклобоя. Из перемешанной массы формуют изделия, которые после сушки обжигают в тоннельной печи при 950°С с изотермической выдержкой 2 часа [Патент РФ №2277520, кл. 6 С04В 33/02, 2005].Closest to the proposed solution are a method of manufacturing wall ceramic products, raw material charge and aggregate for them. The method consists in mixing ground clay - 60-97 wt.% And aggregate - the rest is in the form of hydrophobized granules with a size of 0.1-2.0 mm, obtained from cullet, ground together with 1-6% by weight of cullet with a blowing agent - calcium carbonate, the amount of water repellent is 1 ... 10% of the mass of cullet. Products are formed from the mixed mass, which after drying are fired in a tunnel oven at 950 ° C with an isothermal exposure of 2 hours [RF Patent No. 2277520, cl. 6 C04B 33/02, 2005].
Недостатками прототипа являются наличие общей усадки при сушке и обжиге и недостаточная прочность получаемых стеновых керамических изделий, а также ограничением в использовании сырьевых компонентов из-за невозможности использования тугоплавких глин.The disadvantages of the prototype are the presence of general shrinkage during drying and roasting and the insufficient strength of the resulting wall ceramic products, as well as the limitation in the use of raw materials due to the impossibility of using refractory clays.
Предлагаемое изобретение решает задачу расширения арсенала технических средств, в том числе и расширение сырьевой базы за счет использования тугоплавких глин, для производства малоусадочных и безусадочных стеновых керамических изделий с сохранением и увеличением их прочности.The present invention solves the problem of expanding the arsenal of technical means, including expanding the raw material base through the use of refractory clays, for the production of non-shrink and non-shrink wall ceramic products with preservation and increase of their strength.
Технический результат достигается тем, что в способе изготовления стеновых керамических изделий, включающем смешивание молотой глины в количестве 60-97 мас.% с заполнителем - остальное в виде гидрофобизированных гранул размером 0,1-2,0 мм, полученных из стеклобоя, молотого с порообразователем, содержащим карбонат кальция, количество гидрофобизатора составляет 1-10% от массы заполнителя, увлажнение, формование сырцовых изделий пластическим способом, либо способом полусухого прессования, сушку и обжиг, согласно предлагаемому решению при помоле стеклобоя и порообразователя взамен 5,0...80 мас.% стеклобоя вводят магматические кислые эффузивные стекловатые породы, взамен части порообразователя вводят карбид кремния в количестве 1-6% по отношению к массе магматических кислых эффузивных стекловатых пород, а общее количество порообразователя составляет 1-6% от массы смеси стеклобоя и магматических кислых эффузивных стекловатых пород, обжиг проводят при температуре 950...1070°С.The technical result is achieved by the fact that in the method of manufacturing wall ceramic products, comprising mixing ground clay in an amount of 60-97 wt.% With aggregate - the rest is in the form of hydrophobized granules with a size of 0.1-2.0 mm, obtained from cullet, ground with a blowing agent containing calcium carbonate, the amount of water repellent is 1-10% by weight of aggregate, moistening, molding raw products by plastic method or semi-dry pressing, drying and firing, according to the proposed solution during grinding cullet and blowing agent instead of 5.0 ... 80 wt.% cullet, magmatic acidic effusive glassy rocks are introduced, instead of part of the blowing agent, silicon carbide is introduced in an amount of 1-6% relative to the mass of igneous acidic effusive glassy rocks, and the total amount of blowing agent is 1 -6% by weight of a mixture of cullet and igneous acidic effusive glassy rocks, firing is carried out at a temperature of 950 ... 1070 ° C.
Технический результат достигается тем, что в сырьевой шихте для изготовления стеновых керамических изделий, включающей молотую глину - 60-97 мас.% и заполнитель - остальное в виде гидрофобизированных гранул размером 0,1-2,0 мм, полученных из стеклобоя, молотого совместно с порообразователем, содержащим карбонат кальция, количество гидрофобизатора составляет 1-10% от массы заполнителя, согласно предлагаемому решению ядра вышеуказанного заполнителя взамен 5,0...80 мас.% стеклобоя содержат магматические кислые эффузивные стекловатые породы, взамен части порообразователя содержат карбид кремния в количестве 1-6% по отношению к массе магматических кислых эффузивных стекловатых пород, а общее количество порообразователя составляет 1-6% от массы смеси стеклобоя и магматических кислых эффузивных стекловатых пород.The technical result is achieved in that in the raw material charge for the manufacture of wall ceramic products, including ground clay - 60-97 wt.% And aggregate - the rest is in the form of hydrophobized granules with a size of 0.1-2.0 mm, obtained from cullet, ground together with a pore former containing calcium carbonate, the amount of water repellent is 1-10% by weight of aggregate, according to the proposed solution, the core of the above aggregate instead of 5.0 ... 80 wt.% cullet contains igneous acidic effusive glassy rocks, instead Asti porogen contains silicon carbide in an amount of 1-6% by weight of the acidic effusive magmatic rocks glassy, and the total amount of blowing agent is 1-6% by weight of a mixture of cullet and acidic igneous rocks of volcanic glassy.
Результат достигается с помощью заполнителя для стеновых керамических изделий, в виде гранул размером 0,1-2,0 мм, состоящих из ядра и оболочки из гидрофобизатора, причем ядром является связанная между собой смесь дробленого боя стекла и порообразователя, содержащего карбонат кальция, при этом количество гидрофобизатора составляет 1-10% от массы заполнителя, согласно предлагаемому решению материал ядра взамен 5,0...80 мас.% стеклобоя содержит магматические кислые эффузивные стекловатые породы, взамен части порообразователя содержит карбид кремния в количестве 1-6% по отношению к массе магматических кислых эффузивных стекловатых пород, а общее количество порообразователя составляет 1-6% от массы смеси стеклобоя и магматических кислых эффузивных стекловатых пород.The result is achieved using a filler for wall ceramic products, in the form of granules with a size of 0.1-2.0 mm, consisting of a core and a shell made of water repellent, the core being a mixture of crushed glass breakage and a pore former containing calcium carbonate the amount of water repellent is 1-10% by weight of aggregate; according to the proposed solution, the core material instead of 5.0 ... 80% by weight of cullet contains magmatic acidic effusive glassy rocks, instead of a part of the pore former it contains crebide Nia in an amount of 1-6% by weight of the acidic effusive magmatic rocks glassy, and the total amount of blowing agent is 1-6% by weight of a mixture of cullet and acidic igneous rocks of volcanic glassy.
Сравнение предлагаемого решения с прототипом позволило установить, что оно отличается введением в состав ядра заполнителя взамен 5,0...80 мас.% стеклобоя магматических кислых эффузивных стекловатых пород, например перлита, обсидиана, витрофира, либо смеси этих минералов, а взамен части порообразователя вводят карбид кремния в количестве 1-6% по отношению к массе магматических кислых эффузивных стекловатых пород, при этом общее количество порообразователя в ядрах заполнителя составляет 1-6% от массы смеси стеклобоя и магматических кислых эффузивных стекловатых пород, обжиг проводят при температуре 950-1070°С. Таким образом, предлагаемое решение обладает критерием «новизна».Comparison of the proposed solution with the prototype made it possible to establish that it differs in the introduction of a core aggregate instead of 5.0 ... 80 wt.% Cullet of magmatic acidic effusive glassy rocks, for example perlite, obsidian, vitrofire, or a mixture of these minerals, and instead of part of the blowing agent silicon carbide is introduced in an amount of 1-6% relative to the mass of magmatic acidic effusive glassy rocks, while the total amount of pore former in the core is 1-6% by weight of a mixture of cullet and magmatic acidic eff zivnyh glassy rocks, firing is conducted at a temperature of 950-1070 ° C. Thus, the proposed solution has the criterion of "novelty."
При изучении других технических решений использование предложенного авторами введения в состав ядра гранул заполнителя взамен 5,0...80 мас.% стеклобоя магматических кислых эффузивных стекловатых пород, например перлита, обсидиана, витрофира, либо смеси этих минералов, а взамен части порообразователя введения карбида кремния в количестве 1-6% по отношению к массе магматических кислых эффузивных стекловатых пород, при этом общее количество порообразователя в ядрах заполнителя составляет 1-6% от массы смеси стеклобоя и магматических кислых эффузивных стекловатых пород, проведение обжига при температуре 950-1070°С 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 filler granules introduced into the core of the granules instead of 5.0 ... 80 wt.% Cullet of magmatic acidic effusive glassy rocks, for example perlite, obsidian, vitrofire, or a mixture of these minerals, and instead of a part of the pore former introducing carbide silicon in an amount of 1-6% relative to the mass of magmatic acidic effusive glassy rocks, while the total amount of pore former in the core of the aggregate is 1-6% by weight of a mixture of cullet and igneous acidic eff uzivnyh glassy rocks holding firing at a temperature of 950-1070 ° C is detected, thereby the claimed solution should not be explicitly in the art, that allows to conclude that the inventive solution to the criterion "Inventive Level".
Характеристика компонентов массы:Characterization of mass components:
1. В качестве глинистого компонента использовали:1. As the clay component used:
а) глина Лукошкинского месторождения (Белгородская обл., Старооскольский район) по ТУ 21-4434-84. Огнеупорность 1430...1570°С. Пластичность 9-12. Цвет после обжига красный,a) clay of the Lukoshkinskoye deposit (Belgorod region, Starooskolsky district) according to TU 21-4434-84. Refractoriness 1430 ... 1570 ° С. Plasticity 9-12. The color after firing is red,
б) тугоплавкая глина Латненского месторождения (Воронежская область). Сорт ЛТ-2, огнеупорность 1670...1690°С. Пластичность 18-22. Цвет после обжига светло-розовый.b) refractory clay of the Latnensky deposit (Voronezh region). Grade LT-2, fire resistance 1670 ... 1690 ° С. Plasticity 18-22. The color after firing is light pink.
2. В качестве стеклобоя использовали бой зеленого тарного стекла, г.Воронеж.2. As cullet used the battle of green container glass, Voronezh.
3. В качестве магматических кислых эффузивных стекловатых пород использовали породы нижнечетвертичного вулканического комплекса Артени (Армения): обсидиан в виде брекчии; витрофиры и перлит пылевидный, образующийся при механической переработке магматических кислых эффузивных стекловатых пород, не пригодный для вспучивания.3. The rocks of the lower Quaternary volcanic complex Arteni (Armenia) were used as magmatic acidic effusive glassy rocks: obsidian in the form of breccia; vitrophyres and pulverized perlite, formed during the mechanical processing of magmatic acidic effusive glassy rocks, not suitable for expansion.
Магматические кислые эффузивные стекловатые породы и стеклобой при необходимости дробили в молотковой дробилке и хранили в накопительных бункерах.Magmatic acidic effusive glassy rocks and cullet, if necessary, were crushed in a hammer mill and stored in storage bins.
4. В качестве порообразователей использовали карбид кремния марки М 7 по ГОСТ 3647-80 и карбонаты кальция (мел, известняк):4. As pore formers used silicon carbide grade M 7 according to GOST 3647-80 and calcium carbonates (chalk, limestone):
- 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, OJSC "Building Materials", Belgorod;
- известняк Яшкинского месторождения;- limestone of the Yashkinsky deposit;
Химический состав сырьевых компонентов приведен в табл.1.The chemical composition of the raw materials is given in table 1.
5. При гранулировании порошка стеклобоя дополнительно содержащего магматические кислые эффузивные стекловатые породы, молотого совместно с порообразователями, на тарельчатом грануляторе, использовали водный раствор силикатного клея (жидкое стекло) по ТУ 2385-001-54824507-2000. Количество связующего компонента при разных размерах гранул различно и определяется визуально: столько, чтобы сформированные гранулы нужного размера скатывались с наклонной поверхности тарельчатого питателя. Получающиеся ядра состоят из связанной между собой жидким стеклом смеси молотого боя стекла, магматического кислого эффузивного стекловатого компонента и порообразователей - карбоната кальция и карбида кремния.5. When granulating a cullet powder additionally containing magmatic acidic effusive glassy rocks, ground together with pore formers, on a plate granulator, an aqueous solution of silicate glue (liquid glass) was used according to TU 2385-001-54824507-2000. The amount of the binder component for different sizes of granules is different and is determined visually: so much so that the formed granules of the desired size roll off the inclined surface of the plate feeder. The resulting cores consist of a mixture of ground glass breakdown, magmatic acidic effusive glassy component and pore-forming agents - calcium carbonate and silicon carbide, interconnected by liquid glass.
6. В качестве гидрофобизатора поверхности гранул заполнителя использовали парафин нефтяной марки П-2 (ГОСТ 23683-89) в расплавленном состоянии. Регулируя толщину парафинового слоя на поверхности гранулята, получают наиболее предпочтительные сферические и округлые гранулы, формирующие аналогичные поры в массе готового изделия.6. As a water repellent of the surface of the aggregate granules, paraffin of the petroleum grade P-2 (GOST 23683-89) in the molten state was used. By adjusting the thickness of the paraffin layer on the surface of the granulate, the most preferred spherical and rounded granules are obtained, forming similar pores in the mass of the finished product.
Для получения гранулированного заполнителя при реализации заявляемого способа изготовления стеновых керамических изделий, дробленый стеклобой дозировали с магматическими кислыми эффузивными стекловатыми породами, карбонатом кальция и карбидом кремния весовым методом. Полученную шихту загружали в шаровую мельницу и производили помол до достижения удельной поверхности 300...500 м2/кг. Гранулирование полученной шихты, сушку гранул и обработку их гидрофобизатором производили аналогично способу, описанному в патенте РФ №2277520.To obtain a granular aggregate in the implementation of the inventive method for the manufacture of wall ceramic products, crushed cullet was dosed with magmatic acidic effusive glassy rocks, calcium carbonate and silicon carbide by gravimetric method. The resulting mixture was loaded into a ball mill and grinding was performed until a specific surface of 300 ... 500 m 2 / kg was reached. Granulation of the obtained mixture, drying of the granules and their processing with a water repellent was carried out similarly to the method described in RF patent No. 2277520.
Пример. Взвесили предварительно высушенную измельченную и просеянную через сито с размером отверстий 0,1 мм Лукошкинскую глину в количестве 7,8 кг (78%), к этой глине добавили 2,2 кг (22%) заполнителя в виде гранул, полученных из молотых до удельной поверхности 400 м2/кг компонентов: стеклобоя - 1,276 кг (60%), перлита - 0,850 кг (40%), общее количество порообразователя - 0,074 кг (3,5% от массы смеси стеклобоя и перлита), смесь, состоящая из 0,030 кг карбида кремния (3,5% к массе перлита) и 0,044 кг известняка - оставшаяся часть порообразователя; гранулированных на тарельчатом грануляторе и просеянных через сито с размером диаметра ячеек 2,0 мм и оставшихся на сите 0,1 мм и гидрофобизированных для получения оболочки - обработкой расплавленным парафином в количестве 5% по отношению к массе гранул, см. табл.2, смесь 1.Example. 7.8 kg (78%) of pre-dried crushed and sifted through a sieve with a mesh size of 0.1 mm Lukoshkinskaya clay was weighed, 2.2 kg (22%) of aggregate in the form of granules obtained from ground to specific gravity was added to this clay surfaces of 400 m 2 / kg of components: cullet - 1.276 kg (60%), perlite - 0.850 kg (40%), total amount of blowing agent - 0.074 kg (3.5% of the mass of cullet and perlite), a mixture of 0.030 kg of silicon carbide (3.5% by weight of perlite) and 0.044 kg of limestone - the remainder of the blowing agent; granulated on a plate granulator and sifted through a sieve with a mesh diameter of 2.0 mm and remaining on a sieve of 0.1 mm and hydrophobized to obtain a casing - by treatment with molten paraffin in an amount of 5% relative to the weight of the granules, see table 2, mixture one.
Смесь сухих компонентов (глину и заполнитель) увлажняли водой до формовочной влажности, перемешивали до равномерного распределения заполнителя и глины. Образцы сырцовых изделий из полученной смеси формовали пластическим способом на ленточном прессе. Далее образцы высушивали до остаточной влажности 0,5...2%, а затем обжигали при температуре 955°С, аналогично способу, описанному в патенте РФ №2277520, кл. 6 С04В 33/02, 2005.The mixture of dry components (clay and aggregate) was moistened with water to the molding moisture, mixed until a uniform distribution of aggregate and clay. Samples of raw products from the resulting mixture were molded in a plastic manner on a belt press. Next, the samples were dried to a residual moisture content of 0.5 ... 2%, and then fired at a temperature of 955 ° C, similarly to the method described in RF patent No. 2277520, class. 6 С04В 33/02, 2005.
Изделия из смесей 4-6 и 13-18 (табл.2) получали способом полусухого прессования.Products from mixtures 4-6 and 13-18 (Table 2) were obtained by semi-dry pressing.
После охлаждения образцы изделий испытывали на прочность, определяли общую усадку. Результаты испытаний приведены в табл.2 (смесь 1). Известные составы масс 12 (пластический способ формования) и 18 (полусухой способ формования изделий) изготавливали из более тугоплавких глин - Лукошкинской и Латненской согласно прототипу (Патент РФ №2277520, кл. 6 С04В 33/02, 2005, табл.2, состав 1).After cooling, product samples were tested for strength, and the overall shrinkage was determined. The test results are shown in table 2 (mixture 1). Known compositions of masses 12 (plastic molding method) and 18 (semi-dry molding method of products) were made from more refractory clays - Lukoshkinskaya and Latnenskaya according to the prototype (RF Patent No. 2277520, class 6 С04В 33/02, 2005, table 2, composition 1 )
Анализ данных табл.2 результатов испытаний образцов стеновой керамики показывает следующее.An analysis of the data in Table 2 of the test results of wall ceramic samples shows the following.
1. Все смеси 1-9 и 13-15 отвечают требованиям ТУ 530-95 «Кирпич и камни керамические».1. All mixtures 1-9 and 13-15 meet the requirements of TU 530-95 "Brick and ceramic stones."
2. Введение в состав массы ядра гидрофобизированного заполнителя в виде гранул, состоящих из стеклобоя, молотого совместно с магматическими кислыми эффузивными стекловатыми породами, карбонатом кальция и карбидом кремния в заявляемых количествах позволяет получать прочные высококачественные стеновые керамические изделия с регулируемой общей усадкой при сушке и обжиге.2. Introduction to the composition of the core mass of hydrophobized aggregate in the form of granules consisting of cullet, ground together with magmatic acidic effusive glassy rocks, calcium carbonate and silicon carbide in the claimed quantities allows to obtain durable high-quality wall ceramic products with adjustable general shrinkage during drying and firing.
3. Уменьшать количество заполнителя менее 3 мас.%, количество в гранулах магматических кислых эффузивных стекловатых пород менее 5 мас.% по отношению к массе стеклобоя и карбида кремния менее 1,0% по отношению к массе магматических кислых эффузивных стекловатых пород нецелесообразно, т.к. получаемые керамические изделия по комплексным техническим характеристикам получаются недостаточно качественными из-за наличия усадочных явлений при сушке и обжиге, и, несмотря на то, что изделия отвечают требованиям ТУ 530-95, составы 2, 5, 8 и 14 из-за наличия мелких трещин допустимых размеров приняты как граничные, а шихты 10 и 16 выходят за рамки заявляемых составов стеновых керамических изделий.3. To reduce the amount of aggregate less than 3 wt.%, The amount in granules of igneous acidic effusive glassy rocks less than 5 wt.% With respect to the mass of cullet and silicon carbide less than 1.0% relative to the mass of igneous acidic effusive glassy rocks is impractical, t. to. the resulting ceramic products according to complex technical characteristics are not of sufficient quality due to the presence of shrinkage during drying and firing, and despite the fact that the products meet the requirements of TU 530-95, compositions 2, 5, 8 and 14 due to the presence of small cracks permissible sizes are taken as boundary, and the mixture 10 and 16 go beyond the scope of the claimed compositions of wall ceramic products.
Увеличение количества гранул заполнителя более 40 мас.%, количества в гранулах магматических кислых эффузивных стекловатых пород свыше 80 мас.% по отношению к массе стеклобоя, а также карбида кремния более 6% по отношению к массе магматических кислых эффузивных стекловатых пород нецелесообразно, т.к. происходит падение прочности получаемых стеновых керамических материалов за счет увеличения температуры вспенивания гранул, что не позволяет компенсировать усадочные явления изделий при обжиге. По этой причине, несмотря на то, что физико-механические характеристики изделий отвечают требованиям ТУ 530-95, составы 3, 6, 9 и 15 приняты как граничные, а шихты 11 и 17 выходят за рамки заявляемых составов стеновых керамических изделий. Следует отметить, что при обжиге сырцовых изделий из шихт составов 11 и 17 из-за наличия дефектов объемного расширения образцов (знак «-» перед цифрой общей усадки, табл.2) и образования трещин происходит падение прочности обожженных стеновых керамических изделий.An increase in the number of aggregate granules over 40 wt.%, The amount in granules of igneous acidic effusive glassy rocks over 80 wt.% Relative to the mass of cullet, as well as silicon carbide more than 6% relative to the mass of igneous acidic effusive glassy rocks is impractical, because . there is a decrease in the strength of the obtained wall ceramic materials due to an increase in the foaming temperature of the granules, which does not allow to compensate for the shrinkage of the products during firing. For this reason, despite the fact that the physicomechanical characteristics of the products meet the requirements of TU 530-95, compositions 3, 6, 9 and 15 are accepted as boundary, and the charges 11 and 17 go beyond the scope of the claimed compositions of wall ceramic products. It should be noted that when firing raw products from blends of compositions 11 and 17 due to the presence of defects in the volume expansion of the samples (the “-” sign in front of the general shrinkage figure, Table 2) and cracking, the strength of the fired wall ceramic products decreases.
Использование тугоплавких глин и заполнителя, не содержащего магматических кислых эффузивных стекловатых пород и карбида кремния, не позволяет получить безусадочные стеновые керамические изделия, т.к. вспенивание этих гранул происходит при температуре 830-840°С, а при этой температуре керамическая матрица из используемых в данном случае глин еще не обладает пиропластическими свойствами (табл.2, смеси 12 и 18).The use of refractory clays and aggregate that does not contain magmatic acidic effusive glassy rocks and silicon carbide does not make it possible to obtain non-shrink wall ceramic products, because foaming of these granules occurs at a temperature of 830-840 ° C, and at this temperature, the ceramic matrix of the clay used in this case does not yet have pyroplastic properties (Table 2, mixtures 12 and 18).
Заявляемый способ изготовления стеновых керамических изделий имеет следующие преимущества:The inventive method of manufacturing wall ceramic products has the following advantages:
1) при оптимальных соотношениях компонентов в сырьевых шихтах предел прочности при сжатии увеличивается до 27%;1) at optimal ratios of components in raw materials, the compressive strength increases to 27%;
2) полученные в результате обжига стеновые керамические изделия имеют однородную замкнуто-поризованную упрочненную структуру с минимальными объемными усадочными дефектами.2) wall ceramic products obtained as a result of firing have a homogeneous closed-porous hardened structure with minimal volumetric shrinkage defects.
Физико-химическая сущность технического решения достижения задачи заключается в следующем: введение в состав массы гидрофобизированных гранул магматических кислых эффузивных стекловатых пород и карбида кремния повышает температурный интервал их вспенивания. Температура вспенивания гранул подобранного состава, учитывая термопластичность глинистого компонента, составляющего матрицу стеновой керамики, позволяет получать практически безусадочные изделия. Процесс вспенивания гранул заявляемого состава создает равномерный распирающий эффект, который активно препятствует возникновению и развитию огневой усадки стеновых керамических изделий в процессе термообработки. Отличительной особенностью заявляемой сырьевой шихты является то, что процесс расширения гранул происходит при достижении пиропластического состояния керамической матрицы. При повышении температуры от 950 до 1070°С магматические кислые эффузивные стекловатые породы и стеклобой переходят в жидкую фазу и активно взаимодействуют с частицами глины по всей поверхности поры, обеспечивая образование армирующих кристаллических структур. Вводимые стекловатые породы и продукты термического разложения карбида кремния в присутствии расплавленной стеклофазы, образующейся из порошка стеклобоя при температуре обжига керамических изделий (950-1070°С), формируют объемную прочную кристаллическую структуру. Рентгенофазовые исследования показывают, что эта структура сформирована из кристаллов волластонита, анортита и муллита. К этому времени глинистая составляющая сырьевой массы создает прочный структурный скелет материала, который закрепляет практически малоусадочную структуру изделия. Авторами установлено, что высокая плотность остеклованных стенок пор, сформированных при температурах 950...1070°С путем взаимодействия глинистых частиц, примыкающих к порам, с расплавленной стеклофазой из материала гранул, определяет высокие эксплуатационные характеристики получаемых стеновых керамических изделий. При охлаждении обожженного изделия эти упрочненно-поризованные участки, равномерно распределенные по объему полученных керамических изделий, препятствуют трещинообразованию, этим объясняется высокая прочность изделий и малое водопоглощение даже при существенном снижении плотности готовых изделий по сравнению с прототипом (доказано микроскопическими и петрографическими исследованиями). Обеспечение равномерной замкнутой пористости с упрочненной внутренней структурой в керамических изделиях также обусловливает существенное улучшение их прочностных характеристик по сравнению с прототипом.The physicochemical nature of the technical solution to achieve the problem is as follows: the introduction of magmatic acidic effusive glassy rocks and silicon carbide into the mass of hydrophobized granules increases the temperature range of their foaming. The foaming temperature of the granules of the selected composition, taking into account the thermoplasticity of the clay component that makes up the matrix of wall ceramics, allows to obtain practically non-shrinking products. The process of foaming granules of the claimed composition creates a uniform bursting effect, which actively prevents the occurrence and development of fire shrinkage of wall ceramic products in the heat treatment process. A distinctive feature of the inventive raw material charge is that the process of expansion of the granules occurs when the pyroplastic state of the ceramic matrix is reached. When the temperature rises from 950 to 1070 ° C, magmatic acidic effusive glassy rocks and cullet pass into the liquid phase and actively interact with clay particles over the entire surface of the pore, providing the formation of reinforcing crystalline structures. The introduced glassy rocks and the thermal decomposition products of silicon carbide in the presence of molten glass phase formed from cullet powder at the firing temperature of ceramic products (950-1070 ° C) form a solid solid crystal structure. X-ray phase studies show that this structure is formed from crystals of wollastonite, anorthite and mullite. By this time, the clay component of the raw material mass creates a strong structural skeleton of the material, which secures the practically shrink-free structure of the product. The authors found that the high density of vitrified pore walls formed at temperatures of 950 ... 1070 ° C through the interaction of clay particles adjacent to the pores with molten glass phase from the material of the granules determines the high performance characteristics of the resulting wall ceramic products. When cooling the calcined product, these hardened-porous sections uniformly distributed over the volume of the obtained ceramic products prevent crack formation, this explains the high strength of the products and low water absorption even with a significant decrease in the density of the finished products compared to the prototype (proved by microscopic and petrographic studies). Ensuring uniform closed porosity with a strengthened internal structure in ceramic products also leads to a significant improvement in their strength characteristics compared to the prototype.
Сырьевая шихта для получения стеновых керамических изделий по прототипу, не включающая дополнительно магматические кислые эффузивные стекловатые породы и карбид кремния, не позволяет достичь высокого результата, реализованного в заявляемом способе, т.к. наблюдается несоответствие температуры вспенивания гранулированного материала с термопластичными свойствами керамической матрицы (доказано дилатометрическими исследованиями образцов стеновых изделий при их термической обработке).The raw material mixture for obtaining wall ceramic products according to the prototype, which does not additionally include magmatic acidic effusive glassy rocks and silicon carbide, does not allow to achieve a high result, implemented in the claimed method, because there is a mismatch between the foaming temperature of the granular material and the thermoplastic properties of the ceramic matrix (proved by dilatometric studies of samples of wall products during their heat treatment).
Получаемые по заявляемому способу стеновые керамические изделия обладают хорошими декоративными характеристиками.Obtained by the present method wall ceramic products have good decorative characteristics.
Использование заявляемой сырьевой шихты решает задачу расширения арсенала технических средств при изготовлении прочных малоусадочных и безусадочных стеновых керамических изделий (кирпича, блоков, стеновых панелей и др.), позволяет расширить сырьевую базу за счет применения в качестве сырья природных экологически чистых минералов и глин с большими усадочными свойствами при термообработке, ранее для производства стеновых керамических изделий не использовавшихся, причем данная технология не требовательна к чистоте исходных материалов.The use of the inventive raw material charge solves the problem of expanding the arsenal of technical means in the manufacture of durable, low-shrink and non-shrink wall ceramic products (bricks, blocks, wall panels, etc.), allows you to expand the raw material base by using natural environmentally friendly minerals and clays with large shrinkage properties during heat treatment, previously not used for the production of wall ceramic products, and this technology is not demanding on the purity of the initial materials .
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007100843/03A RU2324669C1 (en) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | Method of making ceramic wall products, rough mixture for making ceramic wall products and filler for ceramic wall products |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007100843/03A RU2324669C1 (en) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | Method of making ceramic wall products, rough mixture for making ceramic wall products and filler for ceramic wall products |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2324669C1 true RU2324669C1 (en) | 2008-05-20 |
Family
ID=39798805
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007100843/03A RU2324669C1 (en) | 2007-01-09 | 2007-01-09 | Method of making ceramic wall products, rough mixture for making ceramic wall products and filler for ceramic wall products |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2324669C1 (en) |
-
2007
- 2007-01-09 RU RU2007100843/03A patent/RU2324669C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4824811A (en) | Lightweight ceramic material for building purposes, process for the production thereof and the use thereof | |
US4086098A (en) | Composition of matter comprising cellular aggregate distributed in a binder | |
RU2333176C1 (en) | Method for obtaining construction material | |
CN109534849A (en) | A method of exterior insulation is prepared using gold tailings | |
RU2397967C1 (en) | Method of making semi-finished product for producing construction materials | |
CN112592156B (en) | Foamed ceramic and preparation method and application thereof | |
RU2327666C1 (en) | Method of manufacture of wall ceramics using sedimentary high-silica rocks, stock for wall ceramics, and aggregate for wall ceramics | |
RU2453510C1 (en) | Method to produce foam glass items | |
CN111943642B (en) | High-strength foamed ceramic and preparation method thereof | |
CN108483929A (en) | Glass ceramics and preparation method thereof are melted in a kind of foaming for interior wall | |
US5830394A (en) | Process for making building products, production line, process for firing, apparatus for firing, batch, building product | |
RU2099307C1 (en) | Ceramic mass for facing articles | |
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 | |
Ivanov | Optimization of the structure and properties of foam-glass ceramics | |
RU2277520C1 (en) | Method for making wall ceramic articles (variants) | |
RU2425817C1 (en) | Method to make porous 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 | |
RU2592909C2 (en) | Porous silica-based material and portlandite for filling insulating brick with controlled structure and corresponding production method | |
RU2324669C1 (en) | Method of making ceramic wall products, rough mixture for making ceramic wall products and filler for ceramic wall products | |
CA1077181A (en) | Composition of matter comprising cellular aggregate distributed in a binder | |
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 | |
RU2324668C1 (en) | Method of making ceramic wall products, rough mixture for making ceramic wall products, and filler for ceramic wall products | |
RU2433106C2 (en) | Method of producing heat-insulating calcium hexaaluminate material | |
RU2251540C1 (en) | Foam-ceramic items production method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090110 |