RU2655868C2 - Шихта для изготовления керамических изделий - Google Patents

Шихта для изготовления керамических изделий Download PDF

Info

Publication number
RU2655868C2
RU2655868C2 RU2016139828A RU2016139828A RU2655868C2 RU 2655868 C2 RU2655868 C2 RU 2655868C2 RU 2016139828 A RU2016139828 A RU 2016139828A RU 2016139828 A RU2016139828 A RU 2016139828A RU 2655868 C2 RU2655868 C2 RU 2655868C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
charge
loam
making ceramic
articles
Prior art date
Application number
RU2016139828A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2016139828A (ru
Inventor
Сергей Александрович Шахов
Никита Юрьевич Николаев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС)
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный университет путей сообщения" (СГУПС)
Priority to RU2016139828A priority Critical patent/RU2655868C2/ru
Publication of RU2016139828A publication Critical patent/RU2016139828A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2655868C2 publication Critical patent/RU2655868C2/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00Clay-wares
    • C04B33/02Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13Compounding ingredients
    • C04B33/132Waste materials; Refuse; Residues
    • C04B33/138Waste materials; Refuse; Residues from metallurgical processes, e.g. slag, furnace dust, galvanic waste
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00Clay-wares
    • C04B33/02Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13Compounding ingredients
    • C04B33/16Lean materials, e.g. grog, quartz
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано при изготовлении керамических кирпичей, черепицы и других изделий. Шихта для изготовления керамических изделий, содержащая суглинок и смесь отощающих добавок, где смесь отощающих добавок содержит Кузнецкий доменный шлак и осадок станции водоподготовки Горводоканала г. Новосибирска при их соотношении 1:1-2, при следующем соотношении компонентов шихты, мас.%: суглинок 55-83, отощающая добавка 17-45. Технический результат - повышение трещиностойкости, снижение количества дефектных изделий за счет улучшения формовочных свойств шихты. 1 пр., 2 табл.

Description

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано при изготовлении керамических кирпичей, черепицы и других керамических изделий.
Известна шихта для изготовления керамического кирпича, содержащая глину, гранулированный доменный шлак и порообразующий компонент, в качестве которого использован тонкомолотый бой ячеистого бетона с остатком на сите 008 не более 1% при следующем соотношении компонентов, мас.%: тонкомолотый бой ячеистого бетона с остатком на сите не более 1% 15-20, гранулированный доменный шлак 20-25, глина - остальное (см. патент РФ №2412131, МПК B09B 3/00, C04B 33/00).
Недостатком указанной смеси являются ограниченные объемы тонкомолотого боя ячеистого бетона, необходимость организации его сбора, транспортировки и доизмельчения (остаток на сите 008 не более 1%).
Наиболее близким к изобретению является шихта для производства кирпича, включающая глину и смесь отощающих добавок, в качестве которых использован гранулированный шлак и отработанное минеральное масло при их соотношении 1:10, полученную смесь добавляют к глине в количестве 20 мас.% (см. патент РФ №2283194, C09B 3/00, C04B 33/02, C04B 33/132).
Недостатком указанного состава шихты является отрицательное (за счет изоляции и снижения слипаемости слоев глины) влияние отработанного минерального масла на структурно-механические характеристики формовочной массы, что проявляется в значительном развитии пластических деформаций и в небольших значениях быстрой и медленной эластичной деформаций и периода истинной релаксации. Массы такого типа весьма пластичны, легко деформируются и проявляют склонность к пластическому разрушению и трещинообразованию, что приводит к невозможности получения бездефектных заготовок посредством наиболее распространенной на российских кирпичных заводах технологии пластического формования (см. Физико-химическая механика дисперсных минералов, под редакцией Н.Н. Круглицкого, Изд-во «Наукова думка», 1974 г. с. 34).
Изобретение направлено на устранение вышеуказанного недостатка.
Техническая задача изобретения: повышение трещиностойкости керамического кирпича, уменьшение количества дефектных изделий при получении кирпича методом пластического формования за счет улучшения формовочных свойств шихты.
Техническая задача решается за счет корректировки состава керамического сырья: в составе шихты для изготовления керамического кирпича, содержащей суглинок, в качестве отощающей добавки используют смесь из кузнецкого гранулированного доменного шлака и осадка станции водоподготовки Горводоканала г. Новосибирска при их соотношении 1:1-2, при следующем соотношении компонентов шихты, маc.%
Суглинок 55-83
Отощающая добавка 17-45
В отличие от прототипа совместное использование взятых в определенном соотношении осадка станции водоподготовки и гранулированного доменного шлака позволяет получить формовочные массы с соотношением различных видов деформаций, что способствует снижению количества дефектных изделий.
Пример реализации.
Для экспериментальной проверки приготавливались технологические смеси, в которых в качестве компонентов использовали:
1) суглинок Каменского месторождения Новосибирской области: порода среднедисперсная, среднепластичная, по химическому составу сырье кислое с высоким содержанием красящих окислов, по гранулометрическому составу и числу пластичности суглинок соответствуют требованиям на кирпичное сырье;
2) осадок природных вод со станции водоподготовки №5 МУП Горводоканал г. Новосибирска. Такой осадок представляет собой смесь минеральных и органических веществ, формирующуюся в виде коллоидного раствора (влажность 95-97%) в процессе отстаивания. Основными компонентами такого осадка являются продукты гидролиза химических реагентов в сочетании с выпавшей в осадок взвесью минеральных (глиняные частицы, мелкий песок, карбонатные породы, нерастворимые и малорастворимые соли металлов) и органических (ил, фито- и зоопланктон, различные микроорганизмы и бактерии, продукты жизнедеятельности водных организмов и растений, коллоиды гуминовых кислот и фульвокислот) частиц различных размеров [см. кн.: В.М. Любарский. Осадки природных вод и методы их обработки, М.: Стройиздат 1980 г., 128 с.];
3) гранулированный шлак Кузнецкого металлургического комбината (КМК). Содержание стеклофазы в них составляет 65-97%. Закристаллизованная часть шлака (не более 5-10%) в основном представлена псевдоволластонитом α-CaO⋅SiO2 (d/n, А - 4.162; 2.921) и микролитами мелилита Ca2(Al,Mg)[(Si,Al)2O7] с (d/n, А - 3.105, 2.876, 2.738,2.522). Для использования в качестве добавки из шлака были подготовлены порошки с S=3500 см2/г и с S=4500 см2/г.
Составы минеральной части компонентов шихты приведены в табл.1.
Figure 00000001
Figure 00000002
Керамику из предлагаемой сырьевой смеси получали следующим образом. Расчет состава шихты проводили по сухому веществу. Осадок в виде суспензии (влажность 85%) смешивали со шлаком и соединяли с размолотой глиной (влажность 15%), затем добавляли 5-10% массы воды и перемешивали до однородности.
Влияние добавок на структурно-механические характеристики формовочной массы оценивалось с использованием методов физико-химической механики. Значения упругой, эластичной и пластической деформации определялись на установке, работающей по принципу параллельно смещающейся пластинки (прибор Д.М. Толстого). Результаты измерений на этой установке дают возможность получить семейство реологических кривых в системе деформация (ε) - время сдвига (τ). На основании этих кривых графическим методом определялись константы упругопластичных свойств керамических масс с практически не разрушенной структурой. Исходя из анализа структурно-механических характеристик формовочных масс в качестве критерия оптимальной пригодности формовочных масс к пластическому формованию было принято соотношение различных видов деформаций (быстрых εуп и медленных эластических εэл и пластических деформаций εпл) исходя из условий:
- εуп=33,3%+-30%;
- εпл,=33,3%+-30%;
- εупэлпл,=100%.
Из полученной массы, после подсушки ее до влажности 18-23%, методом пластического формования изготавливали образцы (кирпичи), которые затем сушили при температуре 110°C в течение 6 часов, обжигали в воздушной среде при температуре 1000°C с выдержкой при Tmax в течение 1 часа.
Образцы на каждой технологической стадии контролировали на наличие дефектов. Результаты испытаний представлены в таблице 2.
Figure 00000003
Figure 00000004
Из результатов, представленных в табл.2, видно, что при совместном использовании в качестве добавки осадка станции водоподготовки и гранулированного доменного шлака обеспечивается выполнение выбранного в качестве критерия оптимальности формовочных свойств шихты соотношения между видами деформаций (εуппл,=33,3%+-30%; εупэлпл,=100%;) и достигается технический результат изобретения: улучшение формовочных свойств шихты и, как следствие, исключаение появления дефектов в виде трещин.
Такие изменения в деформационном поведении формовочных масс связаны с образованием (благодаря внесению в увлажненную пастообразную керамическую массу высокодисперсных добавок) более прочной коагуляционной структуры. Механизм воздействия добавки из гранулированного доменного шлака и осадка водоочистки на реологию формовочных масс из низкосортного глинистого сырья обусловлен образованием более прочной коагуляционной структуры, в которой коллоидные частицы осадка обволакивают частицы отощающего компонента - шлака, обеспечивая связь между частицами посредством молекулярных (ван-дер-ваальсовых) и ионных сил. При этом взаимодействие частиц ограничено либо их непосредственным соприкосновением, либо протекает через слой дисперсионной среды.
Анализ микроструктуры и распределения основных силикатообразующих химических элементов в керамических массах показывает, что введение добавок в виде доменного гранулированного шлака и осадка приводит к общему изменению микроструктуры керамического черепка: тонкодисперсные частицы равномерно обволакивают более крупные частицы и характеризуются более плотным взаиморасположением разнородных частиц. При этом вся структура керамического черепка покрыта микропорами, особенно в местах соединения тонкодисперсных добавок с глинистыми частицами. Таким образом, присутствие в составе шихты добавок осадка водоочистки способствует увеличению степени пористости исследуемой пробы. Увеличение пористости реализуется за счет выгорания органической составляющей осадка, смешанного с суглинком.
Наряду с увеличением пористости применение в составе шихты добавки из осадка в композиции с гранулированным доменным шлаком также позволяет:
- увеличить количество используемого в составе шихты осадка станций водоподготовки до 30%, что способствует экономии энергетических ресурсов при обжиге за счет тепла, выделяемого при выгорании органической составляющей осадка станций водоподготовки;
- повысить степень утилизации осадка станций водоподготовки и тем самым уменьшить экологическую нагрузку, вызванную сбросом такого осадка в открытые водоемы.

Claims (2)

  1. Шихта для изготовления керамических изделий, содержащая суглинок и смесь отощающих добавок, отличающаяся тем, что смесь отощающих добавок содержит Кузнецкий доменный шлак и осадок станции водоподготовки Горводоканала г. Новосибирска при их соотношении 1:1-2, при следующем соотношении компонентов шихты, мас.%:
  2. суглинок 55-83 отощающая добавка 17-45
RU2016139828A 2016-10-10 2016-10-10 Шихта для изготовления керамических изделий RU2655868C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016139828A RU2655868C2 (ru) 2016-10-10 2016-10-10 Шихта для изготовления керамических изделий

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016139828A RU2655868C2 (ru) 2016-10-10 2016-10-10 Шихта для изготовления керамических изделий

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016139828A RU2016139828A (ru) 2018-04-10
RU2655868C2 true RU2655868C2 (ru) 2018-05-29

Family

ID=61866720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016139828A RU2655868C2 (ru) 2016-10-10 2016-10-10 Шихта для изготовления керамических изделий

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2655868C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2853224C1 (ru) * 2024-12-11 2025-12-22 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" Шихта для изготовления керамических изделий

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1318572A1 (ru) * 1986-02-05 1987-06-23 Государственный Научно-Исследовательский Институт Строительных Материалов И Изделий Керамическа масса дл изготовлени фасадных плиток и плиток дл полов
RU2052417C1 (ru) * 1994-08-19 1996-01-20 Воронин Николай Николаевич Кирпич, керамический камень, способ их изготовления и шихта для их изготовления
US20020193234A1 (en) * 2000-10-17 2002-12-19 Kazuo Oda Porous, sound-absorbing ceramic moldings and method for production thereof
RU2283194C1 (ru) * 2005-01-11 2006-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации" Способ утилизации отработанного минерального масла
RU2312086C1 (ru) * 2006-04-10 2007-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" Термоизоляционная масса
RU2341492C1 (ru) * 2007-06-08 2008-12-20 Юлия Алексеевна Щепочкина Керамическая масса
RU2412131C1 (ru) * 2009-11-23 2011-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" Шихта для изготовления керамического кирпича

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1318572A1 (ru) * 1986-02-05 1987-06-23 Государственный Научно-Исследовательский Институт Строительных Материалов И Изделий Керамическа масса дл изготовлени фасадных плиток и плиток дл полов
RU2052417C1 (ru) * 1994-08-19 1996-01-20 Воронин Николай Николаевич Кирпич, керамический камень, способ их изготовления и шихта для их изготовления
US20020193234A1 (en) * 2000-10-17 2002-12-19 Kazuo Oda Porous, sound-absorbing ceramic moldings and method for production thereof
RU2283194C1 (ru) * 2005-01-11 2006-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации" Способ утилизации отработанного минерального масла
RU2312086C1 (ru) * 2006-04-10 2007-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" Термоизоляционная масса
RU2341492C1 (ru) * 2007-06-08 2008-12-20 Юлия Алексеевна Щепочкина Керамическая масса
RU2412131C1 (ru) * 2009-11-23 2011-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" Шихта для изготовления керамического кирпича

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ХРАМЕНКОВ С.В. и др. Перспективные направления в утилизации осадка станций водоподготовки. Отраслевой научно-технический журнал, Москва, 2010, ном. 11, с.21-23. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2853224C1 (ru) * 2024-12-11 2025-12-22 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" Шихта для изготовления керамических изделий

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016139828A (ru) 2018-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2640684C2 (ru) Обработка зольного уноса и изготовление изделий, содержащих составы на основе зольного уноса
Cantero et al. Statistically significant effects of mixed recycled aggregate on the physical-mechanical properties of structural concretes
US8236098B2 (en) Settable building material composition including landfill leachate
NO20074171L (no) Syntetiske aggregater omfattende kloakkslam og andre avfallsmaterialer, samt fremgangsmater for a produsere samme
Saleem et al. Clay bricks prepared with sugarcane bagasse and rice husk ash–A sustainable solution
EP3241812A1 (en) Mortar or concrete produced with a hydraulic binder
Garg et al. Environment hazard mitigation of waste gypsum and chalk: Use in construction materials
Amin et al. The use of tannery waste in the preparation of clay roof tiles
Fomina et al. Quality evaluation of carbonaceous industrial by-products and its effect on properties of autoclave aerated concrete
RU2655868C2 (ru) Шихта для изготовления керамических изделий
CN120622883A (zh) 一种基于NaOH活化煤矸石制备高性能水泥胶砂方法
CN1887763A (zh) 一种预处理的黄河淤砂或淤泥、由其获得的凝石胶凝材料及它们的制备方法
RU2602622C1 (ru) Керамическая композиция для изготовления кирпича
Aragaw Concise Introduction to Cement Chemistry and Manufacturing
EA028636B1 (ru) Сульфоалюминатный клинкер с низким содержанием белита
Gurieva et al. Ceramic bricks of semi-dry pressing with the use of fusible loams and non-traditional mineral raw materials
Singh et al. A review on utilization of rice husk ash in concrete
Gurieva et al. Building ceramics based on carbonate-containing raw materials
RU2646261C1 (ru) Керамическая масса для изготовления клинкерного кирпича.
Solonina et al. Producing ceramic wall material using industrial waste
RU2232141C1 (ru) Способ получения легкого заполнителя
Sokolář et al. Influence of class C fly ash on the properties of plastic clay and a fired brick body
Alnawfleh et al. Cement Manufacturing Relationship between Mining and Cement Manufactaring
RU2074132C1 (ru) Вяжущее и способ получения вяжущего
RU2581588C1 (ru) Шихта для изготовления керамических изделий

Legal Events

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

Effective date: 20201011