керамическая масса светлого тона для лицевого кирпича

Формула изобретения

Керамическая масса светлого тона для лицевого кирпича, содержащая кембрийскую глину и бой пенобетона, отличающаяся тем, что дополнительно содержит гранулированный доменный шлак с модулем крупности М _кр=2,0-2,4, а бой пенобетона использован в тонкомолотом виде с остатком на сите № 008 не более 10%, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

глина кембрийская	56-64
тонкомолотый бой пенобетона
с остатком на сите № 008 не более 10%	18-22
гранулированный доменный шлак с Мкр=2,0-2,4	18-22

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве керамических строительных материалов, например для лицевого кирпича, черепицы, облицовочной керамической плитки светлого тона из кембрийской глины.

Известна керамическая масса для изготовления лицевого кирпича из красножгущегося глинистого сырья путем смешивания легкоплавкой глины с 15-50 мас.% доломита (Лундина М.Г. Добавки в шихту при производстве керамических стеновых материалов. Обзорная информация ВНИИЭСМ, М., 1974,с.70-71).

Известна керамическая масса светлого тона для лицевого кирпича состава (об.%): глина кембрийская - 45, песок кварцевый - 20, мел технический дисперсный - 35 (Альперович И.А., Осипов Г.Т., Свитко B.C. Лицевой кирпич светлых тонов на основе кембрийских глин. // Строительные материалы, 1995, № 11, с.6-8).

Недостатком указанных составов является невысокая прочность, а также высокая температура обжига.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является керамическая масса светлого тона для лицевого кирпича, содержащая кембрийскую глину и дробленый бой автоклавного пенобетона с размером частиц менее 1 мм, при следующих соотношениях компонентов, мас.%: глина кембрийская 65-70, дробленый бой автоклавного пенобетона с размером частиц менее 1 мм 30-35 (RU № 2354625, С04В 33/132, опубл. 10.05.2009, бюл. № 13).

Недостатком указанного состава является высокая температура обжига и недостаточно высокая прочность керамического черепка.

Задачей предлагаемого изобретения является уменьшение температуры обжига и повышение прочности керамического черепка.

Поставленная задача достигается тем, что керамическая масса светлого тона для лицевого кирпича, содержащая кембрийскую глину и бой пенобетона, дополнительно содержит гранулированный доменный шлак с модулем крупности М_кр=2,0-2,4, бой пенобетона использован в тонкомолотом виде с остатком на сите № 008 не более 10%, при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

глина кембрийская	56-64
тонкомолотый бой пенобетона
с остатком на сите № 008 не более 10%	18-22
гранулированный доменный шлак с Мкр=2,0-2,4	18-22

Изобретение направлено на повышение прочности и снижение температуры обжига на 20 градусов керамического кирпича на основе кембрийской глины в сочетании с тонкомолотым боем пенобетона с остатком на сите № 008 не более 10% и используемым в качестве отощителя гранулированным доменным шлаком.

Повышение прочности материала определяется особенностями поведения низкоосновных гидросиликатов кальция, составляющих основу пенобетона, а также витрофировой структурой гранулированного доменного шлака, которая обеспечивает формирование высокопрочных дендритных структур керамической матрицы. Низкоосновные гидросиликаты в комбинаций с кембрийской глиной при обжиге переходят при температуре 800-850°C в волластонит, представленный бесцветными тонкими удлиненными пластинчатыми и игольчатыми кристаллами, а также кристаллизуются такие соединения, как мелилит, анортит, упрочняющие керамическую матрицу. Совокупность указанных процессов позволяет получить более высокую прочность керамического черепка и снизить температуру обжига.

Кроме того, применение гранулированного доменного шлака с модулем крупности M_кр=2,0-2,4 попутно позволяет решить комплекс вопросов по улучшению качества масс полуфабриката, оптимизации технологического процесса и, в конечном счете, готовых изделий. В частности, улучшить сушильные свойства сырца, снизить усадку.

ПРИМЕР КОНКРЕТНОГО ВЫПОЛНЕНИЯ

Изделия изготавливаются по общепринятой технологии производства керамического лицевого кирпича пластическим формованием с обжигом при температуре плюс 1000°C.

В качестве глинистого сырья для лицевого керамического кирпича используется легкоплавкая красножгущаяся кембрийская глина месторождения Красный Бор. В качестве осветляющей добавки используется тонкомолотый бой пенобетона любой плотности, более чем на 80% состоящий из низкоосновных гидросиликатов, измельченный в шаровой мельнице до остатка на сите № 008 не более 10%. Использование тонкомолотого боя неавтоклавного пенобетона с остатком на сите № 008 более 10% снижает эффективность осветления керамического кирпича. В качестве отощителя используется гранулированный доменный шлак. При выплавке чугуна и стали образуется около тонны гранулированного доменного шлака на каждую тонну металла. При быстром охлаждении (грануляции) в шлаке присутствует стекло, содержание которого достигает 80% по массе и более. В кристаллической составляющей присутствует геленит, монтичеллит, шпинель и другие силикаты, алюминаты и алюмосиликаты Ca и Mg. Так, например, череповецкий гранулированный доменный шлак обладает аморфной структурой, содержит 2CaO·SiO₂ и небольшое количество соединений железа и марганца. Химический состав Череповецкого шлака представлен в табл.1.

Таблица 1
Химический состав череповецкого шлака, мас.%
SiO2	Al2O3	Fe2O3	CaO	MnO	MgO
41,92	6,6	0,33	44,8	0,9	2,38

Образцы кирпича, отформованные вручную в формах размером 160×40×40 мм, сушили при температуре плюс 100°C до влажности 4-6% и обжигали при максимальной температуре плюс 1000°C с выдержкой не менее 1 часа.

После обжига определялись следующие показатели образцов предел прочности при сжатии и при изгибе по ГОСТ 8462-85, цвет лицевой поверхности - визуально. Результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2
Физико-технические показатели образцов
Состав керамической массы	Цвет черепка	Предел прочности при сжатии, МПа	Температура обжига, °С
Прототип	мас.%	Светло-кремовый		1020
Глина кембрийская -	65	Ср. 12,2
Дробленый бой автоклавного пенобетона с	Мин. 10,1
размером частиц менее 1 мм -	35
Глина кембрийская -	64	Более светлый с бежевым оттенком		1000
Гонкомолотый бой пенобетона с остатком
на сите 008 мм не более 10% -	18	Ср. 16,2
Гранулированный доменный шлак	Мин. 15,1
с Мкр=2,0-2,4 -	18
Глина кембрийская -	60	Светло-кремовый		1000
Гонкомолотый бой пенобетона с остатком	Ср. 16,6
на сите 008 мм не более 10% -	20
Гранулированный доменный шлак	Мин. 15,9
с Мкр=2,0-2,4 -	20
Глина кембрийская -	56	Светло-кремовый		1000
Тонкомолотый бой пенобетона с остатком	Ср. 17,1
на сите 008 мм не более 1% -	22
Гранулированный доменный шлак	Мин. 16,1
с Мкр=2,0-2,4 -	22

Механизм действия тонкомолотого боя пенобетона с остатком на сите № 008 не более 10% состоит в том, что при обжиге низкоосновные гидросиликаты переходят в волластонит и дополнительно выкристаллизовывают из гранулированного шлака новые фазы - окерманит и геленит, переходящие в мелилит. Все вместе взятое скрепляет керамический черепок, и достигается снижение температуры обжига и повышение прочности образцов.

Анализ результатов, приведенных в таблице 2, свидетельствует о том, что введение в состав керамической массы в качестве отощителя гранулированного доменного шлака в сочетании с осветляющей добавкой тонкомолотого боя пенобетона приводит к более интенсивному образованию жидкой фазы в керамическом черепке, что способствует снижению температуры обжига и повышению прочности в сравнении со значениями, достигаемыми при использовании в качестве отощителя и осветляющей добавки дробленого боя автоклавного пенобетона.

При использовании в качестве отощителя гранулированного доменного шлака наблюдается попутный эффект снижения усадки и повышения трещиностойкости образцов при сушке, что приводит к оптимизации технологического процесса.