RU2816936C1 - Керамическая масса для изготовления кирпича - Google Patents
Керамическая масса для изготовления кирпича Download PDFInfo
- Publication number
- RU2816936C1 RU2816936C1 RU2023119665A RU2023119665A RU2816936C1 RU 2816936 C1 RU2816936 C1 RU 2816936C1 RU 2023119665 A RU2023119665 A RU 2023119665A RU 2023119665 A RU2023119665 A RU 2023119665A RU 2816936 C1 RU2816936 C1 RU 2816936C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ceramic
- finely ground
- pore
- aerated concrete
- clay
- Prior art date
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 239000011449 brick Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title abstract description 25
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 22
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 13
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 7
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000006063 cullet Substances 0.000 claims description 6
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 8
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 15
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 10
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 5
- RWGFKTVRMDUZSP-UHFFFAOYSA-N cumene Chemical compound CC(C)C1=CC=CC=C1 RWGFKTVRMDUZSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011381 foam concrete Substances 0.000 description 3
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 3
- DMUVQFCRCMDZPW-UHFFFAOYSA-N 1-ethyl-2-propylbenzene Chemical group CCCC1=CC=CC=C1CC DMUVQFCRCMDZPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 238000010137 moulding (plastic) Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000003911 water pollution Methods 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения кирпича. Техническим результатом является повышение водопоглощения по массе и морозостойкости при сохранении прочностных характеристик. Керамическая масса для изготовления кирпича, включающая легкоплавкую глину, минеральную добавку и порообразующий компонент, при этом в качестве минеральной добавки содержит алюмосодержащий отход с содержанием оксида алюминия более 90%, образованный при уничтожении энергонасыщенных материалов с удельной поверхностью 4700-5000 см2/г, а в качестве порообразующего компонента содержит тонкомолотый бой автоклавного газобетона крупностью зерен менее 1 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%: легкоплавкая глина 60-70, указанный алюмосодержащий отход 20-25, тонкомолотый бой автоклавного газобетона 10-15. 2 табл.
Description
Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения керамического кирпича.
Одним из основных факторов, влияющих на качество готового керамического кирпича, является минералогический состав глин и готовых изделий. Управлять минералообразованием керамического черепка и свойствами готовых изделий возможно путём введения различных добавок в глинистую шихту, в том числе отходов промышленности [Научно-технические аспекты минералообразования керамического кирпича].
В регионах с развитым промышленным потенциалом образуется огромное количество промышленных отходов, источником которых являются предприятия химии, нефтехимии и нефтепереработки, энергетики, металлургии, горнодобывающей промышленности и др. Длительное хранение таких отходов не только требует больших капитальных затрат, но и, в ряде случаев, представляет угрозу загрязнения воздушных и водных бассейнов. Примечательно, что подавляющее большинство отходов промышленности имеют силикатный и алюмосиликатный состав, что делает их весьма перспективным сырьем для производства строительной керамики [Модификаторы керамической массы для производства стеновых керамических изделий].
Известна керамическая масса для изготовления кирпича на основе легкоплавкой глины с добавлением алюмощелочного шлама, полученного при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола с содержанием, масс %: SiO2 – 2,3; Al2O3 – 61,1; Fe2О3 – 1; CaO – 4,4; MgO – 4,2; R2O – 19,8; п.п.п. – 5.3 при следующем содержании компонентов, мас.%: легкоплавкая глина – 70-90, алюмощелочной шлам, полученный при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола – 10-30 [патент РФ №2388722, опубл. 10.05.2010], (морозостойкость 52, прочность 17,8, водопоглощение 10).
Известна также керамическая масса, включающая в мас.%: глина кембрийская – 65-70; дробленый бой автоклавного пенобетона с размером частиц менее 1 мм – 30-35 [патент РФ №2354625, опубл. 10.05.2009], (коэффициент теплопроводности 0,151, водопоглощение 16).
Известна шихта для изготовления керамического кирпича, содержащая глину, гранулированный доменный шлак и 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 №008 не более 1% 15-20; гранулированный доменный шлак 20-25; глина – остальное (патент РФ №2412131 от 20.02.2011).
Недостатками указанных составов керамических масс является относительно низкая морозостойкость.
Наиболее близкой к заявляемому изобретению по совокупности признаков является керамическая масса следующего состава, мас.%: кирпично-черепичная глина Таушинского месторождения Пермского края – 70,7, алюмосодержащий отход – 23,5, гидролизный лигнин – 5,8 [Батракова Г.М. Утилизация техногенных отходов в качестве добавок для модификации малопластичного глинистого сырья / Г. М. Батракова, В. А. Шаманов, Е. И. Панькова, А. Э. Щенина, А. А. Мартынова // Экология промышленного производства. – 2021. – №3 (115). – С. 14-18]. Минеральная добавка (алюмосодержащий отход) с высоким содержанием оксида алюминия (более 90%) и удельной поверхностью 4700 - 5000 см2/г способствовала уплотнению структуры керамического черепка, повышению морозостойкости, прочности на сжатие и термостойкости кирпича. В качестве выгорающего компонента для снижения энергопотребления при обжиге керамической массы использован лигнинсодержащий отход гидролизного производства фракции 6-8 мм, влажность 45-50%, зольность 6,49% с преобладанием в составе золы SiO2 (93,4%), лигнин – 67,4%. Данная смесь принята за прототип.
Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого изобретения, являются легкоплавкая глина; алюмосодержащий отход с содержанием оксида алюминия более 90%; порообразующий компонент.
Недостатками известной керамической массы, принятой за прототип, являются следующие физико-механические свойства образцов сырьевой смеси: низкая морозостойкость (не более 52 циклов попеременного замораживания и оттаивания), низкое водопоглощение (6,67%), высокая плотность (1,73 г/см3), прочность при сжатии (17,12 МПа).
Задача изобретения - улучшение эксплуатационных свойств и долговечности керамического кирпича, расширение сырьевой базы производства керамических материалов с одновременной утилизацией промышленных отходов.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является повышение водопоглощения по массе и морозостойкости при сохранении прочностных характеристик.
Указанный технический результат достигается тем, что известная керамическая масса для изготовления кирпича, включающая легкоплавкую глину, минеральную добавку и порообразующий компонент, согласно изобретению в качестве минеральной добавки содержит алюмосодержащий отход с содержанием оксида алюминия более 90%, образованный при уничтожении энергонасыщенных материалов, с удельной поверхностью 4700-5000 см2/г, а в качестве порообразующего компонента содержит тонкомолотый бой автоклавного газобетона крупностью зерен менее 1 мм при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| легкоплавкая глина | 60-70 |
| алюмосодержащий отход | 20-25 |
| тонкомолотый бой автоклавного газобетона | 10-15 |
Отличительными признаками заявляемой смеси для производства керамического кирпича от смеси по прототипу являются использование в качестве минеральной добавки алюмосодержащего отхода с содержанием оксида алюминия более 90%, образованного при уничтожении энергонасыщенных материалов, с удельной поверхностью 4700 - 5000 см2/г; использование в качестве порообразующего компонента тонкомолотого боя автоклавного газобетона крупностью зерен менее 1 мм, а также иное количественное соотношение используемых ингредиентов, мас.%: легкоплавкая глина – 60-70, алюмосодержащий отход – 20-25, тонкомолотый бой автоклавного газобетона – 10-15.
Для регулирования пористости и водопоглощения по массе готового изделия в составе сырьевой смеси для производства керамического кирпича в качестве порообразующей добавки использовался тонкомолотый бой автоклавного газобетона с размером частиц менее 1 мм.
Отличительные признаки в совокупности с известными позволяют улучшить эксплуатационные свойства по показателям водопоглощения по массе и морозостойкости при сохранении прочностных характеристик.
Для приготовления сырьевой смеси для производства керамического кирпича используют следующие компоненты:
1. В качестве основного глинистого сырья для производства керамического кирпича использовалась легкоплавкая глина Калинкинского месторождения Пермского края. Глина характеризуется как среднепластичная с плотной тонкодисперсной структурой; текстура – беспорядочная (неориентированная), с низким содержанием включений размером более 0,5 мм, представленных органическими остатками. По химическому составу, мас. %: SiO2 – 72,37; Al2O3 – 11,35; TiO2 – 0,83; Fe2O3 – 4,86; CaO – 1,38; MgO – 2,76; Na2O – 3,22; K2O – 4,09; п.п.п – 3,04 глина относится к группе кислых глин с высоким содержанием красящих окислов (Fe2O3 более 3%).
2. В качестве минеральной добавки использовался алюмосодержащий отход с содержанием оксида алюминия более 90%, образованный при уничтожении энергонасыщенных материалов, с удельной поверхностью 4700 - 5000 см2/г.
3. Тонкомолотый бой автоклавного газобетона с размером частиц менее 1 мм, изготовленного из кварцевых и кварцево-полевошпатовых песков.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.
Керамическую массу предложенного состава готовили пластическим способом следующим образом.
Легкоплавкую глину Калинкинского месторождения Пермского края и бой автоклавного газобетона (полученного с предприятий Пермский завод силикатных панелей и Пермтрансжелезобетон) предварительно высушивали до постоянной массы при температуре 105±5ºС, а затем измельчали механическим способом до крупности менее 1 мм. Минеральную глиноземистую добавку (отход уничтожения энергонасыщенных материалов) высушивали до постоянной массы при температуре 105±5ºС и измельчали в шаровой мельнице в течение 24 часов, затем полученный порошок просеивали через сито 0,063 мм.
Далее компоненты дозировались по массе с точностью до 1%, затем после добавления воды механически перемешивались до однородного состояния.
Из полученной керамической массы влажностью 20-22%, после ее вылеживания в эксикаторе в течение 24 часов, формовали лабораторные образцы-цилиндры, которые затем высушивали при температуре 60±5ºС до влажности не более 8%, после чего обжигали при температуре 1050°С.
В таблице 1 приведены составы керамических масс.
Таблица 1
Составы керамических масс
| Компоненты | Содержание компонентов, масс. % | |
| 1 | 2 | |
| Легкоплавкая глина | 70 | 60 |
| Алюмосодержащий отход | 20 | 25 |
| Тонкомолотый бой автоклавного газобетона | 10 | 15 |
Определение средней плотности и прочностные характеристики проводили согласно ГОСТ 23789.
Результаты испытания опытных образцов представлены в таблице 2.
Таблица 2
Физико-механические показатели образцов
| Показатели | Составы | Прототип | |
| 1 | 2 | ||
| Морозостойкость, циклы | 100 | 82 | 52 |
| Прочность при сжатии, МПа | 16,76 | 17,1 | 17,12 |
| Водопоглощение, % | 16,9 | 15,3 | 6,67 |
| Плотность, г/см3 | 1,67 | 1,65 | 1,73 |
Как видно из таблицы 2, образцы из предложенных составов имеют более высокие показатели морозостойкости (количество циклов попеременного замораживания и оттаивания водонасыщенных образцов при температуре от минус 18±2ºС до плюс 20±2ºС) и водопоглощения по массе, чем прототип, при этом прочность при сжатии опытных образцов по сравнению с прототипом снижается незначительно (на 2,1 %).
Полученную сырьевую смесь можно рекомендовать для производства керамического кирпича пластическим способом формования, а использование техногенного сырья при получении керамического кирпича способствует расширению сырьевой базы для производства керамических материалов, утилизации промышленных отходов.
Claims (2)
- Керамическая масса для изготовления кирпича, включающая легкоплавкую глину, минеральную добавку и порообразующий компонент, отличающаяся тем, что в качестве минеральной добавки содержит алюмосодержащий отход с содержанием оксида алюминия более 90%, образованный при уничтожении энергонасыщенных материалов с удельной поверхностью 4700-5000 см2/г, а в качестве порообразующего компонента содержит тонкомолотый бой автоклавного газобетона крупностью зерен менее 1 мм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
-
легкоплавкая глина 60-70 указанный алюмосодержащий отход 20-25 тонкомолотый бой автоклавного газобетона 10-15
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2816936C1 true RU2816936C1 (ru) | 2024-04-08 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2040504C1 (ru) * | 1993-02-22 | 1995-07-25 | Завод "Мосметаллоконструкция" | Шихта для изготовления керамических изделий |
| RU2354625C1 (ru) * | 2007-10-16 | 2009-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | Керамическая масса светлого тона для лицевого кирпича |
| RU2412131C1 (ru) * | 2009-11-23 | 2011-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | Шихта для изготовления керамического кирпича |
| CN114477956A (zh) * | 2022-03-02 | 2022-05-13 | 深圳市坤鹏环保建筑废料处理有限公司 | 一种轻质建筑垃圾再生砖及其制备方法 |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2040504C1 (ru) * | 1993-02-22 | 1995-07-25 | Завод "Мосметаллоконструкция" | Шихта для изготовления керамических изделий |
| RU2354625C1 (ru) * | 2007-10-16 | 2009-05-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | Керамическая масса светлого тона для лицевого кирпича |
| RU2412131C1 (ru) * | 2009-11-23 | 2011-02-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петербургский государственный университет путей сообщения" | Шихта для изготовления керамического кирпича |
| CN114477956A (zh) * | 2022-03-02 | 2022-05-13 | 深圳市坤鹏环保建筑废料处理有限公司 | 一种轻质建筑垃圾再生砖及其制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Amin et al. | Fabrication of geopolymer bricks using ceramic dust waste | |
| González-Corrochano et al. | Microstructure and mineralogy of lightweight aggregates manufactured from mining and industrial wastes | |
| KR100857616B1 (ko) | 플라이 애쉬 및 고로 수쇄 슬래그로부터 지오폴리머시멘트를 제조하는 방법, 이에 의해 제조되는 지오폴리머시멘트, 및 이에 의한 생산물 | |
| Sarmeen Akhtar et al. | Effect of different types of glasses as fluxing agent on the sintering temperature of bricks | |
| Erdogmus et al. | Effect of molding pressure and firing temperature on the properties of ceramics from natural zeolite | |
| CN1559985A (zh) | 一种堇青石—莫来石轻质耐火砖及其制备方法 | |
| US5830394A (en) | Process for making building products, production line, process for firing, apparatus for firing, batch, building product | |
| RU2412131C1 (ru) | Шихта для изготовления керамического кирпича | |
| Tonnayopas | Green building bricks made with clays and sugar cane bagasse ash | |
| RU2052417C1 (ru) | Кирпич, керамический камень, способ их изготовления и шихта для их изготовления | |
| RU2387617C1 (ru) | Способ получения сырьевой смеси для золокерамических стеновых материалов | |
| RU2816936C1 (ru) | Керамическая масса для изготовления кирпича | |
| RU2327666C1 (ru) | Способ изготовления стеновых керамических изделий с использованием осадочных высококремнеземистых пород, шихта для стеновых керамических изделий и заполнитель для стеновых керамических изделий | |
| RU2404940C1 (ru) | Керамическая масса для производства кирпича | |
| RU2646292C1 (ru) | Шихта для изготовления керамического рядового кирпича | |
| Nikitin et al. | PRODUCTION OF POROUS GLASS-CRYSTALLINE MATERIALS USING DIFFERENT TYPES OF NATURAL AND RECYCLED RESOURCES. | |
| RU2433106C2 (ru) | Способ получения теплоизоляционного гексаалюминаткальциевого материала | |
| Bajare et al. | Obtaining composition of geopolymers (alkali activated binders) from local industrial wastes | |
| KR100392933B1 (ko) | 경량 골재용 조성물 | |
| Odewole | Properties of glass-ceramics foam based on granite dust-clay-maize cob composite as a sustainable building material | |
| RU2725204C1 (ru) | Керамическая масса | |
| CN110981413A (zh) | 高性能发泡陶瓷及其制备方法与应用 | |
| RU2729475C1 (ru) | Шихта для изготовления керамического кирпича | |
| RU1780276C (ru) | Масса для изделий строительной керамики, преимущественно крупноразмерной | |
| Nurlybayev et al. | Investigation of the effect of diatomite and bentonite clays on the properties of local loam-based products |