RU2655868C2 - Шихта для изготовления керамических изделий - Google Patents
Шихта для изготовления керамических изделий Download PDFInfo
- 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
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B33/00—Clay-wares
- C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
- C04B33/13—Compounding ingredients
- C04B33/132—Waste materials; Refuse; Residues
- C04B33/138—Waste materials; Refuse; Residues from metallurgical processes, e.g. slag, furnace dust, galvanic waste
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B33/00—Clay-wares
- C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
- C04B33/13—Compounding ingredients
- C04B33/16—Lean materials, e.g. grog, quartz
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/60—Production 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)
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (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.
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%;
- εуп+εэл+εпл,=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.
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 (εуп=εпл,=33,3%+-30%; εуп+εэл+εпл,=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)
- 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.%:
-
суглинок 55-83 отощающая добавка 17-45
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) |
Citations (7)
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 |
-
2016
- 2016-10-10 RU RU2016139828A patent/RU2655868C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
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)
Title |
---|
ХРАМЕНКОВ С.В. и др. Перспективные направления в утилизации осадка станций водоподготовки. Отраслевой научно-технический журнал, Москва, 2010, ном. 11, с.21-23. * |
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 | |
CN103459347B (zh) | 基于煅烧黏土的熟料取代物 | |
US8236098B2 (en) | Settable building material composition including landfill leachate | |
CN104446081B (zh) | 一种混凝土用膨胀剂及其制备方法 | |
NO20074171L (no) | Syntetiske aggregater omfattende kloakkslam og andre avfallsmaterialer, samt fremgangsmater for a produsere samme | |
Garg et al. | Environment hazard mitigation of waste gypsum and chalk: Use in construction materials | |
EP3241812A1 (en) | Mortar or concrete produced with a hydraulic binder | |
Saleem et al. | Clay bricks prepared with sugarcane bagasse and rice husk ash–A sustainable solution | |
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 | |
CN103864320A (zh) | 低热矿渣硅酸盐水泥及其生产方法 | |
Cheah et al. | The fluid transport properties of HCWA–DSF hybrid supplementary binder mortar | |
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 | |
RU2602622C1 (ru) | Керамическая композиция для изготовления кирпича | |
EA028636B1 (ru) | Сульфоалюминатный клинкер с низким содержанием белита | |
Namkane et al. | Utilization of leonardite and coal bottom ash for production of ceramic floor tiles | |
RU2646261C1 (ru) | Керамическая масса для изготовления клинкерного кирпича. | |
Gurieva et al. | Ceramic bricks of semi-dry pressing with the use of fusible loams and non-traditional mineral raw materials | |
Sokolář et al. | Influence of class C fly ash on the properties of plastic clay and a fired brick body | |
RU2232141C1 (ru) | Способ получения легкого заполнителя | |
RU2581588C1 (ru) | Шихта для изготовления керамических изделий | |
Alnawfleh et al. | Cement Manufacturing Relationship between Mining and Cement Manufactaring | |
Supakata et al. | Characteristics and environmental assessment of facing bricks produced from dredged sediments and waste glasses | |
RU2550168C1 (ru) | Керамическая композиция для изготовления легковесного кирпича | |
RU2736598C1 (ru) | Шихта для изготовления строительного кирпича |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201011 |