керамическая масса для изготовления керамического кирпича

Формула изобретения

Керамическая масса для изготовления керамического кирпича, включающая бейделлитовую легкоплавкую глину с верхним пределом температуры огнеупорности, близкой к температуре тугоплавких глиной золошлаковый материал с содержанием органики 15-25%, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит карбонатный шлам, содержащий в мас.%: SiO₂ 19,5; Al₂ О₃ 1,04; CaO 47,54; MgO 8,0; Fe ₂О₃ 1,51; R₂ O 0,21; п.п.п. 21,08, получаемый при водоочистке питьевой воды при следующем соотношении компонентов, мас.%:

бейделлитовая легкоплавкая глина с верхним пределом температуры огнеупорности, близкой к температуре тугоплавких глин 50-70; золошлаковый материал с содержанием органики 15-25% 15-25; карбонатный шлам, получаемый при водоочистке питьевой воды с содержанием в мас.%: SiO ₂ 19,5; Al₂О₃ 1,04; CaO 47,54; MgO 8,0; Fe₂O ₃ 1,51; R₂O - 0,21; п.п.п. 21,08 15-25.

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 цирконильменитовых 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/ [1].

Недостатком указанного состава является относительно низкая морозостойкость (14-30 циклов).

Наиболее близкой к изобретению является керамическая масса для изготовления кирпича, включающая следующие компоненты, мас.%: бейделлитовая легкоплавкая глина с верхним пределом температуры огнеупорности, близкой к температуре тугоплавких глин, - 50-70, золошлаковый материал с содержанием органики 15-25% - 30-50 /Абдрахимов В.З. Использование золы ТЭС в производстве керамического кирпича / В.З.Абдрахимов // Межвузовский сборник трудов. - Самара, 2006. - Вып. 1. Повышение энергоэффективности зданий и сооружений. - С.88-92. / [2]. Принят за прототип.

Недостатком указанного состава керамической массы является относительно низкая термостойкость.

Сущность изобретения - повышение качества строительных материалов.

Техническим результатом изобретения является повышение термостойкости и морозостойкости кирпича.

Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую массу, включающую бейделлитовую легкоплавкую глину с верхним пределом температуры огнеупорности, близкой к температуре тугоплавких глин, и золошлаковый материал с содержанием органики 15-25%, дополнительно вводят в качестве кальцийсодержащего компонента карбонатный шлам, получаемый при водоочистке питьевой воды, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

бейделлитовая легкоплавкая глина с верхним
пределом температуры огнеупорности, близкой
к температуре тугоплавких глин	50-70
золошлаковый материал с содержанием органики 15-25%	15-25
карбонатный шлам, получаемый при
водоочистке питьевой воды, с содержанием
СаО 47,54 и SiO2 19,5%	15-25

В качестве основного глинистого сырья для производства керамического кирпича использовалась глина Образцовского месторождения Самарской области. Глина Образцовского месторождения характеризуется как среднедисперсная, преимущественно с низким содержанием мелких и средних включений, представленных кварцем, железистыми минералами, гипсом и карбонатными включениями, химический состав представлен в табл.1. Основным породообразующим минералом глины является бейделлит, среднее содержание которого составляет до 70%.

Таблица 1
Химические составы компонентов
Компоненты	Содержание оксидов, мас.%
	SiO2	Al2O 3	СаО	MgO	Fe2О3	R2O	SO3	п.п.п.
Бейделлитовая глина Образцовского месторождения	57,13	19,25	2,0	1,32	5,72	1,5	1,01	8,8
Золошлаковый материал Тольяттинской ТЭЦ (Донецкий бассейн)	49,16	17,7	3,99	2,36	6,42	0,1	0.9	19,94
Карбонатный шлам	19,5	1,04	47,54	8,0	1,51	0,21	-	21,08

По гранулометрическому составу глина Образцовского месторождения относится к группе среднедисперсного сырья, высокочувствительного к сушке и характеризуется высокой усадкой образцов, а по пластичности относится к среднепластичной, число пластичности которой колеблется в пределах 15-24.

В качестве отощителя и выгорающей добавки для производства керамического кирпича использовался золошлаковый материал, химический состав которого представлен в табл.1, а в качестве кальцийсодержащего компонента использовался карбонатный шлам, получаемый при водоочистке питьевой воды. Химический состав карбонатного шлама представлен в табл.1. По минералогическому составу карбонатный шлам представлен в основном СаСО₃ (40-50% и Са(ОН) ₂ (до 30%), влажность шлама до 50%.

Известно, что СаО, несмотря на высокую температуру плавления, в глиносодержащих массах является сильным плавнем вследствие образования с Al ₂O₃ и SiO₂ сравнительно легкоплавких соединений. При температурах около 1000°С взаимодействие между СаО и глинистыми веществами еще незначительно. При более высоких температурах реакция интенсифицируется, и образуются уплотняющие легкоплавкие соединения, эвтектики и стекла.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Керамическую массу готовили пластическим способом при влажности 20-24%, из которой формовали кирпич, высушивали кирпич-сырец до влажности не более 8% и затем обжигали при температуре 1050°С. В табл.2 приведены составы керамических масс, а в табл.3 - физико-механические показатели кирпича.

Таблица 2
Составы керамических масс
Компоненты	Содержание компонентов, мас.%
	1	2	3
Бейделлитовая глина Образцовского месторождение	70	60	50
Золошлаковый материал Тольяттинской ТЭЦ (Донецкий бассейн)	15	20	25
Карбонатный шлам	15	20	25

Таблица 3
Физико-механические показатели кирпича
Показатели	Составы			Прототип
	1	2	3
Термостойкость, циклы	5	8	7	2-4
Морозостойкость, циклы	45	67	60	25-30
Усадка, %	3,8	4,2	4,0	6,5-6,8

Как видно из табл.3, кирпичи из предложенных составов имеют более высокую термостойкость и морозостойкость, чем у прототипа.

Полученное техническое решение при использовании карбонатного шлама позволяет значительно увеличить термостойкость и морозостойкость. Кроме того, введение в состав керамических масс карбонатного шлама позволяет значительно снизить усадку кирпича.

Использование техногенного сырья при получении кирпича способствует утилизации промышленных отходов, охране окружающей среды и расширению сырьевой базы для керамических материалов.

Источники информации

1. Абдрахимов Д.В. Керамический кирпич из отходов производств / Д.В.Абдрахимов, Е.С.Абдрахимова, В.З.Абдрахимов. // Строительные материалы. - 1999. - №9. - С 34-35.

2. Абдрахимов В.З. Использование золы ТЭС в производстве керамического кирпича / В.З.Абдрахимов // Межвузовский сборник трудов. - Самара, 2006. - Вып.1. Повышение энергоэффективности зданий и сооружений. - С.88-92.