керамическая масса для изготовления керамического кирпича

Формула изобретения

Керамическая масса для изготовления керамического кирпича, включающая легкоплавкую глину, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит алюмосодержащий шлам щелочного травления с содержанием оксидов, мас. %: SiO₂ - 1,5-2; Al₂O ₃ - 85-90; Fe₂O₃ - 2,5-3,0; CaO - 2-2,5; MgO - 1-1,5; R₂O - 0,8-1,5, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

легкоплавкая глина - 70-90;

алюмосодержащий шлам щелочного травления - 10-30.

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.%: 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/ [1].

Недостатком указанного состава керамической массы является относительно низкая морозостойкость.

Наиболее близкой к изобретению является керамическая масса для изготовления кирпича, включающая следующие компоненты, мас.%: легкоплавкая глина - 70-90, алюмощелочной шлам, полученный при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола - 10-30 / Абдрахимов В.З. Патент RU № 2388722, С044В 33/132. Керамическая масса для изготовления керамического кирпича. / В.З.Абдрахимов, Е.С.Абдрахимова. Опубликовано 10.05.2010. Бюл. № 13/ [2], принята за прототип.

Недостатками указанного состава керамической массы являются относительно низкие морозостойкость, прочность при сжатии и термостойкость.

Сущность изобретения - повышение морозостойкости, прочности при сжатии и термостойкости кирпича.

Техническим результатом изобретения является повышение качества керамического кирпича.

Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую массу, включающую легкоплавкую глину, дополнительно вводят алюмосодержащий шлам щелочного травления с содержанием оксидов, %: SiO₂ - 1,5-2; Al₂ O₃ - 85-90; Fe₂O₃ - 2,5-3,0; CaO - 2-2,5; MgO - 1-1,5; R₂O - 0,8-1,5, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

легкоплавкая глина	70-90
алюмосодержащий шлам щелочного травления	10-30

В предложенных составах в качестве алюмосодержащего сырья, взамен алюмощелочного шлама, получаемого при очистке стоков производств этил- и изопропилбензола, предложен алюмосодержащий шлам щелочного травления.

Алюмосодержащий шлам щелочного травления является отходом Самарского металлургического завода. Химический состав основных оксидов алюмосодержащего шлама щелочного травления колеблется в следующих пределах, %: SiO₂ - 1,5-2; Al₂O₃ - 85-90; Fe₂O₃ - 2,5-3,0; CaO - 2-2,5; MgO - 1-1,5; R₂O - 0,8-1,5.

Большинство легкоплавких (кирпично-черепичных) глин России классифицируется как полукислые и кислые, причем неспекающиеся с высоким содержанием красящих оксидов и низким содержанием оксида алюминия (Al₂O₃=10-14%). При таком низком содержании оксида алюминия в глинистых компонентах из них невозможно получить кирпич марок M150 и более. Для возведения несущих стен нижних этажей зданий повышенной этажности (15 этажей и более) требуется керамический кирпич марок М150-М300. Основным резервом для получения высокомарочных керамических кирпичей и камней являются высокоглиноземистые отходы. К таким отходам относится алюмосодержащий шлам щелочного травления с высоким содержанием оксида алюминия (Al₂O₃ - 85-90%), образующийся на металлургических, авиационных и других производствах. По способу образования, размеру частиц и удельной поверхности такие шламы можно отнести к нанотехногенному сырью.

Повышенное содержание оксидов алюминия (Al₂O₃ - 85-90%) в алюмосодержащем шламе щелочного травления будет способствовать повышению морозостойкости, прочности на сжатие и термостойкости кирпича.

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 таблице 1 приведены составы керамических масс, а в таблице 2 - физико-механические показатели кирпича.

Таблица 1
Составы керамических масс
Компоненты	Содержание компонентов, мас.%
	1	2	3	4
Легкоплавкая глина	90	85	80	70
Алюмосодержащий шлам щелочного травления	10	15	20	30

Таблица 2
Физико-механические показатели кислотоупоров
Показатели	Составы				Прототип
	1	2	3	4
Морозостойкость, циклы	114	118	124	130	37-52
Механическая прочность при сжатии, МПа	22,5	23,8	26,2	28,8	14,4-17,8
Термостойкость, °С	144	148	157	168	130-142

Как видно из таблицы 2, кирпичи из предложенных составов имеют более высокие показатели на морозостойкость, прочность при сжатии и термостойкость, чем прототип.

Полученное техническое решение при использовании алюмосодержащего шлама щелочного травления позволяет повысить морозостойкость и механическую прочность при сжатии кирпича.

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