керамическая масса полусухого прессования для изготовления кирпича
Классы МПК: | C04B33/138 от металлургических процессов, например шлак, печная пыль, гальванические отходы |
Автор(ы): | Абдрахимова Елена Сергеевна (RU), Абдрахимов Владимир Закирович (RU) |
Патентообладатель(и): | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (СГАУ) (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2010-05-19 публикация патента:
27.01.2012 |
Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения керамического кирпича. Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости и прочности изделий. Керамическая масса полусухого прессования для изготовления кирпича включает легкоплавкую глину и горелые породы, образовавшиеся после самовозгорания горючих сланцев, при следующем соотношении компонентов, мас.%: легкоплавкая глина - 50-80; горелые породы, образовавшиеся после самовозгорания горючих сланцев - 20-50. 3 табл.
Формула изобретения
Керамическая масса полусухого прессования для изготовления кирпича, включающая легкоплавкую глину, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит горелые породы, образовавшиеся после самовозгорания горючих сланцев, при следующем соотношении компонентов, мас.%: легкоплавкую глину 50-80; горелые породы, образовавшиеся после самовозгорания горючих сланцев 20-50.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения керамического кирпича.
Известна керамическая масса для получения кирпича следующего состава, мас.%: глинистая часть «хвостов» гравитации циркон-ильменитовых руд - 20-70, зола ТЭС - 30-80 /Абдрахимов Д.В. Керамический кирпич из отходов производств / Д.В.Абдрахимов, Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов. // Строительные материалы. - 1999. - № 9. - С 34-35/.
Недостатком указанного состава является низкая морозостойкость (14-30 циклов).
Наиболее близкой к изобретению является керамическая масса для изготовления кирпича, включающая следующие компоненты, мас.%: легкоплавкая глина - 50-90, металлургический шлак - 10-50 / Агафонова Н.С. Оптимизация состава керамических масс по механическим свойствам кирпича / Н.С.Агафонова, В.З.Абдрахимов, Е.С.Абдрахимова, В.П.Долгий // Известия вузов. Строительство. - 2005. - № 5. - С.53-58. Принят за прототип.
Недостатком указанного состава керамической массы является относительно низкие морозостойкость (30-55 циклов) и механическая прочность на сжатие (13,2-18 МПа).
Сущность изобретения - повышение морозостойкости и механической прочности кирпича.
Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости и механической прочности кирпича.
Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую массу, включающую легкоплавкую глину, дополнительно вводят горелые породы, образовавшиеся после самовозгорания горючих сланцев при следующем соотношении компонентов, мас.%:
легкоплавкая глина 50-80
горелые породы, образовавшиеся после самовозгорания
горючих сланцев 20-50.
В качестве отощителя для изготовления керамического кирпича использовались горелые породы, образовавшиеся после самовозгорания горючих сланцев. Горелые породы образуются в местах добычи сланцев. Сланец, который не удалось в процессе добычи отделить от пустой породы, направляется в отвал. В терриконах при совместном хранении пустых пород и сланцев за счет повышенного количества в смешанных отвальных массах органических соединений происходит самовозгорание, которое приводит к образованию большого количество отхода - горелых пород. Горелые породы представляют собой продукт низкотемпературного обжига при самовозгорании породы (смесь глины и сланцев) в терриконах в окислительной среде. Количество горелых пород в терриконах составляет от 75 до 90% от объема отвала. Химический состав горелых пород, образовавшихся после самовозгорания горючих сланцев, представлен в таблице 1.
Таблица 1 | ||||||
Химический состав горелых пород, образовавшихся после самовозгорания горючих сланцев | ||||||
SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | CaO | SO3 | R2O | п.п.п. |
39-40 | 12-13 | 7-8 | 19-19,5 | 6-7 | 0,5-1 | 14-15 |
Горелые породы хотя и являются отходами производства, но по химическому составу идентичны алюмосиликатному природному сырью для производства стеновых керамических материалов, что позволяет использовать их в производстве кирпича как основного компонента шихты.
Горелые породы в отличие от глинистых компонентов не обладают пластичностью и связующей способностью, поэтому керамические материалы на их основе требуют использование пластических компонентов.
Повышенные содержания в горелых породах:
1) п.п.п. (потерь при прокаливании) способствует обжигу кирпича изнутри;
2) оксидов железа и кальция спеканию при относительно невысоких температурах (1000-1050°С);
3) оксида алюминия повышению прочности и морозостойкости.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, представлены ниже. Из керамической массы влажностью 8-12% прессовали кирпич, который обжигали при температуре 1050°С. В таблице 2 приведены составы керамических масс, а в таблице 3 - физико-механические показатели кирпича.
Таблица 2 | ||||
Составы керамических масс | ||||
Компоненты | Содержание компонентов, мас.% | |||
1 | 2 | 3 | 4 | |
легкоплавкая глина | 80 | 70 | 60 | 50 |
горелые породы, образовавшиеся после самовозгорания горючих сланцев | 20 | 30 | 40 | 50 |
Таблица 3 | |||||
Физико-механические показатели кирпича | |||||
Показатели | Составы | Прототип | |||
1 | 2 | 3 | 4 | ||
Предел прочности при сжатие, МПа | 18,2 | 18,8 | 19,4 | 19,7 | 13,2-18,0 |
Морозостойкость, циклы | 57 | 62 | 65 | 70 | 30-55 |
Усадка, % | 6,5 | 6,6 | 6,8 | 6,9 | 6,7-8,5 |
Плотность, кг/м3 | 1880 | 1830 | 1760 | 1710 | - |
Как видно из таблицы 3, кирпичи из предложенных составов имеют более высокие показатели по прочности и морозостойкости, чем прототип.
Полученное техническое решение при использовании горелых пород, образовавшихся после самовозгорания горючих сланцев, позволяет повысить прочность и морозостойкость кирпича.
Использование отходов производств при получении кирпича полусухого прессования способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды, расширению сырьевой базы для керамических материалов.
Класс C04B33/138 от металлургических процессов, например шлак, печная пыль, гальванические отходы