способ изготовления керамзита

Формула изобретения

Способ изготовления керамзита преимущественно из глинистого сырья, включающий измельчение глины до однородной массы, приготовление пластичной массы из сырья, формование заготовок, сушку и последующий обжиг, отличающийся тем, что при обжиге заготовок, отформованных в виде куба, получают шарообразные гранулы с коэффициентом формы 1,0 - 1,03.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для изготовления керамзита из глинистого сырья.

Известен способ изготовления керамических изделий, преимущественно керамзита с коэффициентом формы 1,05 - 1,2, путем измельчения глины, формования крошки в виде стержней, подсушивания и вылеживания в течение 2-6 часов в герметизированном бункере-накопителе. После вылеживания крошку подают на формование сырцовых гранул объемным сжатием /Авторское свидетельство СССР N 8676603, МКИ2 C 04 B 31/20, 1979 г./.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что известный способ изготовления керамзита с коэффициентом формы 1,05 - 1,2 является сложным и длительным. В известном способе необходимо соблюдать размеры крошки 5-30 мм, поддерживать определенную влажность и соблюдать подсушивание в течение 2-6 часов.

Известен способ формования заготовок из глинистого сырья в виде куба при изготовлении обжигового искусственного заполнителя - керамдора /Авторское свидетельство СССР N 765236, МКИ3 C 04 B 31/02, 31/20, 1980 г./.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что в известном способе необходимо получить керамдор, являющийся заменителем природного щебня и гравия, с высокой плотностью и прочностью, для чего проводят прокаливание по новому режиму, что позволяет практически полностью осуществить процессы, связанные с выделением газообразных продуктов до обжига, что исключает получение пористых гранул для легких марок керамзита.

Наиболее близким способом того же назначения к заявляемому изобретению по совокупности признаков является способ изготовления керамзита, в котором измельчают глину до однородной массы, готовят пластическую массу из сырья, формуют заготовки цилиндрической формы, сушат их с последующим обжигом /Онацкий С. П. Производство керамзита. - М.: Изд-во литературы по строительству. 1971 г./.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа, относится то, что сырцовые гранулы формуют цилиндрической формы, а готовый керамзит имеет коэффициент формы 1,2-1,5 и не однородный по прочности и плотности.

Задачей данного изобретения является получение из одного и того же глинистого сырья более легких марок керамзита без уменьшения прочности на сжатие.

Технический результат - получение керамзита шарообразной формы с коэффициентом формы 1,0-1,03, повышение однородности по прочности и плотности гранул керамзита, а также получение более легких марок керамзита.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном способе изготовления керамзита, включающем измельчение глины до однородной массы, приготовление пластичной массы из сырья, формование заготовок, сушку и последующий обжиг, особенность заключается в том, что при обжиге заготовок, отформованных в виде куба, получают шарообразные гранулы с коэффициентом формы 1,0-1,03.

Отличительным и существенным признаком заявляемого способа является формование заготовок кубической формы и получение после обжига шарообразных гранул с коэффициентом формы 1,0-1,03, что обеспечивает повышение однородности по прочности и плотности гранул керамзита.

Кубическая форма заготовок является наиболее близкой к форме шара. Формование заготовок кубической формы положительно влияет на вспучиваемость при сохранении плотности и прочности за счет увеличения поверхности на 8,4% при нагревании в сравнении с сырцовыми гранулами цилиндрической формы 1,6 х 16 мм (диаметр и высота). Объем такой цилиндрической гранулы составляет y = r²H, где r - радиус цилиндрической гранулы, H - высота цилиндра, У = 3,14 8² 16 = 3215 мм².

При сохранении того же объема и массы сырья для гранулы кубической формы ее формуют с ребром a = 14,76 мм. Объем кубически гранулы составляет: Y = a³, где a - ребро куба, Y = 14,76³ = 3215 мм³. При равных объемах и массе, но различных по форме (цилиндр и куб), гранулы имеют разные поверхности: для цилиндрической гранулы: 2 пг (H + r) = 1205,76 мм², для кубической формы гранулы: 6a² = 1307,15 мм², что на 8,4% больше, чем у гранул цилиндрической формы. При наибольшей открытой поверхности для гранул кубической формы появляется возможность равномерного доступа тепла ко всем частям нагреваемой гранулы, улучшается режим нагрева гранул, благодаря чему происходит одинаковое вспучивание гранулы во всех направлениях.

Пример выполнения способа.

Испытания проводились на природных глинистом сырье Шаймурзинского месторождения Республики Татарстан. Химический состав сырья мас.%: SiO₂ - 55,79; TiO₂ - 2,02; Al₂O₃ - 18,82; Fe₂O₃ - 8,98; MnO - 0,11; CaO - 1,09; MgO - 1,75; Na₂O - 0,68; K₂O - 4,08; P₂O₅ - 0,16; п.п.п. - 7,52.

Глинистое сырье (пробу) предварительно подсушивают в сушильном шкафу при температуре 105^oC до воздушно-сухого состояния. Затем дробят до крупности 1 мм в щековой дробилке. Затем раздробленную сухую смесь перемешивают и увлажняют водой до влажности 25-30%, тщательно перемешивают до пластического состояния.

Из полученной массы формуют гранулы кубической формы размером 14,76х14,76х14,76 мм, сушат до воздушно-сухого состояния. Термическая обработка гранул производится по двухступенчатому принципу нагревания, обеспечивающему быстрый нагрев от температуры термоподготовки до температуры вспучивания по ТУ 21-0284739-12-90.

Данные физических свойств полученного керамзита приведены в таблице (пример 1).

Для сравнения коэффициентов формы получаемых гранул керамзита и их физических свойств был проведен дополнительный эксперимент по получению гранул керамзита из того же глинистого сырья по известной технологии с получением сырцовых гранул цилиндрической формы. Результаты эксперимента приведены в табл. 1 (пример 2).

Из таблицы следует, что предлагаемый способ с формованием сырцовых гранул кубической формы при обжиге обеспечивает получение керамзитовых гранул шарообразной формы (коэффициент формы 1,03) и меньшей насыпной плотностью в 1,3 раза в сравнении с получением гранул керамзита по известной технологии (коэффициент формы 1,87 с насыпной плотностью 174 кг/м³).

Кроме того, применение предлагаемого способа изготовления керамзита приводит к получению более однородной продукции по прочности и плотности и к повышению марок керамзита. Стало возможным получение из одного и того же глинистого сырья более легких марок керамзита (марки 150 вместо марки 250) без изменения прочности на сжатие. Получаемый керамзит по физическим свойствам отвечает требованиям ГОСТ 9759-86.

Предлагаемое изобретение является промышленно применимым, так как отвечает следующим условиям:

- заявляемый способ предназначен для использования в производстве строительных материалов для изготовления керамзита;

- заявляемый способ обеспечивает достижение усматриваемого заявителем технического результата, а именно изготовление керамзита с коэффициентом формы 1,0-1,03;

- для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте изложенной формулы изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке примеров.