RU2327666C1 - Method of manufacture of wall ceramics using sedimentary high-silica rocks, stock for wall ceramics, and aggregate for wall ceramics - Google Patents

Method of manufacture of wall ceramics using sedimentary high-silica rocks, stock for wall ceramics, and aggregate for wall ceramics Download PDF

Info

Publication number
RU2327666C1
RU2327666C1 RU2007100844/03A RU2007100844A RU2327666C1 RU 2327666 C1 RU2327666 C1 RU 2327666C1 RU 2007100844/03 A RU2007100844/03 A RU 2007100844/03A RU 2007100844 A RU2007100844 A RU 2007100844A RU 2327666 C1 RU2327666 C1 RU 2327666C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
amount
aggregate
cullet
rocks
mixture
Prior art date
Application number
RU2007100844/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Станиславович Лесовик (RU)
Валерий Станиславович Лесовик
Валери Валерьевна Строкова (RU)
Валерия Валерьевна Строкова
Виктор Иванович Мосьпан (RU)
Виктор Иванович Мосьпан
Руслан Валерьевич Лесовик (RU)
Руслан Валерьевич Лесовик
Игорь Владимирович Жерновский (RU)
Игорь Владимирович Жерновский
Original Assignee
Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (БГТУ им. В.Г. Шухова)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (БГТУ им. В.Г. Шухова) filed Critical Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова (БГТУ им. В.Г. Шухова)
Priority to RU2007100844/03A priority Critical patent/RU2327666C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2327666C1 publication Critical patent/RU2327666C1/en

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: said utility invention relates to the wall ceramics production and may be used for the production of heat-insulating materials: bricks, blocks, wall panels, etc. The method involves mixing 60-97 weight % of ground clay with aggregate, the remaining being hydrophobised granules with a size of 0.1-2.0 mm. The aggregate consists of a core including crushed glass ground with cellulating agent (calcium and/or magnesium carbonate), and a water repellent shell, the water repellent quantity being 1-10% of the aggregate weight. During crushed glass and cellulating agent milling, natural sedimentary high-silica rocks are added, in an amount of 5.0-80 weight % of crushed glass and the said sedimentary rocks in the mixture, and alkali metal hydroxide in an amount of 1.5-4.0% of the weight of the said sedimentary rocks is added, the cellulating agent quantity being 1-6% of the crushed glass mixture. After that, the raw products are moistened, formed using the soft-mud or semi-dry pressing method, dried, and burned at 890-925°C.
EFFECT: expansion of technical means during production of high-strength low-shrinkage or non-shrinking wall ceramics.
3 cl, 2 tbl, 1 ex

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 и/или магния, 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]. Недостатками прототипа являются наличие общей усадки при сушке и обжиге, недостаточная прочность получаемых стеновых керамических изделий, что ограничивает использование многих типов глин с большими усадочными свойствами при термообработке.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 and / or magnesium, while the amount of water repellent is 1 ... 10% by weight 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]. The disadvantages of the prototype are the presence of general shrinkage during drying and firing, insufficient strength of the resulting wall ceramic products, which limits the use of many types of clays with large shrink properties during heat treatment.

Предлагаемое изобретение решает задачу расширения арсенала технических средств для производства малоусадочных и безусадочных стеновых керамических изделий с сохранением и увеличением их прочности, позволяет расширить сырьевую базу за счет применения в качестве сырья экологически чистых природных материалов - диатомита, опоки, трепела и глин с большими усадочными свойствами при термообработке, ранее для производства стеновых керамических изделий не использовавшихсяThe present invention solves the problem of expanding the arsenal of technical means for the production of non-shrink and non-shrink wall ceramic products with the preservation and increase of their strength, allows you to expand the raw material base by using environmentally friendly natural materials as diatomite, flask, tripoli and clays with great shrinkage properties heat treatment, previously for the production of wall ceramic products not used

Технический результат достигается способом изготовления стеновых керамических изделий, включающим 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 - карбонатом кальция и/или магния, количество гидрофобизатора составляет 1-10% от массы заполнителя, увлажнение, формование сырцовых изделий пластическим способом, либо способом полусухого прессования, сушку и обжиг, при этом согласно предлагаемому решению при помоле стеклобоя и порообразователя взамен 5,0...80 мас.% стеклобоя вводят природные осадочные высококремнеземистые породы и дополнительно вводят гидроксид щелочного металла в количестве 1,5-4,0% по отношению к массе природных осадочных высококремнеземистых пород, а количество порообразователя составляет 1-6% от смеси стеклобоя и природных осадочных высококремнеземистых пород, при этом обжиг проводят при температуре 890-925°С.The technical result is achieved by a method of manufacturing wall ceramic products, including 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 - calcium carbonate and / or magnesium, the amount of water repellent is 1-10% by weight of aggregate, moistening, molding raw products by plastic or semi-dry pressing, drying and firing, while according to the proposed solution when Ole cullet and blowing agent instead of 5.0 ... 80 wt.% cullet introduce natural sedimentary high-siliceous rocks and additionally introduce alkali metal hydroxide in an amount of 1.5-4.0% relative to the mass of natural sedimentary high-siliceous rocks, and the amount of blowing agent is 1-6% of a mixture of cullet and natural sedimentary high-siliceous rocks, while firing is carried out at a temperature of 890-925 ° 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 с порообразователем - карбонатом кальция и/или магния, при этом количество гидрофобизатора составляет 1-10% от массы заполнителя, согласно предлагаемому решению ядра вышеуказанного заполнителя взамен 5,0...80 мас.% стеклобоя содержат природные осадочные высококремнеземистые породы и дополнительно гидроксид щелочного металла в количестве 1,5-4,0% по отношению к массе природных осадочных высококремнеземистых пород, а количество порообразователя составляет 1-6% от смеси стеклобоя и природных осадочных высококремнеземистых пород.The technical result is achieved by the fact that in the raw material mixture 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 with a blowing agent - calcium and / or magnesium carbonate, while 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 natural sedimentary high-siliceous rocks and Tel'nykh alkali metal hydroxide in an amount of 1.5-4.0% by weight of natural sedimentary rocks vysokokremnezemistyh, and the amount of pore forming agent 1-6% of a mixture of cullet and vysokokremnezemistyh natural sedimentary rocks.

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 - карбоната кальция и/или магния, при этом количество гидрофобизатора составляет 1-10% от массы заполнителя, согласно предлагаемому решению материал ядра заполнителя взамен 5,0...80 мас.% стеклобоя содержит природные осадочные высококремнеземистые породы и дополнительно содержит гидроксид щелочного металла в количестве 1,5-4,0% по отношению к массе природных осадочных высококремнеземистых пород, а количество порообразователя составляет 1-6% от смеси стеклобоя и природных осадочных высококремнеземистых 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 - calcium and / or magnesium carbonate , the amount of water repellent is 1-10% by weight of aggregate, according to the proposed solution, the core material of the aggregate instead of 5.0 ... 80 wt.% cullet contains natural sedimentary siliceous rocks and additionally contains a gap hydroxide precious metal in an amount of 1.5-4.0% relative to the mass of natural sedimentary high-siliceous rocks, and the amount of pore-forming agent is 1-6% of a mixture of cullet and natural sedimentary high-siliceous rocks.

Сравнение заявляемого решения с прототипом позволило установить, что оно отличается введением в состав ядра заполнителя взамен 5,0...80 мас.% стеклобоя природных осадочных высококремнеземистых пород и дополнительно гидроксида щелочного металла в количестве 1,5-4,0% по отношению к массе природных осадочных высококремнеземистых пород, при этом количество порообразователя составляет 1-6% от смеси стеклобоя и природных осадочных высококремнеземистых пород, а также предложенной авторами температурой обжига изделий. 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 in place of 5.0 ... 80 wt.% Cullet of natural sedimentary high-siliceous rocks and additional alkali metal hydroxide in an amount of 1.5-4.0% relative to the mass of natural sedimentary high-siliceous rocks, while the amount of blowing agent is 1-6% of the mixture of cullet and natural sedimentary high-siliceous rocks, as well as the firing temperature of the products proposed by the authors. Thus, the proposed solution has the criterion of "novelty."

При изучении других технических решений, использование предложенного авторами введения в состав ядра заполнителя природных осадочных высококремнеземистых пород, например, диатомита, опоки, трепела и т.п. либо смеси этих минералов взамен 5,0...80 мас.% стеклобоя и дополнительно гидроксида щелочного металла, в количестве 1,5-4,0% по отношению к массе природных осадочных высококремнеземистых пород, а также обжига изделий при температуре 890-925°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 introduction of the natural aggregate sedimentary siliceous rocks, for example, diatomite, flask, tripoli, etc., proposed by the authors of the core aggregate. or mixtures of these minerals instead of 5.0 ... 80 wt.% cullet and additional alkali metal hydroxide, in an amount of 1.5-4.0% relative to the mass of natural sedimentary high-siliceous rocks, as well as firing products at a temperature of 890-925 ° C has not been identified, so the claimed solution does not follow explicitly from the prior art, which allows us to conclude that the proposed solution meets the criterion of "inventive step".

Характеристика компонентов массы:Characterization of mass components:

1. В качестве глинистого компонента использовали суглинок Шебекинского месторождения Белгородской области. 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.1.1. As a clay component used loam Shebekinsky deposits of the 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.

2. В качестве стеклобоя использовали бой зеленого тарного стекла, г.Воронеж. Исходный бой тарного стекла дробили в молотковой дробилке, мыли и сушили в моечно-сушильном барабане, хранили в накопительном бункере.2. As cullet used the battle of green container glass, Voronezh. The initial battle of container glass was crushed in a hammer mill, washed and dried in a washing and drying drum, stored in a storage bin.

3. В качестве природных осадочных высококремнеземистых пород использовали:3. As natural sedimentary siliceous rocks used:

- диатомит Забалуйского месторождения (Ульяновская обл.);- diatomite of the Zabaluisky deposit (Ulyanovsk region);

- опоку Алексеевского месторождения (Мордовия);- flask of the Alekseevsky deposit (Mordovia);

- трепел Фокинского месторождения (Брянская обл.). - Tripoli of the Fokinsky field (Bryansk region).

Природные осадочные высококремнеземистые породы при необходимости дробили в молотковой дробилке и хранили в накопительных бункерах.Natural sedimentary high-siliceous rocks, if necessary, were crushed in a hammer mill and stored in storage bins.

4. В качестве порообразователя использовали карбонаты кальция (мел, известняк), карбонат магния (магнезит) и их природную смесь (доломит):4. 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, OJSC "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.

Химический состав сырьевых компонентов приведен в табл.1.The chemical composition of the raw materials is given in table 1.

5. В качестве гидроксида щелочного металла использовали гидроксид натрия по ГОСТ 2263-79.5. As the alkali metal hydroxide used sodium hydroxide according to GOST 2263-79.

6. При гранулировании порошка стеклобоя, дополнительно содержащего природные осадочные высококремнеземистые породы и гидроксид натрия, молотых совместно с порообразователем, 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. Полученные ядра состоят из связанной между собой жидким стеклом смеси молотых боя стекла, природного осадочного высококремнеземистого компонента, гидроксида щелочного металла и порообразователя - карбоната кальция и/или магния.6. When granulating cullet powder, additionally containing natural sedimentary high-siliceous rocks and sodium hydroxide, ground together with a pore former, an aqueous solution of silicate glue (liquid glass) was used on a plate granulator 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 obtained cores consist of a mixture of ground glass breakage, a natural sedimentary high-siliceous component, an alkali metal hydroxide and a pore-forming agent - calcium and / or magnesium, interconnected by liquid glass.

7. 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.7. 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 природными осадочными высококремнеземистыми породами, гидроксидом натрия и порообразователем весовым методом. Полученную шихту загружали в шаровую мельницу и производили совместный 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 natural sedimentary high-siliceous rocks, sodium hydroxide and pore former by the gravimetric method. The resulting mixture was loaded into a ball mill and produced joint grinding to achieve a specific surface of 300 ... 500 m 2 / kg 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.

Химический состав компонентов керамических массThe chemical composition of the components of ceramic masses

Таблица 1Table 1 № п/пNo. p / p КомпонентComponent Содержание оксидов, мас.%The content of oxides, wt.% SiO2 SiO 2 Al2О3 Al 2 About 3 TiO2 TiO 2 Fe2О3 Fe 2 About 3 CaOCao MgOMgO R2OR 2 O SO3 SO 3 П.п.пP.p. 1one Суглинок ШебекинскийLoam Shebekinsky 58,958.9 7,67.6 0,40.4 1,21,2 10,110.1 2,82,8 3,43.4 0,40.4 15,215,2 22 Бой тарного стеклаGlass Fight 65,265,2 10,710.7 0,80.8 1,21,2 6,56.5 0,70.7 14,714.7 0,20.2 -- 33 Мел БелгородскийChalk Belgorod 1,31.3 0,70.7 0,10.1 0,10.1 54,754.7 0,30.3 -- -- 42,842.8 4four Известняк ЯшкинскийLimestone Yashkinsky 1,71.7 0,80.8 0,10.1 0,40.4 52,352.3 1,11,1 1,21,2 0,20.2 42,242,2 55 Магнезит СаткинскийMagnesite Satkinsky 1,21,2 0,90.9 0,20.2 0,40.4 0,80.8 46,046.0 0,50.5 0,30.3 49,749.7 66 Доломит ЩелковскийDolomite Schelkovsky 0,80.8 0,20.2 0,10.1 0,20.2 30,930.9 22,822.8 0,70.7 0,20.2 44,144.1 77 ДиатомитDiatomite 82,882.8 6,16.1 0,10.1 3,13,1 0,80.8 0,60.6 1,31.3 0,10.1 4,54,5 88 ОпокаFlask 76,976.9 8,18.1 0,20.2 4,24.2 2,12.1 0,90.9 1,81.8 0,20.2 3,93.9 99 ТрепелTripoli 74,274,2 7,27.2 -- 2,42,4 6,66.6 1,11,1 0,60.6 0,10.1 8,68.6

Пример. Взвесили предварительно высушенный измельченный и просеянный через сито с размером отверстий 0,1 мм Шебекинский суглинок в количестве 7,8 кг (78%), добавили 2,2 кг (22%) заполнителя в виде гранул, полученного из совместно молотых до удельной поверхности 400 м2/кг компонентов: стеклобоя - 1,260 кг (60%), диатомита - 0,841 кг (40%), гидроксида натрия - 0,025 кг (3,0% к массе диатомита), мела - 0,074 кг (3,5% к массе стеклобоя и диатомита); гранулированного, просеянного через сито с размером диаметра ячеек 2,0 мм и оставшегося 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 Shebekinsky loam, pre-dried, crushed and sieved through a sieve with a hole size of 0.1 mm, was weighed, 2.2 kg (22%) of aggregate was added in the form of granules obtained from co-milled to a specific surface of 400 m 2 / kg of components: cullet - 1.260 kg (60%), diatomite - 0.841 kg (40%), sodium hydroxide - 0.025 kg (3.0% by weight of diatomite), chalk - 0.074 kg (3.5% by weight cullet and diatomite); granular, sieved through a sieve with a mesh diameter of 2.0 mm and remaining on the sieve of 0.1 mm and hydrophobized to obtain a shell - by treatment with molten paraffin in an amount of 5% relative to the weight of the granules, see table 2, mixture 1.

В табл. 2 приведены состав шихты и свойства стеновых керамических изделий.In the table. 2 shows the composition of the charge and the properties of wall ceramic products.

Figure 00000001
Figure 00000001

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. Образцы высушивали до остаточной влажности 0,5...2%, а затем обжигали при температуре 910°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. The samples were dried to a residual moisture content of 0.5 ... 2%, and then fired at a temperature of 910 ° C, similarly to the method described in RF patent No. 2277520, class. 6 С04В 33/02, 2005.

После охлаждения образцы изделий испытывали на прочность, определяли общую усадку. Результаты испытаний приведены в табл.2 (смесь 1). Известные составы масс 10 (пластический способ формования) и 14 (полусухой способ формования изделий) изготавливали 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 10 (plastic molding method) and 14 (semi-dry molding method of products) were made according to the prototype (RF Patent No. 2277520, class 6 С04В 33/02, 2005, table 2, composition 1).

Изделия из смесей 4-6 и 11-13 (табл.2) получали способом полусухого прессования.Products from mixtures 4-6 and 11-13 (table 2) were obtained by semi-dry pressing.

Анализируя результаты физико-механических испытаний серии экспериментальных образцов, можно сделать вывод, что формированию пористой структуры обожженных керамических материалов с заполнителем способствует совместный помол стеклобоя, природных осадочных высококремнеземистых пород, гидроксида натрия и порообразователя до достижения удельной поверхности 300...500 м2/кг.Analyzing the results of physical and mechanical tests of a series of experimental samples, we can conclude that the formation of the porous structure of fired ceramic materials with aggregate is facilitated by the joint grinding of cullet, natural sedimentary high-siliceous rocks, sodium hydroxide and pore former until a specific surface of 300 ... 500 m 2 / kg is reached .

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 1-14 отвечают требованиям ТУ 530-95 «Кирпич и камни керамические».1. All mixtures 1-14 meet the requirements of TU 530-95 "Brick and ceramic stones."

2. Введение в состав керамической массы заполнителя в виде стеклобоя, молотого совместно с природными осадочными высококремнеземистыми породами, гидроксидом натрия и порообразователем, гранулированного и гидрофобизированного, в заявляемых количествах и размером зерен 0,1...2,0 мм, а также последующий обжиг при температуре 890-925°С, позволяет получать прочные высококачественные стеновые керамические изделия с регулируемой усадкой при обжиге.2. The introduction into the composition of the ceramic mass of the aggregate in the form of cullet, ground together with natural sedimentary high-siliceous rocks, sodium hydroxide and pore former, granular and hydrophobized, in the claimed quantities and grain size of 0.1 ... 2.0 mm, as well as subsequent firing at a temperature of 890-925 ° C, it allows to obtain durable high-quality wall ceramic products with adjustable shrinkage during firing.

3. Обожженные керамические изделия, полученные из сырьевых смесей 3, 6, 9 и 13, имеют отрицательную усадку, т.е. наблюдается равномерное увеличение линейных и объемных размеров с допустимыми поверхностными дефектами обожженных образцов по сравнению с размерами исходных сырцовых изделий.3. Calcined ceramic products obtained from raw mixtures 3, 6, 9 and 13 have a negative shrinkage, i.e. there is a uniform increase in linear and volumetric dimensions with acceptable surface defects of the calcined samples in comparison with the dimensions of the original raw products.

4. Уменьшать количество гранулированного заполнителя в сырьевых смесях менее 3 мас.%, а также количество природных осадочных высококремнеземистых пород по отношению к массе стеклобоя менее 5 мас.% и снижать температуру обжига менее 890°С 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 физико-механические характеристики изделий отвечают требованиям ТУ 530-95, составы 2, 5, 8 и 12 из-за наличия трещин допустимого размера приняты как граничные.4. To reduce the amount of granular aggregate in raw materials mixtures less than 3 wt.%, As well as the amount of natural sedimentary high-siliceous rocks in relation to the mass of cullet less than 5 wt.% And reduce the firing temperature less than 890 ° C is impractical, because the resulting ceramic products according to complex technical characteristics are not sufficiently high quality due to the presence of shrinkage during drying and firing, and despite the fact that the physical and mechanical characteristics of the products meet the requirements of TU 530-95, compositions 2, 5, 8 and 12 due to the presence of cracks of acceptable size are taken as boundary.

Увеличение количества гранулированного заполнителя в сырьевых смесях более 40 мас.%, а также количества природных осадочных высококремнеземистых пород по отношению к массе стеклобоя свыше 80 мас.% и повышение температуры обжига более 925°С нецелесообразны, т.к. происходит падение прочности получаемых стеновых керамических материалов за счет появления дефектов расширяющейся структуры обжигаемых изделий и нарушения геометрических размеров. По этой причине, несмотря на то, что физико-механические характеристики изделий отвечают требованиям ТУ 530-95, составы 3, 6, 9 и 13 приняты как граничные.An increase in the amount of granular aggregate in raw material mixtures of more than 40 wt.%, As well as the amount of natural sedimentary high-siliceous rocks with respect to cullet mass of more than 80 wt.% And an increase in firing temperature of more than 925 ° C are impractical, because the strength of the resulting wall ceramic materials decreases due to the appearance of defects in the expanding structure of the fired products and violation of geometric dimensions. For this reason, despite the fact that the physico-mechanical characteristics of the products meet the requirements of TU 530-95, compositions 3, 6, 9 and 13 are accepted as boundary ones.

Заявляемая сырьевая шихта для изготовления стеновых керамических изделий имеет следующие преимущества:The inventive raw material mixture for the manufacture of wall ceramic products has the following advantages:

1) при оптимальных соотношениях компонентов в сырьевых шихтах предел прочности при сжатии получаемых изделий увеличивается до 26%;1) with optimal ratios of components in raw materials, the compressive strength of the resulting products increases to 26%;

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 гидрофобизированного заполнителя, состоящего из совместно молотых стеклобоя и порообразователя, дополнительно природных осадочных высококремнеземистых пород и гидроксида натрия, позволяет регулировать температурный интервал их вспенивания. Температура вспенивания гранул подобранного состава, учитывая степень термопластичности глинистого компонента, составляющего матрицу стеновой керамики, позволяет получать изделия с регулируемой усадкой при обжиге. Процесс вспенивания гранул заявляемого состава создает равномерный распирающий эффект, который активно препятствует возникновению и развитию огневой усадки стеновых керамических изделий в процессе термообработки. При повышении температуры от 890 до 925°С природные осадочные высококремнеземистые породы, гидроксид натрия и стеклобой переходят в жидкую фазу и активно взаимодействуют с частицами глины по всей поверхности поры, обеспечивая образование армирующих кристаллических структур в зонах контакта «пора-керамика», т.к. вводимые природные осадочные высококремнеземистые породы и гидроксид натрия в присутствии расплавленной стеклофазы, образующейся из порошка стеклобоя, при температуре обжига керамических изделий формируют объемную прочную кристаллическую структуру даже при пониженных температурах. Рентгенофазовые исследования показывают, что эта структура сформирована в основном из кристаллов волластонита и анортита. 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 890...925°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 упрочненные участки, равномерно распределенные по объему полученных керамических изделий, препятствуют трещинообразованию, этим объясняется их высокая прочность и малое водопоглощение даже при 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 goal is as follows: the introduction of a hydrophobized aggregate, consisting of co-ground cullet and blowing agent, additional natural sedimentary high-siliceous rocks and sodium hydroxide, allows you to adjust the temperature range of their foaming. The foaming temperature of the granules of the selected composition, taking into account the degree of thermoplasticity of the clay component constituting the matrix of wall ceramics, allows to obtain products with adjustable shrinkage during firing. 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. When the temperature rises from 890 to 925 ° С, natural sedimentary high-siliceous rocks, sodium hydroxide and cullet pass into the liquid phase and actively interact with clay particles over the entire pore surface, providing the formation of reinforcing crystalline structures in the “pore-ceramics” contact zones, because . introduced natural sedimentary high-siliceous rocks and sodium hydroxide in the presence of molten glass phase, formed from cullet powder, form a solid strong crystalline structure even at low temperatures at the firing temperature of ceramic products. X-ray phase studies show that this structure is formed mainly from wollastonite and anorthite crystals. 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 890 ... 925 ° C by 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 areas, evenly distributed over the volume of the obtained ceramic products, prevent crack formation, this explains their high strength and low water absorption even when the density of the finished products is reduced 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 природные осадочные высококремнеземистые породы и гидроксид натрия, не позволяет достичь высокого результата, реализованного в заявляемом способе, т.к. армирующие кристаллы формируются в незначительном количестве (доказано рентгенофазовыми исследованиями).The raw material mixture for obtaining wall ceramic products according to the prototype, which does not additionally include natural sedimentary high-siliceous rocks and sodium hydroxide, does not allow to achieve a high result, implemented in the claimed method, because reinforcing crystals are formed in insignificant amounts (proved by X-ray phase studies).

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 экологически чистых природных материалов - диатомита, опоки, трепела 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 environmentally friendly natural materials - diatomite, flask, tripoli and clays with great shrinkage properties during heat treatment, previously not used for the production of wall ceramic products, and this technology is not demanding on purity of raw materials.

Claims (3)

1. Способ изготовления стеновых керамических изделий, включающий смешивание молотой глины в количестве 60-97 мас.% с заполнителем - остальное в виде гидрофобизированных гранул размером 0,1-2,0 мм, состоящих из ядра, включающего стеклобой, молотый с порообразователем - карбонатом кальция и/или магния, и оболочки из гидрофобизатора, при этом количество гидрофобизатора составляет 1-10% от массы заполнителя, увлажнение, формование сырцовых изделий пластическим способом, либо способом полусухого прессования, сушку и обжиг, отличающийся тем, что при помоле стеклобоя и порообразователя дополнительно вводят природные осадочные высококремнеземистые породы в количестве 5,0-80 мас.% от содержания в смеси стеклобоя и указанных осадочных пород и гидроксид щелочного металла в количестве 1,5-4,0% по отношению к массе указанных осадочных пород, при этом количество порообразователя составляет 1-6% от смеси стеклобоя и указанных осадочных пород, обжиг проводят при температуре 890-925°С.1. A 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, consisting of a core including glass, ground with a pore former - carbonate calcium and / or magnesium, and a shell made of water-repellent, the amount of water-repellent is 1-10% by weight of aggregate, moistening, molding raw products by plastic method or by semi-dry pressing, drying and firing, characterized in that when moles of cullet and blowing agent are additionally introduced natural sedimentary high-siliceous rocks in the amount of 5.0-80 wt.% from the content in the mixture of cullet and these sedimentary rocks and alkali metal hydroxide in an amount of 1.5-4.0% relative to the mass of these sedimentary rocks while the amount of blowing agent is 1-6% of the mixture of cullet and the specified sedimentary rocks, firing is carried out at a temperature of 890-925 ° C. 2. Сырьевая шихта для изготовления стеновых керамических изделий способом по п.1, включающая молотую глину 60-97 мас.% и заполнитель - остальное в виде гидрофобизированных гранул размером 0,1-2,0 мм, состоящих из ядра, включающего стеклобой, молотый с порообразователем - карбонатом кальция и/или магния, и оболочки из гидрофобизатора, при этом количество гидрофобизатора составляет 1-10% от массы заполнителя, отличающаяся тем, что ядра вышеуказанного заполнителя дополнительно содержат природные осадочные высококремнеземистые породы в количестве 5,0-80 мас.% от смеси стеклобоя и указанных осадочных пород и гидроксид щелочного металла в количестве 1,5-4,0% по отношению к массе указанных осадочных пород, при этом количество порообразователя составляет 1-6% от смеси стеклобоя и указанных осадочных пород.2. The raw material mixture for the manufacture of wall ceramic products according to claim 1, 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, consisting of a core, including cullet, ground with a pore-forming agent - calcium and / or magnesium carbonate, and a shell made of water-repellent, the amount of water-repellent is 1-10% by weight of aggregate, characterized in that the core of the above aggregate additionally contains natural sedimentary siliceous rocks in an amount of 5.0 -80 wt.% From a mixture of cullet and these sedimentary rocks and alkali metal hydroxide in an amount of 1.5-4.0% relative to the mass of these sedimentary rocks, the amount of blowing agent is 1-6% of a mixture of cullet and these sedimentary rocks . 3. Заполнитель сырьевой шихты по п.2 для изготовления стеновых керамических изделий, в виде гранул размером 0,1-2,0 мм, состоящих из ядра и оболочки из гидрофобизатора, причем ядро включает смесь дробленого боя стекла и порообразователя - карбоната кальция и/или магния, при этом количество гидрофобизатора составляет 1-10% от массы заполнителя, отличающийся тем, что материал ядра содержит природные осадочные высококремнеземистые породы в количестве 5,0-80 мас.% от смеси стеклобоя и указанных осадочных пород и гидроксид щелочного металла в количестве 1,5-4,0% по отношению к массе указанных осадочных пород, при этом количество порообразователя составляет 1-6% от смеси стеклобоя и указанных осадочных пород.3. The filler of the raw material charge according to claim 2 for the manufacture of wall ceramic products, in the form of granules with a size of 0.1-2.0 mm, consisting of a core and a shell of a hydrophobizing agent, the core comprising a mixture of crushed glass breakage and a pore former - calcium carbonate and / or magnesium, while the amount of water repellent is 1-10% by weight of aggregate, characterized in that the core material contains natural sedimentary siliceous rocks in an amount of 5.0-80 wt.% from a mixture of cullet and said sedimentary rocks and alkali metal hydroxide in an amount e 1.5-4.0% by weight of said sediment, the amount of blowing agent is 1-6% of the mixture of said cullet and sedimentary rocks.
RU2007100844/03A 2007-01-09 2007-01-09 Method of manufacture of wall ceramics using sedimentary high-silica rocks, stock for wall ceramics, and aggregate for wall ceramics RU2327666C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007100844/03A RU2327666C1 (en) 2007-01-09 2007-01-09 Method of manufacture of wall ceramics using sedimentary high-silica rocks, stock for wall ceramics, and aggregate for wall ceramics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007100844/03A RU2327666C1 (en) 2007-01-09 2007-01-09 Method of manufacture of wall ceramics using sedimentary high-silica rocks, stock for wall ceramics, and aggregate for wall ceramics

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2327666C1 true RU2327666C1 (en) 2008-06-27

Family

ID=39680031

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007100844/03A RU2327666C1 (en) 2007-01-09 2007-01-09 Method of manufacture of wall ceramics using sedimentary high-silica rocks, stock for wall ceramics, and aggregate for wall ceramics

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2327666C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2515645C1 (en) * 2013-03-13 2014-05-20 Юлия Алексеевна Щепочкина Ceramic mass
CN109251003A (en) * 2018-11-23 2019-01-22 黄河勘测规划设计有限公司 Non-burning brick method is prepared using shale Extra-fine sand
RU2725997C1 (en) * 2019-08-12 2020-07-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) Composition of composite material for production of porous granules of wide range of application
CN114436612A (en) * 2022-01-26 2022-05-06 东方雨虹砂粉科技集团有限公司 Gypsum-based self-leveling mortar composition

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2515645C1 (en) * 2013-03-13 2014-05-20 Юлия Алексеевна Щепочкина Ceramic mass
CN109251003A (en) * 2018-11-23 2019-01-22 黄河勘测规划设计有限公司 Non-burning brick method is prepared using shale Extra-fine sand
CN109251003B (en) * 2018-11-23 2021-06-29 黄河勘测规划设计研究院有限公司 Method for preparing baking-free brick by using argillaceous powder fine sand
RU2725997C1 (en) * 2019-08-12 2020-07-08 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) Composition of composite material for production of porous granules of wide range of application
CN114436612A (en) * 2022-01-26 2022-05-06 东方雨虹砂粉科技集团有限公司 Gypsum-based self-leveling mortar composition

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2333176C1 (en) Method for obtaining construction material
US4824811A (en) Lightweight ceramic material for building purposes, process for the production thereof and the use thereof
US20070221100A1 (en) Process for the preparation of self-glazed geopolymer tile from fly ash and blast furnace slag
RU2397967C1 (en) Method of making semi-finished product for producing construction materials
RU2327666C1 (en) Method of manufacture of wall ceramics using sedimentary high-silica rocks, stock for wall ceramics, and aggregate for wall ceramics
RU2358937C1 (en) Granulated filler based on perlite for concrete mix, composition of concrete mix for production of construction items, method for production of concrete construction items and concrete construction item
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
US5830394A (en) Process for making building products, production line, process for firing, apparatus for firing, batch, building product
Ivanov Optimization of the structure and properties of foam-glass ceramics
RU2425817C1 (en) Method to make porous wall ceramics
RU2277520C1 (en) Method for making wall ceramic articles (variants)
RU2308440C1 (en) Raw material mix for production of cellular concrete of non-autoclave hardening for building articles and building article made from this mix
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
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
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
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
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
RU2231505C1 (en) Ceramic mass for making wall and facing articles
RU2303018C1 (en) Method of manufacture of wall ceramic items
RU2140888C1 (en) Ceramic material for manufacture of wall articles, mainly, clay brick
RU2303015C1 (en) Raw material mixture for production of light silicate wall materials for building items and building item made from this material
KR102138476B1 (en) A light weight block composition, manufacturing method the same and the light weight block

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170110