RU2807325C1 - Ceramic mass - Google Patents
Ceramic mass Download PDFInfo
- Publication number
- RU2807325C1 RU2807325C1 RU2023124180A RU2023124180A RU2807325C1 RU 2807325 C1 RU2807325 C1 RU 2807325C1 RU 2023124180 A RU2023124180 A RU 2023124180A RU 2023124180 A RU2023124180 A RU 2023124180A RU 2807325 C1 RU2807325 C1 RU 2807325C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- argillite
- clay
- ceramic
- fraction
- tiles
- Prior art date
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 18
- 235000015076 Shorea robusta Nutrition 0.000 abstract description 15
- 244000166071 Shorea robusta Species 0.000 abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000004566 building material Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 18
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 9
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 7
- 229910021540 colemanite Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 6
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 3
- 239000010454 slate Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 2
- QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N chlorous acid Chemical compound OCl=O QBWCMBCROVPCKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052849 andalusite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011045 chalcedony Substances 0.000 description 1
- 229910001919 chlorite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052619 chlorite group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052631 glauconite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005283 ground state Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000013980 iron oxide Nutrition 0.000 description 1
- VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N iron(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Fe+2] VBMVTYDPPZVILR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006101 laboratory sample Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000009766 low-temperature sintering Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011022 opal Substances 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910001950 potassium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052851 sillimanite Inorganic materials 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical class [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052566 spinel group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- VLCLHFYFMCKBRP-UHFFFAOYSA-N tricalcium;diborate Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]B([O-])[O-].[O-]B([O-])[O-] VLCLHFYFMCKBRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к строительным материалам и изделиям, и, в частности, к производству керамической черепицы, керамической плитки, получаемых на основе камнеподобного глинистого сырья – аргиллитоподобных глин, аргиллитов и глинистых сланцев. The invention relates to building materials and products, and, in particular, to the production of ceramic tiles, ceramic tiles, obtained on the basis of stone-like clay raw materials - argillite-like clays, argillites and clay shales.
Известна керамическая черепица, выпускаемая согласно ГОСТ 56688-2015 «Черепица керамическая. Технические условия». Применяемое традиционное керамическое сырье обеспечивает получение керамической черепицы с необходимыми прочностными характеристиками с массой 1 м2 кровельного покрытия в насыщенном водой состоянии 54 кг -74 кг. Недостатком является относительно небольшая прочность изделий, малый размер изделий и большой вес черепичной кровли. В настоящее время наблюдается тенденция по снижению веса керамической черепицы. Черепица со сниженной массой должна обладать водопоглощением менее 3 % и высокой прочностью самого керамического материала – керамического черепка. Это позволит получать изделия с необходимой прочностью и с меньшей толщиной (в 1,5-2,5 раза), что пропорционально снижает и массу 1 м2 кровельного покрытия, сокращает производственные затраты, так как существенно меньше приходится использовать сырья и нести затрат на его переработку, сушку, обжиг изделий. Достичь получения указанных свойств черепицы возможно за счёт использования в качестве сырья камнеподобного глинистого сырья – аргиллитоподобных глин, аргиллитов и глинистых сланцев, при особом соотношении и определённом зерновом (гранулометрическом) составе компонентов. Ceramic tiles are known, produced in accordance with GOST 56688-2015 “Ceramic tiles. Technical conditions". The traditional ceramic raw materials used ensure the production of ceramic tiles with the required strength characteristics with a weight of 1 m 2 of roofing in a water-saturated state of 54 kg -74 kg. The disadvantage is the relatively low strength of the products, the small size of the products and the large weight of the tile roof. Currently, there is a trend towards reducing the weight of ceramic tiles. Tiles with reduced weight should have a water absorption of less than 3% and high strength of the ceramic material itself - a ceramic shard. This will make it possible to obtain products with the required strength and with a smaller thickness (1.5-2.5 times), which proportionally reduces the weight of 1 m 2 of roofing, reduces production costs, since there is significantly less need to use raw materials and incur costs for them processing, drying, firing of products. It is possible to achieve the specified properties of the tiles through the use of stone-like clay raw materials as raw materials - argillite-like clays, argillites and shales, with a special ratio and a certain grain (granulometric) composition of the components.
Известна керамическая масса, включающая мас. %: аргиллит, туфоаргиллит, железистый кек никелевого производства и воду при следующем соотношении компонентов, масс. % аргиллит 15,35–17,85, туфоаргиллит 61,4–63,9, железистый кек 2,07–3,73, вода остальное (см. SU 1768555 A1, C04B33/00, опубл. 15.10.92).A known ceramic mass includes wt. %: argillite, tuff argillite, iron cake from nickel production and water in the following ratio of components, wt. % argillite 15.35–17.85, tuff argillite 61.4–63.9, iron cake 2.07–3.73, water the rest (see SU 1768555 A1, C04B33/00, publ. 10/15/92).
Наиболее близким техническим решением является керамическая масса, включающая аргиллит и воду, дополнительно включает колеманит при следующем соотношении компонентов, масс. %: аргиллит, измельченный до размера зёрен менее 1,0 мм при содержании фракции 0-0,5 мм 80-85 % – 82,0–84,5; колеманит – 0,5-2,5; вода 15,0-15,5 (см. патент RU 2 709 267 С1, C04В 33/04, опубл. 27.12.2019).The closest technical solution is a ceramic mass, including argillite and water, additionally including colemanite in the following ratio of components, mass. %: argillite, crushed to a grain size of less than 1.0 mm with a fraction content of 0-0.5 mm 80-85% - 82.0–84.5; colemanite – 0.5-2.5; water 15.0-15.5 (see patent RU 2 709 267 C1, C04B 33/04, published 12/27/2019).
Недостатком указанной массы является то, что за счёт содержания колеманита (минерал, водный борат кальция с гидроксильной группой) продукция из данного сырья имеет высокие производственные затраты, относительно низкие показатели предела прочности при изгибе и большое значение водопоглощения, что не позволяет получать изделия с небольшой толщиной и массой.The disadvantage of this mass is that due to the content of colemanite (mineral, aqueous calcium borate with a hydroxyl group), products from this raw material have high production costs, relatively low bending strength and high water absorption, which does not allow producing products with a small thickness and mass.
Задачей данного изобретения является снижение массы керамических изделий, показателя водопоглощения и повышение прочности керамических материалов.The objective of this invention is to reduce the weight of ceramic products, the rate of water absorption and increase the strength of ceramic materials.
Сущность изобретения заключается в том, что керамическая масса, включающая аргиллит, воду, дополнительно содержит глинистый сланец фракции 0,1 – 1,5 мм, при следующем соотношении компонентов, масс. %:The essence of the invention lies in the fact that the ceramic mass, including argillite, water, additionally contains clay shale of a fraction of 0.1 - 1.5 mm, with the following ratio of components, mass. %:
Технический результат заключается в следующем. Тонкое измельчение аргиллита или аргиллитоподобной глины обеспечивает более сильное спекание, в результате чего не требуется ввод колеманита, а спёкшаяся стекловидная масса по структурным признакам является матрицей для минеральных армирующих компонентов. Ввод глинистых сланцев фракции 0,1-1,5 мм, имеющих сланцеватую текстуру и пластинчатую форму зёрен и при обжиге которых образуются минералы, имеющие игольчатую и пластинчатую форму (андалузит, силлиманит, шпинели, муллит), обеспечивает повышенный предел прочности при изгибе, выступая армирующим компонентом в стекломатрице. Такую структуру материала можно назвать матричной и характеризовать соотношением стекло- и минеральной фаз. The technical result is as follows. Fine grinding of argillite or argillite-like clay provides stronger sintering, as a result of which the introduction of colemanite is not required, and the sintered glassy mass, according to its structural characteristics, is a matrix for mineral reinforcing components. The introduction of clay shales of a fraction of 0.1-1.5 mm, which have a schistose texture and lamellar shape of grains and upon firing of which minerals are formed that have a needle-like and lamellar shape (andalusite, sillimanite, spinels, mullite), provides an increased tensile strength in bending, protruding reinforcing component in the glass matrix. This structure of the material can be called matrix and is characterized by the ratio of glass and mineral phases.
Важным моментом является то, что глинистые сланцы начальной стадии метаморфизма (кровельные, аспидные сланцы) даже в естественном виде имеют низкое водопоглощение до 1,0-1,3 %, высокую прочность (предел прочности при сжатии перпендикулярно слоистости до 150 МПа, при изгибе 30-60 МПа), высокую морозостойкость. При обжиге сланцев водопоглощение уменьшается, а прочность ещё более увеличивается. Кроме того, при формовании изделий, а более предпочтительным является пластический экструзионный способ, пластинчатые зёрна сланца должны располагаться параллельно лицевой плоскости изделий, т.е. как бы формировать микросланцеватую структуру самих изделий. Для получения зёрен сланца пластинчатой формы при подготовке сырьевых необходимо применять ударный способ измельчения, который применяется на различных видах измельчительного оборудования.An important point is that clay shales of the initial stage of metamorphism (roof shales, slate shales), even in their natural form, have low water absorption up to 1.0-1.3%, high strength (tensile strength in compression perpendicular to the layering up to 150 MPa, in bending 30 -60 MPa), high frost resistance. When firing slates, water absorption decreases and strength increases even more. In addition, when molding products, and the plastic extrusion method is more preferable, the lamellar grains of slate should be located parallel to the front plane of the products, i.e. as if to form a micro-schistose structure of the products themselves. To obtain plate-shaped shale grains when preparing raw materials, it is necessary to use the impact grinding method, which is used on various types of grinding equipment.
При тонком измельчении аргиллиты и аргиллитоподобные глины приобретают пластичность, связующие и хорошие формовочные свойства, способность к интенсивному спеканию при обжиге и формированию прочного контакта с зёрнами сланца, что способствует получению изделий с необходимыми свойствами – повышенная прочность, низкое водопоглощение, морозостойкость. When finely ground, argillites and argillite-like clays acquire plasticity, binding and good molding properties, the ability to intensively sinter during firing and form strong contact with shale grains, which contributes to the production of products with the necessary properties - increased strength, low water absorption, frost resistance.
Характеристика исходных материаловCharacteristics of starting materials
1. Аргиллиты и аргиллитоподобные глины. 1. Mudstones and mudstone-like clays.
Аргиллиты и аргиллитоподобные глины – камнеподобные породы, не размокающие или плохо размокающие в воде, образующиеся в результате диагенеза глин. По минеральному составу они практически не отличаются от глин. Согласно ГОСТ 21216-2014 «Сырье глинистое. Методы испытаний» (п. 3.3) сырье глинистое камнеподобное – это плотные и хрупкие глинистые породы с влажностью 3–9%, не размокающие или плохо размокающие в воде.Argillites and argillite-like clays are stone-like rocks that do not soak or do not soak well in water, formed as a result of clay diagenesis. In terms of mineral composition, they are practically no different from clays. According to GOST 21216-2014 “Clay raw materials. Test methods" (clause 3.3) clay stone-like raw materials are dense and brittle clay rocks with a moisture content of 3–9%, which do not soak or do not soak well in water.
В среднем, глинистая составляющая аргиллитов и аргиллитоподобных глин представлена в большей мере гидрослюдами (в среднем 40–70 %), каолинитом (20–40 %), хлоритом (10–20 %). В небольшом количестве могут присутствовать смешаннослойные глинистые минералы и монтмориллонит. Помимо глинистых минералов всегда присутствуют слюды, кварц, полевые шпаты, глауконит, опал, халцедон, оксиды железа и целый ряд акцессорных минералов. Часто данные породы обогащены углефицированным органическим веществом.On average, the clay component of mudstones and mudstone-like clays is represented to a greater extent by hydromicas (on average 40–70%), kaolinite (20–40%), and chlorite (10–20%). Mixed-layer clay minerals and montmorillonite may be present in small quantities. In addition to clay minerals, micas, quartz, feldspars, glauconite, opal, chalcedony, iron oxides and a number of accessory minerals are always present. These rocks are often enriched in carbonized organic matter.
По химическому составу аргиллиты и аргиллитоподобные глины не имеют принципиальных отличий от гидрослюдистых и гидрослюдисто-каолинитовых глин. Особенностями являются повышенное содержание оксида алюминия в сравнении с суглинками, и оксидов калия и натрия, что согласуется с минералогическим составом. Повышенное содержание щелочей обеспечивает низкотемпературное спекание, а повышенное содержание оксида алюминия широкий интервал спекания.In terms of chemical composition, mudstones and mudstone-like clays do not differ fundamentally from hydromica and hydromica-kaolinite clays. Features are the increased content of aluminum oxide in comparison with loams, and potassium and sodium oxides, which is consistent with the mineralogical composition. The increased alkali content ensures low-temperature sintering, and the increased aluminum oxide content ensures a wide sintering range.
При измельчении аргиллиты и аргиллитоподобные глины приобретают хорошие формовочные свойства. Наблюдается прямая зависимость – чем тоньше измельчено сырьё, тем выше пластичность и лучше формуемость. Применяемые в настоящее время технологии и используемое оборудование при производстве керамики позволяет измельчать сырьё по сухому способу без существенных затрат до фракции менее 1,0 мм при содержании фракции 0-0,5 мм 80-85 %. Более тонкое измельчение существенно увеличивает затраты и экономически не рационально. Черепок на основе аргиллитов и аргиллитоподобных глин в сравнении с суглинками и глинами отличается повышенной плотностью и прочностью. Россия располагает крупнейшей сырьевой базой аргиллитов и аргиллитоподобных глин. На юге России это Предкавказье, Кавказ, Восточный Донбасс. Кроме того, данные породы имеют широкое распространение на Урале, юге Западной Сибири и в других регионах. Однако несмотря на многие положительные свойства аргиллитов и аргиллитоподобных глин, их большую ценность как сырья для строительной керамики, они не нашли широкого применения в силу ряда прежде всего субъективных причин и малой изученности в этом направлении. When crushed, mudstones and mudstone-like clays acquire good molding properties. There is a direct relationship - the finer the raw material is crushed, the higher the plasticity and better the moldability. The currently used technologies and equipment used in the production of ceramics make it possible to grind raw materials using a dry method without significant costs to a fraction of less than 1.0 mm with a fraction content of 0-0.5 mm of 80-85%. Fine grinding significantly increases costs and is not economically rational. Shards based on argillites and argillite-like clays, in comparison with loams and clays, are characterized by increased density and strength. Russia has the largest raw material base of argillites and argillite-like clays. In the south of Russia these are the Ciscaucasia, the Caucasus, and Eastern Donbass. In addition, these breeds are widespread in the Urals, the south of Western Siberia and other regions. However, despite the many positive properties of mudstones and mudstone-like clays, their great value as raw materials for building ceramics, they have not found widespread use due to a number of primarily subjective reasons and little knowledge in this area.
2. Глинистые сланцы.2. Shales.
Глинистые сланцы по химическому составу практически не отличаются от аргиллитов и аргиллитоподобных глин, однако в силу более высокой степени преобразований (начальная стадия метаморфизма) имеют чётко выраженную сланцеватую текстуру и минеральный состав, который характеризуется наличием хлоритов, каолинита, слюд, полевых шпатов. Ориентация частиц и зёрен минералов, как правило, строго параллельно. В силу более высокой стадии преобразований, особенностей структуры и текстуры не размокает в воде и практически не обладает пластичностью даже в тонкоизмельчённом состоянии. Глинистые сланцы находятся в ассоциации с аргиллитами, но за счёт большей глубины погружения подвергались более высокому воздействию температур и давления (200-300 оС и всего субъективных 80-150 МПа) и относятся, как правило, к более раннему возрасту. Глинистые сланцы обладают высокой плотностью и прочностью (предел прочности при сжатии перпендикулярно слоистости до 150 МПа, при изгибе 30-60 МПа). По строению, физическим свойствам и минеральному составу выделяют различные виды сланцев. Россия располагает крупнейшей сырьевой базой сланцев. Регионы их распространения такие же, как и для аргиллитов. Огромные запасы глинистых сланцев в виде терриконов накопились на Донбассе при добыче угля в глубоких шахтах. Однако несмотря на многие положительные свойства глинистых сланцев, их ценность как сырья для строительной керамики, они не нашли широкого применения в силу ряда прежде причин и малой изученности в этом направлении.Clay shales in chemical composition practically do not differ from mudstones and mudstone-like clays, however, due to a higher degree of transformation (the initial stage of metamorphism), they have a clearly defined schistose texture and mineral composition, which is characterized by the presence of chlorites, kaolinite, micas, and feldspars. The orientation of particles and grains of minerals is usually strictly parallel. Due to the higher stage of transformation, the peculiarities of structure and texture, it does not get wet in water and has practically no plasticity even in a finely ground state. Clay shales are in association with mudstones, but due to the greater depth of immersion they were exposed to higher temperatures and pressures (200-300 o C and a total subjective 80-150 MPa) and, as a rule, belong to an earlier age. Clay shales have high density and strength (tensile strength in compression perpendicular to the layering up to 150 MPa, in bending 30-60 MPa). Based on their structure, physical properties and mineral composition, different types of shale are distinguished. Russia has the largest shale resource base. The regions of their distribution are the same as for mudstones. Huge reserves of clayey shale in the form of waste heaps have accumulated in the Donbass during coal mining in deep mines. However, despite the many positive properties of clay shales and their value as raw materials for building ceramics, they have not found widespread use due to a number of reasons and little knowledge in this area.
Пример. Для экспериментальной проверки заявляемых составов были изготовлены лабораторные образцы керамических масс, образцы штампованной черепицы с экструзионной подготовкой заготовок и образцы плитки с пластическим экструзионным способом формования с различным соотношением вышеперечисленных компонентов. В качестве сырья был использован типичный аргиллит Замчаловского месторождения Ростовской области и глинистый сланец отвала шахты Обуховская. Example. To experimentally test the proposed compositions, laboratory samples of ceramic masses, samples of stamped tiles with extrusion preparation of blanks, and samples of tiles with plastic extrusion molding with different ratios of the above components were made. The raw materials used were typical mudstone from the Zamchalovskoye deposit in the Rostov region and shale from the Obukhovskaya mine dump.
Образцы изготовлялись следующим образом.The samples were prepared as follows.
Предварительно аргиллит измельчался в заводских условиях на молотковой дробилке, специально разработанной для камневидного глинистого сырья оснащенной системой принудительной загрузки и системой подогрева отбойника во избежание налипания измельчённого аргиллита, и затем в шаровой мельнице до заданного зернового состава (1,0 мм при содержании фракции 0-0,5 мм 80-85 %). Глинистый сланец также измельчался в заводских условиях на валковой дробилке (вальцы) с гладкими валками, которая обеспечивает методом раздавливания степень измельчения материала фракции менее 1,5 мм с выходом фракции 0,1-1,5 мм более 95 %, при этом зёрна измельчаемого материала имеют преимущественно пластинчатую и таблитчатую форму, что необходимо для формирования особой структуры керамического камня. Положительное влияние на прочностные свойства керамических изделий применения глинистых сланцев фракции 0,1-1,5 мм приведено в таблице 1.Previously, the argillite was crushed in the factory on a hammer crusher, specially designed for stone-like clay raw materials, equipped with a forced loading system and a bumper heating system to avoid sticking of the crushed argillite, and then in a ball mill to the specified grain composition (1.0 mm with a fraction content of 0-0 .5 mm 80-85%). Clay shale was also crushed in the factory on a roll crusher (rollers) with smooth rollers, which, using the crushing method, provides a degree of crushing of the material fraction of less than 1.5 mm with a fraction yield of 0.1-1.5 mm of more than 95%, while the grains of the crushed material They have a predominantly lamellar and tabular shape, which is necessary for the formation of a special structure of ceramic stone. The positive effect on the strength properties of ceramic products from the use of clay shales of a fraction of 0.1-1.5 mm is shown in Table 1.
Таблица 1Table 1
Влияние зернового состава глинистых сланцев на прочность изделий (температура обжига 1050оС, измельчение аргиллитов до фракции 1,0 мм при содержании фракции 0-0,5 мм 80-85 %).The influence of the grain composition of clay shales on the strength of products (firing temperature 1050 o C, grinding mudstones to a fraction of 1.0 mm with a fraction content of 0-0.5 mm 80-85%).
сланца, ммGrain composition of clayey
slate, mm
Затем измельченные породы в заданном соотношении тщательно перемешивалась и смесь равномерно увлажнялась до нормальной формовочной влажности, которая составляла в среднем около 17,5 %. Приготовленная смесь вылеживалась в условиях, исключающих высыхание, в течение 6-12 часов и затем из неё формовалась плитка экструзионным способом, а черепица формовалась в два этапа: в начале формовалась заготовка в виде плитки экструзионным способом, а затем способом штампования формовалась собственно черепица. После сушки в течение 12 часов изделия обжигались с выдержкой при максимальной температуре 1000 и 1050 0С 1 час.Then the crushed rocks in a given ratio were thoroughly mixed and the mixture was evenly moistened to normal molding moisture content, which averaged about 17.5%. The prepared mixture was kept in conditions that prevented drying for 6-12 hours and then tiles were molded from it using the extrusion method, and the tiles were molded in two stages: first, the blank in the form of a tile was molded using the extrusion method, and then the tile itself was molded using the stamping method. After drying for 12 hours, the products were fired with exposure at a maximum temperature of 1000 and 1050 0 C for 1 hour.
Физико-механические показатели, подтверждающие свойства изделий полученных на основе керамических масс, включающих аргиллит и глинистые сланцы, представлены в таблице 2.Physico-mechanical indicators confirming the properties of products made on the basis of ceramic masses, including argillite and shales, are presented in Table 2.
Результаты проведённых испытаний показали, что керамический черепок и изделия на основе разработанных составов масс обладают повышенным пределом прочности при сжатии и изгибе, низким водопоглощением и высокой морозостойкостью. Повышенная прочность предполагает выпуск плитки и черепицы малой толщины и соответственно массы, что существенно снизит себестоимость производства. Исключение колеманита из состава сырьевых масс также существенно сократит стоимость.The results of the tests showed that ceramic shards and products based on the developed mass compositions have increased compressive and bending strength, low water absorption and high frost resistance. Increased strength involves the production of tiles and tiles of small thickness and, accordingly, weight, which will significantly reduce production costs. Excluding colemanite from the raw materials will also significantly reduce the cost.
Таблица 2table 2
Составы и свойства изделийCompositions and properties of products
Claims (2)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2807325C1 true RU2807325C1 (en) | 2023-11-14 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1519576A (en) * | 1976-03-15 | 1978-08-02 | A C I Tech Centre | Method of producing reinforced clay based articles |
| SU1301813A1 (en) * | 1985-07-24 | 1987-04-07 | Павлодарский Индустриальный Институт | Raw mixture for manufacturing ceramic wall articles |
| CN1336477A (en) * | 2001-08-14 | 2002-02-20 | 罗恩华 | Production process of tile for building house |
| RU2305082C2 (en) * | 2005-11-14 | 2007-08-27 | Вадим Николаевич Чуков | Ceramic body for manufacture of building brick |
| RU2646261C1 (en) * | 2017-03-27 | 2018-03-02 | Антон Владимирович Котляр | Ceramic mass for manufacturing of the clinker brick |
| RU2709267C1 (en) * | 2018-12-07 | 2019-12-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) | Ceramic mixture |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1519576A (en) * | 1976-03-15 | 1978-08-02 | A C I Tech Centre | Method of producing reinforced clay based articles |
| SU1301813A1 (en) * | 1985-07-24 | 1987-04-07 | Павлодарский Индустриальный Институт | Raw mixture for manufacturing ceramic wall articles |
| CN1336477A (en) * | 2001-08-14 | 2002-02-20 | 罗恩华 | Production process of tile for building house |
| RU2305082C2 (en) * | 2005-11-14 | 2007-08-27 | Вадим Николаевич Чуков | Ceramic body for manufacture of building brick |
| RU2646261C1 (en) * | 2017-03-27 | 2018-03-02 | Антон Владимирович Котляр | Ceramic mass for manufacturing of the clinker brick |
| RU2709267C1 (en) * | 2018-12-07 | 2019-12-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) | Ceramic mixture |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20080017966A (en) | Ceramic tile composition using waste glasses and manufacturing method of the same tile | |
| KR101309713B1 (en) | the ceramic to manufacture using waste of Masato and method for the same | |
| US20110074069A1 (en) | The method of manufacturing building brick | |
| CN112125644A (en) | Sanitary ceramic and preparation method thereof | |
| CN1559985A (en) | Light fire resisting brick of iolite-mulbite and preparation process thereby | |
| RU2807325C1 (en) | Ceramic mass | |
| CN112592148B (en) | Method for preparing structural material by utilizing brick-concrete building solid waste reclaimed sand powder with high doping amount | |
| RU2387617C1 (en) | Method for production of raw materials mix for ash-ceramic wall materials | |
| US3366498A (en) | Ceramic bodies and preparation thereof | |
| RU2646292C1 (en) | Charge for manufacture of ceramic series brick | |
| RU2646261C1 (en) | Ceramic mass for manufacturing of the clinker brick | |
| RU2709267C1 (en) | Ceramic mixture | |
| RU2197446C2 (en) | Ceramic mass for manufacture of ceramic brick | |
| RU2496742C1 (en) | Ceramic mixture | |
| RU2534864C2 (en) | Charge based on aluminium oxide, and method for obtaining strong ceramics | |
| CN112898002A (en) | Heat-resistant porcelain fired by spodumene raw material and production process thereof | |
| RU2525414C1 (en) | Ceramic mixture for making structural articles and facing tiles | |
| RU2303020C2 (en) | Ceramic mass | |
| RU2354628C2 (en) | Ceramic paste | |
| CN107586099B (en) | Manufacturing method of split brick | |
| RU2816936C1 (en) | Ceramic mixture for making bricks | |
| RU2758052C1 (en) | Ceramic mass for brick production | |
| RU2799712C1 (en) | Ceramic mass for manufacturing wall materials | |
| RU2484063C1 (en) | Raw mix for manufacturing of ceramic thermal insulating building materials | |
| CN115490502B (en) | Low-temperature quick-firing blank for sanitary ceramic |