RU2698368C1 - Керамическая масса для изготовления фасадной облицовочной и теплоизоляционной керамики - Google Patents
Керамическая масса для изготовления фасадной облицовочной и теплоизоляционной керамики Download PDFInfo
- Publication number
- RU2698368C1 RU2698368C1 RU2018119665A RU2018119665A RU2698368C1 RU 2698368 C1 RU2698368 C1 RU 2698368C1 RU 2018119665 A RU2018119665 A RU 2018119665A RU 2018119665 A RU2018119665 A RU 2018119665A RU 2698368 C1 RU2698368 C1 RU 2698368C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mass
- boric acid
- tripoli
- production
- ceramics
- 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
- C04B33/04—Clay; Kaolin
-
- 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
- C04B33/1324—Recycled material, e.g. tile dust, stone waste, spent refractory material
-
- 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)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области производства строительной керамики и может быть использовано при изготовлении фасадной облицовочной и теплоизоляционной керамики: плитки, плит, блоков и кирпича. Технический результат изобретения - повышение прочности на сжатие керамических изделий при одновременном снижении энергоёмкости производства и сокращении производственного цикла. Указанный технический результат достигается за счет применения состава при следующем соотношении компонентов, мас.%: малопластичная глина от 60 до 67; борная кислота от 3 до 5,0; бой листового оконного стекла от 20 до 30; трепел от 5,0 до 10. Образцы керамики получали полусухим прессованием при влажности сырьевой смеси 8 мас.%, давлении прессования 15 МПа и температуре обжига 1050°С. Введение в состав массы заявленного количества стеклобоя и борной кислоты достаточно для снижения температуры жидкофазного спекания состава, содержащего трепел, и самоглазурования изделий, что исключает необходимость нанесения глазури. 1 табл., 5 пр.
Description
Изобретение относится к области производства строительной керамики и может быть использовано при изготовлении фасадной облицовочной и теплоизоляционной керамики: плитки, плит, блоков и кирпича.
Известна сырьевая смесь для производства строительного кирпича и облицовочных плиток [1], включающая, масс. %: глинистый мертель с содержанием СаО 16,0-20,0% при соотношении CaO:SiO2 равном (0,35:1)-(0,53:1), причем содержание свободного SiO2 с размером частиц 0,05-1 мм составляет не более 1% 85-95, стеклобой 5-15. Данный состав позволяет получать изделия с прочностью на сжатие 35,6-65,4 МПа, но к недостаткам изделий относятся низкая прочность на изгиб (8,2-14 МПа и более) и высокое водопоглощение (13,1-18,2%), что предполагает низкую морозостойкость.
Известна керамическая масса для изготовления облицовочных плиток [2], включающая, вес. %: глину огнеупорную 30-40; песок кварцевый 2-10; стеклянный бой 27-33; нефелиновый концентрат 5-13; порода углеобогащения, термообработанная при 900-1000°С 10-30. Данный состав позволяет повысить трещинностойкость и снизить усадку, но получаемые изделия отличаются высоким водопоглощением (9-14%).
Известна керамическая масса [3] для изготовления изделий стеновой керамики, включающая, вес. %: гальванический шлам 0,82; глину 82,42; стеклобой 16,48; борную кислоту 0,28. Данный состав позволяет получать изделия при низкой температуре обжига (850°С), однако их прочность на сжатие невысока (17,4 МПа).
Известна керамическая масса для изготовления стеновых облицовочных изделий [4], содержащая в своем составе малопластичную глину, гальванический шлам, образующийся при реагентной очистке сточных вод гальванического производства гидроксидом кальция, диоксид титана и борную кислоту, при следующем соотношении компонентов, масс. %: малопластичная глина 80,0; гальванический шлам 5,0; диоксид титана 10,0; борная кислота 5,0. Данный состав позволяет получать изделия с низким водопоглощением (3,2%) и достаточно высокой морозостойкостью (51 цикл), что достигается за счет самоглазурования изделий при совместном введении в состав шихты борной кислоты и диоксида титана. Недостатками данной керамической массы для стеновой керамики являются сравнительно невысокая прочность на сжатие (21 МПа) и высокая для теплоизоляционных изделий теплопроводность (0,739), что ограничивает применение данного материала в качестве теплоизоляционной и облицовочной керамики. Кроме, того введение в состав керамической массы гальванического шлама создает потенциальную возможность вымывания тяжелых металлов из керамического изделия при его эксплуатации в условиях повышенной кислотности, возникающих при контакте с почвой или в результате воздействия кислотных дождей, а непостоянство состава данной добавки не гарантирует получение керамических изделий со стабильными значениями свойств.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является керамическая масса для изготовления облицовочной плитки [5], включающая, масс. %: глина 63,5-70,0; стеклокоролек 14,0-16,0; бентонит 3,0-4,0; трепел 12,0-14,0. Данный состав позволяет получать пластическим формованием и обжигом при температурах 1050-1150°С изделия с прочностью на сжатие, равной 35 МПа. К недостаткам применения данного состава относятся необходимость высушивать изделия до остаточной влажности 1-6% и необходимость нанесения на обожженные изделия слоя глазури с последующим обжигом при температуре 900-950°С.
Техническими задачами, на решение которых направлено предлагаемое изобретение являются повышение прочности на сжатие при одновременном снижении энергоемкости производства и сокращении длительности производственного цикла. Поставленные задачи решаются за счет применения керамической массы, включающей малопластичную глину, бой листового оконного стекла, трепел и борную кислоту при следующем соотношении компонентов, масс. %:
Малопластичная глина | 60,0-67,0; |
Бой листового оконного стекла | 20,0-30,0; |
Трепел | 5,0-10,0; |
Борная кислота | 3,0-5,0, |
Снижение энергоемкости производства и сокращение длительности производственного цикла достигаются благодаря возможности получения эффекта самоглазурования при обжиге изделий на основе указанного состава шихты при температуре 1050°С, что исключает необходимость нанесения слоя глазури и повторного обжига изделий, которые являются обязательными при использовании известной керамической массы [5].
В данном составе предусматривается применение глины Суворотского месторождения Владимирской области, содержащая в своем составе следующие соединения (в масс. %): SiO2=67,5; Al2O3=10,75; Fe2O3=5,85; СаО=2,8; MgO=1,7; K2O=2,4; Na2O=0,7. Данная глина обладает числом пластичности 5,2 и относится к малопластичным (по ГОСТ 9169-75).
В шихту на основе указанной глины вводится борная кислота марки В 2-го сорта (ГОСТ 18704-78), которая позволяет улучшить спекание и снизить температуру обжига, что обеспечивается образованием стекловидной фазы при обжиге, которая выступает связующим между частицами керамики, облегчает и ускоряет реакции, происходящие при обжиге. Также стекловидная фаза заполняет часть пор и пустот в материале, способствует его уплотнению и упрочнению.
В качестве добавки в данном изобретении предусматривается бой листового оконного стекла следующего состава (в масс. %): SiO2=73,5; СаО=7,4; MgO=1,9; Na2O=11,1; K2O=5,2; Al2O3=0,9. Применение боя листового оконного стекла дополнительно повышает количество стекловидной фазы, образующейся при обжиге, а совместное введение боя листового оконного стекла и борной кислоты позволяет получить эффект самоглазурования на поверхности и в объеме материала при температуре обжига, равной 1050°С. При самоглазуровании происходит дополнительное уплотнение материала, снижение общей пористости и переход открытых пор в закрытые. В результате повышаются прочностные характеристики, снижается водопоглощение и повышается морозостойкость керамики. Наличие закрытых пор позволяет несколько снизить плотность и теплопроводность.
В предлагаемом составе шихты предполагается применение трепела Пекшинского месторождения Владимирской области, содержащего в своем составе (в масс. %): SiO2=69,15-78,72, Fe2O3=4,45-8,90; Al2O3=7,33-11,75; СаО=2,10-2,35; MgO=1,30-1,85. Трепел в небольших количествах вводится в состав керамических масс для их дополнительного упрочнения за счет жидкофазного спекания уже готовых тугоплавких фаз корунда и шпинели, а также за счет твердофазных реакций между глиноземом и оксидом железа, которые содержатся как в составе глинистого сырья, так и в составе трепела. В данном составе борная кислота будет снижать температуры спекания и твердофазных реакций, а образующаяся стекловидная фаза будет способствовать жидкофазному спеканию. Кроме того, использование трепела в качестве добавки снижает усадку керамики, а введение больших количеств трепела повышает пористость, что приводит к снижению теплопроводности материала.
Выбор содержания компонентов в шихте также направлен на достижение поставленной технической задачи.
Введение в состав менее 2,5 масс. % борной кислоты незначительно меняет свойства керамики, а введение менее 5 масс. % борной кислоты недостаточно для достаточного самоглазурования и снижения температуры жидкофазного спекания состава, содержащего трепел. Введение свыше 5 масс. % приводит к избытку стекловидной фазы и, как следствие, к потере формы изделиями, а также снижению к экологической безопасности, что связано с токсичностью борной кислоты.
Введение в состав массы меньше 10 масс. % боя листового оконного стекла незначительно улучшает прочностные характеристики керамики и не позволяет достичь достаточной степени самоглазурования. Введение боя листового оконного стекла свыше 10 масс. % также приводит к снижению теплопроводности из-за заполнения пор и пустот в материале стекловидной фазой. Введение свыше 30 мас. % боя листового оконного стекла приводит к избытку стекловидной фазы и к потере формы керамическими изделиями.
Введение трепела меньше 5,0 масс. % не приводит к значительному улучшению прочностных свойств и снижению теплопроводности керамических изделий. Введение трепела свыше 15,0 масс. % приводит к такому повышению пористости, что начинается излишнее снижение прочности керамики.
Обоснованность и преимущества заявляемого изобретения основаны на измерении физико-механических и эксплуатационных показателей керамики на основе шихты с различным содержанием борной кислоты (от 2,5 до 5,0 масс. %), боя листового оконного стекла (от 5,0 до 30,0 масс. %) и трепела (от 5,0 до 20,0 масс. %).
Предпочтительна реализация заявляемого изобретения по следующей технологии: Малопластичная глина, бой листового оконного стекла и трепел предварительно высушиваются при температуре 130°С, а затем измельчается в шаровой мельнице с отбором фракции менее 0,63 мм. Затем указанные компоненты и борная кислота смешиваются в соответствии с заданной рецептурой в сухом состоянии, а полученная смесь дополнительно перемешивается с добавлением 8 масс. % воды. Из готовой шихты получают изделия при давлении 15 МПа и температуре обжига 1050°С. Скорость нагрева при обжиге составляет 5°С/мин, время выдержки при максимальной температуре составляет полчаса. В виду малой формовочной влажности шихты сушку изделий перед обжигом не проводят.
Заявляемое изобретение иллюстрируется следующими примерами:
1. К 74 масс. % глины добавляют 1 масс. % борной кислоты, 5 масс. % боя листового оконного стекла и 20 масс. % трепела, перемешивают и получают материал по указанной выше технологии;
2. К 77,5 масс. % глины добавляют 2,5 масс. % борной кислоты, 10 масс. % боя листового оконного стекла и 10 масс. % трепела, перемешивают и получают материал по указанной выше технологии;
3. К 70 масс. % глины добавляют 5 масс. % борной кислоты, 10 масс. % боя листового оконного стекла и 15 масс. % трепела, перемешивают и получают материал по указанной выше технологии;
4. К 67 масс. % глины добавляют 3 масс. % борной кислоты, 20 масс. % боя листового оконного стекла и 10 масс. % трепела, перемешивают и получают материал по указанной выше технологии;
5. К 60 масс. % глины добавляют 5 масс. % борной кислоты, 30 масс. % боя листового оконного стекла и 5 масс. % трепела, перемешивают и получают материал по указанной выше технологии.
Составы по примерам 1-2 предпочтительно использовать только для теплоизоляционных изделий, составы по примерам 3-5 могут быть использованы как эиергоэффективные облицовочные изделия. Свойства материалов, полученных с использованием известного и предлагаемого составов, приведены в таблице 1.
Источники информации:
1. Патент на изобретение №2111189, кл. С04В 33/00, 1998.
2. Авторское свидетельство СССР №768783, С04В 33/00, 1980.
3. Патент на изобретение №2200721, кл. С04В 33/13, С04В 33/00, 2003.
4. Патент на изобретение №2631447, кл. С04В 33/00, 2017.
5. Патент на изобретение №2534316, кл. С04В 33/16, 2014.
Claims (2)
- Керамическая масса для изготовления фасадной облицовочной и теплоизоляционной керамики, включающая глину, стекольный бой и трепел, отличающаяся тем, что в качестве глины содержит малопластичную глину, в качестве стекольного боя содержит бой листового оконного стекла и дополнительно содержит борную кислоту при следующем соотношении компонентов, мас. %:
-
Малопластичная глина 60,0-67,0 Бой листового оконного стекла 20,0-30,0 Трепел 5,0-10,0 Борная кислота 3,0-5,0
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018119665A RU2698368C1 (ru) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | Керамическая масса для изготовления фасадной облицовочной и теплоизоляционной керамики |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018119665A RU2698368C1 (ru) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | Керамическая масса для изготовления фасадной облицовочной и теплоизоляционной керамики |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2698368C1 true RU2698368C1 (ru) | 2019-08-26 |
Family
ID=67733723
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018119665A RU2698368C1 (ru) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | Керамическая масса для изготовления фасадной облицовочной и теплоизоляционной керамики |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2698368C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1071601A1 (ru) * | 1982-06-17 | 1984-02-07 | Государственный научно-исследовательский институт строительной керамики | Шихта дл изготовлени керамических плиток со скоростным режимом обжига |
SU1351909A1 (ru) * | 1986-05-23 | 1987-11-15 | Белорусский Конструкторско-Технологический Институт Местной Промышленности Научно-Производственного Объединения Средств Механизации И Оснастки "Прогресс" | Сырьева смесь дл изготовлени тонкокаменных керамических изделий |
WO2009040147A2 (en) * | 2007-05-29 | 2009-04-02 | Compositions for production of lightweight construction elements and colored lightweight construction elements and methods for production of the same | |
RU2534316C1 (ru) * | 2013-10-21 | 2014-11-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки |
RU2631447C1 (ru) * | 2016-09-01 | 2017-09-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Керамическая масса для изготовления стеновых облицовочных изделий |
-
2018
- 2018-05-28 RU RU2018119665A patent/RU2698368C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1071601A1 (ru) * | 1982-06-17 | 1984-02-07 | Государственный научно-исследовательский институт строительной керамики | Шихта дл изготовлени керамических плиток со скоростным режимом обжига |
SU1351909A1 (ru) * | 1986-05-23 | 1987-11-15 | Белорусский Конструкторско-Технологический Институт Местной Промышленности Научно-Производственного Объединения Средств Механизации И Оснастки "Прогресс" | Сырьева смесь дл изготовлени тонкокаменных керамических изделий |
WO2009040147A2 (en) * | 2007-05-29 | 2009-04-02 | Compositions for production of lightweight construction elements and colored lightweight construction elements and methods for production of the same | |
RU2534316C1 (ru) * | 2013-10-21 | 2014-11-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки |
RU2631447C1 (ru) * | 2016-09-01 | 2017-09-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Керамическая масса для изготовления стеновых облицовочных изделий |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5015606A (en) | Lightweight ceramic material for building purposes | |
CN100378029C (zh) | 一种多孔尖晶石质陶瓷材料及其制备方法 | |
JP4155284B2 (ja) | タイル、その製造方法及びタイル原料 | |
KR101297307B1 (ko) | 경량 내화 단열재 | |
RU2631447C1 (ru) | Керамическая масса для изготовления стеновых облицовочных изделий | |
US8641961B2 (en) | Method of manufacturing building brick | |
RU2698368C1 (ru) | Керамическая масса для изготовления фасадной облицовочной и теплоизоляционной керамики | |
RU2668599C1 (ru) | Композиционная керамическая смесь | |
ES2934493T3 (es) | Método para la fabricación de artículos de losa de vitrocerámica coloreados a partir de una mezcla de base, frita de vidrio para fabricar la mezcla de base y artículo de losa de vitrocerámica coloreado obtenido de este modo | |
US2103746A (en) | Light weight construction composition | |
CN109231832B (zh) | 一种釉料、釉面、装饰砖及其制作方法 | |
RU2137731C1 (ru) | Сырьевая смесь для изготовления керамических изделий | |
RU2286965C1 (ru) | Способ получения магнезиального вяжущего | |
RU2698369C1 (ru) | Керамическая смесь для изготовления строительных изделий | |
Otero et al. | Manufacture of refractory insulating bricks using fly ash and clay | |
Kichkailo et al. | Effect of colemanite additions on sintering, properties, and microstructure of spodumene heatproof ceramic | |
Alimdzhanova et al. | The effect of quartz-pyrophyllite raw material on porcelain structure formation | |
RU2706285C1 (ru) | Керамическая масса для изготовления фасадных изделий | |
RU2746607C2 (ru) | Способ изготовления облицовочных керамических изделий | |
Nurlybayev et al. | Investigation of the effect of diatomite and bentonite clays on the properties of local loam-based products | |
KR102341947B1 (ko) | 페로니켈 슬래그를 이용한 점토기와 제조방법 및 이를 이용한 점토기와용 조성물 | |
SU1013439A1 (ru) | Сырьева смесь дл изготовлени строительного кирпича | |
RU2203246C2 (ru) | Керамическая масса | |
RU2085534C1 (ru) | Способ изготовления кирпича, блоков, фасадных плиток, плиток внутренней облицовки стен | |
BR102019022030A2 (pt) | processo de produção de cerâmica, cerâmica e uso de uma cerâmica |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200529 |