RU2389708C1 - Ceramic mixture for making wall materials - Google Patents

Ceramic mixture for making wall materials Download PDF

Info

Publication number
RU2389708C1
RU2389708C1 RU2009103023/03A RU2009103023A RU2389708C1 RU 2389708 C1 RU2389708 C1 RU 2389708C1 RU 2009103023/03 A RU2009103023/03 A RU 2009103023/03A RU 2009103023 A RU2009103023 A RU 2009103023A RU 2389708 C1 RU2389708 C1 RU 2389708C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
clay
zeolite
wall materials
ceramic
making wall
Prior art date
Application number
RU2009103023/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Комбуй-оолович Кара-сал (RU)
Борис Комбуй-оолович Кара-Сал
Светлана Сергеевна Седип (RU)
Светлана Сергеевна Седип
Дмитрий Хураган-оолович Сат (RU)
Дмитрий Хураган-оолович Сат
Урана Думетовна Чульдум (RU)
Урана Думетовна Чульдум
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тывинский государственный университет (ТывГУ)
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тывинский государственный университет (ТывГУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тывинский государственный университет (ТывГУ)
Priority to RU2009103023/03A priority Critical patent/RU2389708C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2389708C1 publication Critical patent/RU2389708C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/60Production of ceramic materials or ceramic elements, e.g. substitution of clay or shale by alternative raw materials, e.g. ashes

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry. ^ SUBSTANCE: ceramic mixture relates to compositions of ceramic mixtures for making wall materials, mainly bricks, and can be used in the industry of construction materials. The ceramic mixture for making wall materials contains clay and screenings of zeolite-containing rocks with particle size smaller than 0.31 mm, characterised by bulk weight of 960 kg/m3, density of 2720 kg/m, fire resistance 1180C, mineral composition of clinoptilolite, orthoclase, quartz, clay minerals and iron compounds of the following composition in wt %: SiO2 - 61.16; Al2O3 - 11.64; Fe2O3 - 4.82; CaO - 5.45; MgO - 1.92; R2O - 4.88; percentage of other impurities - 9.86, with the following ratio of components of the mixture in wt %: clay - 65-90; screenings of zeolite-containing rocks of particle size smaller than 0.31 mm - 10-35. ^ EFFECT: increased strength and reduced water absorption of products. ^ 1 ex, 3 tbl

Description

Изобретение относится к составам керамических масс для изготовления стеновых материалов, преимущественно кирпича, и может быть использовано в промышленности строительных материалов.The invention relates to compositions of ceramic masses for the manufacture of wall materials, mainly bricks, and can be used in the building materials industry.

Известна керамическая масса для изготовления стеновых материалов, включающая глину (в мас.%) - 93,5-97,5 и кварцевый песок, термообработанный при 500-900°С - 2,5-6,5 (а.с. №814962). Недостатком данной массы является то, что изделия на ее основе имеют высокое водопоглощение (21-22%) и обладают незначительной прочностью - 19-25 МПа. Кроме того, термическая обработка кварцевого песка требует дополнительных энергетических затрат и обуславливает увеличение себестоимости изделий.Known ceramic mass for the manufacture of wall materials, including clay (in wt.%) - 93.5-97.5 and quartz sand, heat-treated at 500-900 ° C - 2.5-6.5 (and.with. No. 814962 ) The disadvantage of this mass is that products based on it have high water absorption (21-22%) and have low strength - 19-25 MPa. In addition, the heat treatment of quartz sand requires additional energy costs and leads to an increase in the cost of products.

Другая керамическая масса (а.с. №1054324), содержащая 70-80% глины и 20-30% отходов дробления кристаллических сланцев фракции менее 0,63 мм не позволяет получить керамические материалы высокой прочности (Rсж - 25-27 МПа).Another ceramic mass (a.s. No. 1054324), containing 70-80% clay and 20-30% of the crushing waste of crystalline shale fractions of less than 0.63 mm, does not allow to obtain ceramic materials of high strength (R cr - 25-27 MPa).

Наиболее близким аналогом к предлагаемой является масса для изготовления керамических стеновых материалов, включающая глину (в мас.%) - 72-90; отсев ортофира фракций менее 2,0 мм - 10-28 (а.с. 881066). Недостатком данной массы является то, что изделия на ее основе после обжига имеют незначительную прочность при сжатии (24-26 МПа) и высокое водопоглощение 18-19%.The closest analogue to the proposed one is the mass for the manufacture of ceramic wall materials, including clay (in wt.%) - 72-90; screening of orthofira fractions less than 2.0 mm - 10-28 (A.S. 881066). The disadvantage of this mass is that products based on it after firing have low compressive strength (24-26 MPa) and high water absorption of 18-19%.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение прочности и уменьшение водопоглощения керамических стеновых материалов.The problem to which the invention is directed, is to increase strength and reduce water absorption of ceramic wall materials.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что керамическая масса для изготовления стеновых материалов, включающая глину и наполнитель, отличается тем, что в качестве наполнителя она содержит отсев цеолитсодержащей породы фракции менее 0,31 мм при следующем соотношении компонентов массы, мас.%: глина - 65-90, отсев цеолитсодержащей породы - 10-35.The essence of the invention lies in the fact that the ceramic mass for the manufacture of wall materials, including clay and a filler, characterized in that as a filler it contains a screening of zeolite-containing rock fractions of less than 0.31 mm in the following ratio of mass components, wt.%: Clay - 65-90, screening of zeolite-containing rocks - 10-35.

Отсев цеолитсодержащей породы представляет собой тонкоизмельченный порошок красно-коричневого цвета, полученный в результате дробления и измельчения горной породы при получении мелкофракционной дорожной засыпки. Объемная масса - 960 кг/м3, плотность - 2720 кг/м3. Огнеупорность - 1180°С. В минералогический состав входят клиноптилолит, ортоклаз, альбит, кварцит, гетит и монтмориллонит. Химический состав отсева цеолитсодержащей породы приведен в таблице 1.The screening of the zeolite-containing rock is a finely ground powder of red-brown color obtained by crushing and grinding the rock upon receipt of fine-grained road filling. Bulk weight - 960 kg / m 3 , density - 2720 kg / m 3 . Refractoriness - 1180 ° С. The mineralogical composition includes clinoptilolite, orthoclase, albite, quartzite, goethite and montmorillonite. The chemical composition of screening of zeolite-containing rocks is shown in table 1.

Таблица 1Table 1 SiO2 SiO 2 Аl2O3 Al 2 O 3 Fe2O3 Fe 2 O 3 СаОCaO MgOMgO R2OR 2 O п.п.п.p.p.p. 61,1661.16 11,6411.64 4,824.82 5,455.45 1,921.92 4,884.88 9,869.86

В качестве глинистой породы принята шеминская гидрослюдистая глина с химическим составом, включающим, мас.%: SiO2 61,22, Аl2О3 16,24, Fe2O3 7,68, TiO2 0,97, СаО 0,60, MgO 2,58, К2O 2,16, Na2O 1,55, п.п.п.6,65. Температура огнеупорности глины 1200°С. Глина является основным компонентом, обеспечивающим пластичность и спекание керамической массы.Shemi hydromica clay with a chemical composition including wt.%: SiO 2 61.22, Al 2 O 3 16.24, Fe 2 O 3 7.68, TiO 2 0.97, CaO 0.60 was adopted as a clay rock. MgO 2.58; K 2 O 2.16; Na 2 O 1.55; pp 6.65. Clay refractory temperature 1200 ° С. Clay is the main component providing plasticity and sintering of the ceramic mass.

Из научной и технической литературы, а также из известного перечня информации заявителем не обнаружены технические решения с применением отсева пород с малым содержанием цеолита (в пределах 10-12%) при значительном присутствии полевых шпатов (55-60%) или с аналогичными наполнителями подобного химического состава.From the scientific and technical literature, as well as from the well-known list of information, the applicant has not found technical solutions using screening of rocks with a low zeolite content (within 10-12%) with a significant presence of feldspars (55-60%) or with similar fillers of a similar chemical composition.

Химическое взаимодействие основных элементов (клиноптилолита и ортоклаза) отсева цеолитсодержащей породы при указанной совокупности оксидов с продуктами разложения глинных минералов обуславливает более раннее протекание реакции в твердой фазе с образованием соединений типа шпинелей и формированием большого количества жидкой фазы за счет взаимодействия оксидов щелочных и щелочно-земельных элементов с оксидами железа, кремнезема и глинозема. Поскольку жидкая фаза практически является цементирующим веществом, то образование ее в большем количестве, чем в известных составах при пониженных температурах обжига, обуславливает получение искусственного камня более плотной структуры, что снижает водопоглощение и повышает прочность изделий.The chemical interaction of the main elements (clinoptilolite and orthoclase) of screening the zeolite-containing rock with the specified combination of oxides with the decomposition products of clay minerals leads to an earlier reaction in the solid phase with the formation of compounds such as spinels and the formation of a large amount of liquid phase due to the interaction of oxides of alkaline and alkaline-earth elements with oxides of iron, silica and alumina. Since the liquid phase is practically a cementitious substance, its formation in a larger quantity than in known compositions at low firing temperatures causes the production of artificial stone with a denser structure, which reduces water absorption and increases the strength of products.

Таким образом, совокупность предлагаемых признаков, по мнению заявителя, отвечает критерию «существенных отличий», приобретает новые свойства, заключающиеся в получении искусственного камня более плотной структуры, обуславливающей прочность и низкое водопоглощение материала.Thus, the totality of the proposed features, according to the applicant, meets the criterion of "significant differences", acquires new properties, which consist in obtaining an artificial stone of a denser structure, which determines the strength and low water absorption of the material.

Пример конкретного выполненияConcrete example

Керамические массы готовились согласно известной методике (Книгина Г.И., Вершинина З.Н., Тацки Л.Н. Лабораторные работы по технологии строительной керамики и искусственных пористых заполнителей. - М.: Высшая школа, 1977. - 208 с). Высушенные сырьевые материалы подвергались помолу до зерен 0,63 мм. Смесь в необходимых соотношениях тщательно смешивались всухую. С добавлением воды приготовили массы с требуемой формовочной влажностью. Образцы-цилиндрики размерами h=d=40 мм отформовались пластическим способом. Высушенные при 100-105°С образцы обжигались при температуре 1050°С с изотермической выдержкой 2 часа. Определение водопоглощения и предела прочности при сжатии образцов проводились согласно ГОСТ 13449-82 и 473.6-81. Шихтовой состав масс приведен в табл.2.Ceramic masses were prepared according to a well-known technique (Knigina G.I., Vershinina Z.N., Tatski L.N. Laboratory work on the technology of building ceramics and artificial porous aggregates. - M .: Higher school, 1977. - 208 s). The dried raw materials were milled to grains of 0.63 mm. The mixture in the required proportions was thoroughly mixed dry. With the addition of water, masses were prepared with the desired molding moisture. Samples-cylinders with dimensions h = d = 40 mm were molded in a plastic way. The samples dried at 100–105 ° С were fired at a temperature of 1050 ° С with an isothermal exposure for 2 hours. The determination of water absorption and compressive strength was carried out according to GOST 13449-82 and 473.6-81. The charge composition of the masses is given in table.2.

Таблица 2table 2 КомпонентыComponents СоставыCompositions II IIII IIIIII IVIV VV VIVI ГлинаClay 9595 9090 8080 7070 6565 6060 Отсев цеолитсодержащей породы фракции менее 0,31Screening of zeolite-containing rock fractions less than 0.31 55 1010 20twenty 30thirty 3535 4040

Результаты испытаний приведены в табл.3.The test results are shown in table.3.

Таблица 3Table 3 Номера составовComposition numbers Предел прочности при сжатии, МПаThe limit of compressive strength, MPa Водопоглощение, %Water absorption,% II 27,127.1 17,617.6 IIII 29,829.8 16,416,4 IIIIII 34,934.9 13,513.5 IVIV 40,240,2 10,710.7 VV 43,443,4 8,88.8 VIVI 46,746.7 7,67.6 прототипprototype 24-2624-26 18-1918-19

Результаты испытаний показали эффективность введения отсева цеолитсодержащей породы фракции менее 0,31 мм в количестве 10-35% по сравнению с прототипом и отходами дробления кварцитов. При добавке 5% предлагаемого отсева существенного роста прочности не наблюдается. При увеличении содержания вводимой добавки более 35% водопоглощение образцов снижается ниже требований ГОСТа (не менее 8%). По сравнению с прототипом прочность полученных образцов из предлагаемой массы больше на 40-60% и снижается водопоглощение. В результате спекания указанной керамической массы кристаллизуются новообразования, такие как железистые шпинели, анортит и муллитоподобная фаза.The test results showed the effectiveness of introducing screenings of zeolite-containing rock fractions of less than 0.31 mm in an amount of 10-35% compared with the prototype and the quartzite crushing waste. With the addition of 5% of the proposed screening, a significant increase in strength is not observed. With an increase in the content of the added additive by more than 35%, the water absorption of the samples decreases below the requirements of GOST (at least 8%). Compared with the prototype, the strength of the obtained samples from the proposed mass is more by 40-60% and water absorption is reduced. As a result of sintering of said ceramic mass, neoplasms crystallize, such as glandular spinels, anorthite, and the mullite-like phase.

Применение предлагаемой керамической массы позволяет следующее.The application of the proposed ceramic mass allows the following.

1. Получить стеновые керамические изделия с повышенной прочностью и малым водопоглощением.1. Get wall ceramic products with high strength and low water absorption.

2. Снизить энергетические затраты на подготовку сырья за счет использования готовой тонкоизмельченной добавки.2. To reduce energy costs for the preparation of raw materials through the use of finished finely ground additives.

3. Утилизировать отходы камнедробления.3. Dispose of stone waste.

4. Благодаря утилизации отходов предотвращается загрязнение окружающей среды.4. Thanks to the disposal of waste, environmental pollution is prevented.

Claims (1)

Керамическая масса для изготовления стеновых материалов, включающая глину и наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя она содержит отсев цеолитсодержащей породы фракции менее 0,31 мм, характеризующийся объемной массой 960 кг/м3, плотностью 2720 кг/м3, огнеупорностью 1180°С, минералогическим составом, включающим клиноптилолит, ортоклаз, кварц, глинистые минералы и железистые соединения, химическим составом, включающим мас.%: SiO2 - 61,16; Аl2O3 - 11,64; Fе2О3 - 4,82; CaO - 5,45; MgO - 1,92; R2O - 4,88; п.п.п. 9,86 при следующем соотношении компонентов массы, мас.%:
глина 65-90 отсев цеолитсодержащей породы фракции менее 0,31 мм 10-35
Ceramic mass for the manufacture of wall materials, including clay and filler, characterized in that as a filler it contains a screening of zeolite-containing rock fractions of less than 0.31 mm, characterized by a bulk density of 960 kg / m 3 , density 2720 kg / m 3 , fire resistance 1180 ° C, mineralogical composition, including clinoptilolite, orthoclase, quartz, clay minerals and ferrous compounds, chemical composition, including wt.%: SiO 2 - 61.16; Al 2 O 3 - 11.64; Fe 2 O 3 - 4.82; CaO - 5.45; MgO - 1.92; R 2 O - 4.88; p.p.p. 9.86 in the following ratio of mass components, wt.%:
clay 65-90 screening of zeolite-containing rocks fractions less than 0.31 mm 10-35
RU2009103023/03A 2009-01-30 2009-01-30 Ceramic mixture for making wall materials RU2389708C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009103023/03A RU2389708C1 (en) 2009-01-30 2009-01-30 Ceramic mixture for making wall materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009103023/03A RU2389708C1 (en) 2009-01-30 2009-01-30 Ceramic mixture for making wall materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2389708C1 true RU2389708C1 (en) 2010-05-20

Family

ID=42676078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009103023/03A RU2389708C1 (en) 2009-01-30 2009-01-30 Ceramic mixture for making wall materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2389708C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013081564A3 (en) * 2011-11-04 2013-12-05 Kirveli Aziz Natural, hydrophobic (air loving), active, modified zeolite based products and production methods thereof
RU2540705C1 (en) * 2013-11-07 2015-02-10 ФГУП Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых Ceramic mass to produce wall items, preferably, ceramic bricks

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013081564A3 (en) * 2011-11-04 2013-12-05 Kirveli Aziz Natural, hydrophobic (air loving), active, modified zeolite based products and production methods thereof
RU2540705C1 (en) * 2013-11-07 2015-02-10 ФГУП Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых Ceramic mass to produce wall items, preferably, ceramic bricks

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ngayakamo et al. Development of eco-friendly fired clay bricks incorporated with granite and eggshell wastes
Reig et al. Properties and microstructure of alkali-activated red clay brick waste
US8709150B2 (en) Composition for building material and a process for the preparation thereof
Mustafi et al. Effect of waste glass powder on physico-mechanical properties of ceramic tiles
Chemani et al. Valorization of wood sawdust in making porous clay brick
CN113454043A (en) Novel preparation of low-carbon building binder, preparation method and building material
Reig et al. Use of ceramic sanitaryware as an alternative for the development of new sustainable binders
Chandra et al. Effect of addition of talc on the sintering characteristics of fly ash based ceramic tiles
Khater et al. Engineering of low cost geopolymer building bricks applied for various construction purposes
RU2389708C1 (en) Ceramic mixture for making wall materials
Ogundiran et al. The potential of binary blended geopolymer binder containing Ijero-Ekiti calcined kaolin clay and ground waste window glass
Tonnayopas Green building bricks made with clays and sugar cane bagasse ash
Darweesh et al. Densification and thermomechanical properties of conventional ceramic composites containing two different industrial byproducts
KR100863139B1 (en) The manufacturing method of construction materials using waterworks sludge
KR101165623B1 (en) Clay bricks using construction wastes and manufacturing method of it
Deraman et al. A review on processing and properties of bottom ash based geopolymer materials
RU2327666C1 (en) Method of manufacture of wall ceramics using sedimentary high-silica rocks, stock for wall ceramics, and aggregate for wall ceramics
KR20010096638A (en) Compounds for building using volcanic rock
Akdim et al. Physicochemical characterization of mixtures of the Miocene marl of Fez vicinity, cellulose and pozzolan
RU2250205C2 (en) Ceramic mixture for manufacturing wall materials
RU2430900C1 (en) Ceramic mass for floor tiles fabrication
RU2550754C1 (en) Dry construction mixture
RU2799712C1 (en) Ceramic mass for manufacturing wall materials
JP7041918B2 (en) Geopolymer cured product with high bending performance and its manufacturing method
RU2549641C1 (en) Ceramic mass to make clinker bricks

Legal Events

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

Effective date: 20110131