Способ изготовления керамических блоков
Патент 1143732
Авторы
Классы МПК
Способ изготовления керамических блоков
Иллюстрации
Реферат
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ БЛОКОВ путем обработки гранул керамзита или вспученного сланца способный к спеканию материалом, фор мования с последующей сушкой и спеканием , о тличающийся тем, что, с целью повышения прочности изделия гранулы обрабатьгоают суспензией гидрослюдистых или каолинитовогидрослюдистых глин с содержани м твердого вещества 10-50 мас.%, затем перемепшвают с теми же глинами, увлажненными до формовочной влажности , а формование осуществляют прессованием при давлении 1,6-2,0 МПа. s Cycrtef/зия 4 СО fjuHOffocca со to
. СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
4(s1l С 04 В 35/64
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
OflHCAHME HSOE PETEHHR
Н АВТОРСКОМУ CBMPETHlbCTBY (21) 3452515/29-33 (22) 10.06.82 (46) 07.03.85. Бкл. М- 9 (72) А.Л;Эльконюк и Ю.E.Ôîìèí (7 1) Государственный научно-исследовательский институт по керамзиту (53) 666 ° 68(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
У 808457, кл. С 04 В 21/00, 1978.
2. Акцептованная заявка ФРГ
N 2137483, кл. С 04 В 43/00, опублик. 1973.
3. Акцептованная заявка ФРГ
У 2511868, кл. С 04 В 21/08, опублик. 1975 (прототип) .
ХЕраПЗс м
ÄÄSUÄÄ 1143732 A (54) (57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ БЛОКОВ путем обработки гранул керамэита или вспученного сланца способный к спеканию материалом, фор мования с последующей сушкой и спеканием,отличающийся тем, что, с целью повышения прочности изделия гранулы обрабатывают суспенУ зией гидрослюдистых или каолинитовогидрослюдистых глин с содержани м твердого вещества 10-50 мас.Ж, затем перемешивают с теми же глинами, увлажненными до формовочной влажности, а формование осуществляют прессованием при давлении 1,6-2,0 МПа. ристого керамического изделия путем обработки гранул керамзита фосфорной ки сло тай с конце и трацие и 10-807
10 в течение 3-15 мин, спеканием их при
300-600 С в течение 1-3 ч и охлаждео о нием до 40 С со скоростЬю 15 С/мин (1) .
Недостатком известного способа является низкая прочность изделия, поскольку неорганические полимерные связки, образованные в местах контакта гранул, занимают в общем объеме блока незначительный процент. Кроме того, при продолжительном нагревании ортофосфорная кислота (Н РО ) пере3 ходит в метафасфорную кислоту (.НРО ) которая .имеет вид палиМеризованной твердой стекловидной массы, очень летучая, образуя Р О . При высоких температурах Р О разрушает керами2 ческие материалы, при температуре
360 С возгоняется, раздражает. слио зистые оболочки, вызывает ожоги кожи
Использование дефицитного химически
30 чистого продукта делает способ доро" гостоящим, Известен также способ получения керамически связанного керамзита путем приготовления смеси, содержащей 70-85% кварца, 1-57 жидкого стек ла и остальное — измельченный керамзит, и второй. смеси, содержащей 4060% кварца, 15-257. глинозема, около
7% Ее О>, 1-57 карбоната бария и остальное — измельченный керамзит, смешивания 70%.первой смеси с 307. второй смеси при добавлении воды до получения консистенции шлихера, введения при перемешивании измельченного45 керамзита в количестве 20-80%, формования и последующего обжига при 19001200 С в обжиговой печи до образования керамически связанного материала (2g.
Отсутствие ортофосфорной кислоты и химически чистого продукта делают способ менее опасным и более дешевым, однако при охлаждении такого блока между керамическим изделием и металлической -формой, обладающими разными коэффициентами линейного или объемного расширения, возникают значитель50
1 1143
Изобретение атносится к промьппленности строительных материалов, в частности к производству керамичес. ких блоков, которые могут быть использованы при строительстве зданий и сооружений.
Известен способ изготовления по732 2 ные напряжения, приводящие к обраэованию в керамическом изделии трещин и е го ра э руше нию.
Наиболее близким к изобретению является способ, при котором гранулы керамзита или сланца покрывают способным к спеканию материалом и спекают
В в единое изделие (31 .
К недостаткам известного способа относятся низкие прочность и однородность полученного изделия в силу того, что между гранулой керамзита и нанесенным на нее материалом после спекания нет надежной связи, поскольку скорость усадки упругой гранулы и пластичного материала, наносимого на гранулу, различны. Кроме того, наносимый в качестве покрытия материал .беэ достаточного усилия не может занимать все пространство между гранулами и, следовательно, нельзя получить монолитное изделие.
Цель изобретения — повышение прочности изделия.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления керамических блоков путем обработки гранул керамзита или вспученного сланца способным к спеканию материалом, формования с последующей сушкой и спеканием, гранулы обрабатывают суспензией гидрослюдистых или каалинитово-гидрослюдистых глин с содержанием твердого вещества 1050 мас.7., а затем перемешивают с теми же глинами, увлажненными до формовочной влажности, а формование осуществляют прессованием при давлении 1,6-2,0 МПа.
По химическому составу предлагаемые. для обработки гидрослюдистые или каолинитово-гидрослюдистые глины характеризуются наличием в их составе щелочных и щелочназемельных элементов, а именно флюсующих ионов, таких как Na, К, Са, Мр и А1, которые понижают точку плавления всей системы и способны к изоморфным замещениям.
Обработка гранул керамзита суспензией гидрослюдистых и каолинитовогидрослюдистых глин с содержанием твердого вещества 10-50 мас.% позволяет равномерно заполнить поры керамзита частицами гидрослюд, которые при термообрабатке обеспечивают химическую кольматацию пар, а именно при 1000 С флюсующие ионы (Na, K,Ìð), входящие в состав гидраслюдистых или
11ч 3732
3 .каолинитоно-гидрослюдистых глин, вступают в химическое взаимодействие. с SiO< керамзита с образованием вязкой жидкости, которая при охлаждении не кристаллизуется и затвердевает.
5 образуя сплошную стекловидную фазу, .так как флюсуюшие ионы находятся между связями сети Si-О, которая цементирует керамзит с основной фориующей массой, состоящей из тех же 1 глин. Таким образом, эа счет заполнения пор керамзита материалом того же химического состава, что и формующая масса, при спекании обеспечивается надежное сцепление керамзита
15 с формуемой массой с созданием прочного изделия.
Обработка гранул суспензией с содержанием твердого вещества менее
10 мас.Е нецелесообразна, так как
20 приводит к переувлажнению заполнителя и, как следствие, к увеличению времени сушки изделия.
Обработка гранул суспензией с содержанием твердого вещества более
50 мас,7 ке обеспечивает достаточного насыщения пористого пространства гранул по глубине проникновения иэза повышенной вязкости суспензии.
Перемешивание гранул керамзита с глинами, увлажненными до формовоч30 ной влажности, позволяет получить. . формовочную смесь с равномерно распределенными компонентами. Прессование при давлении 1,6-2,0 ИПа обуславливает возрастание сцепления между глинистыми частицами. Прессование .при давлении менее 1,6 ИПа не .обеспечивает надежного сцепления глинистых частиц и приводит к раэрушению изделия. в процессе его термообработки.
При. увеличении давления rrpeccoaazvsr до значения более 2,0 ИПа возникают высокие касательные напряжения, что приводит к деструкции материала (разрыву сплошности среды), и, как следствие, неравномерности усадки при сушке и окислительным процессам при спекании.
На чертеже представлена техноло- гическая схема установки, поясняющая предлагаемый способ.
Гранулы керамзита (фракции 1020 мм) или ему подобного материала направляют в мешалку 1, заполненную суспензией гидрослюдиетых или каолинитово-гидрослюдистых глин с содержанием твердого вещества 10, 25 и 50 мас.7., где их выдерживают 1015 мин. Обработанные гранулы одновременно с массой гидрослюдистых ° глин формовочной влажностью 26Х поступают в шнековый пресс 2, где они перемешиваются, равномерно перераспределяются и прессуются при давлении 2 ИПа в форме блока, а суспензия при помощи насоса 3 циркулирует в замкнутой системе, Затем сформованные керамические блоки высушивают в сушильных камерах или туннельных печах при 500 С.
После сушки их спекают в туннельных или кольцевых печах при температурах спекания 1000.-1250 С.
В таблице приведены данные сравнительных испытаний с использованием гидрослюдистых глин Возжаевского месторождения и каолинитово-гидрослюдистых глин Алексеевского месторождения.
Предлагаемый способ изготовления керамических блоков прост в осуществлении, так как используется один вид сырья, кроме того, он не требует применения нбвого и специального оборудования и может быть осуществлен на заводах по производству кирпича.
Предлагаемый способ позволяет повысить прочность изделий на 5-107., при этом повышаются теплоизоляционные свойства сооружений, построенных из этих изделий.
Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа за сйет эконо.мии условного топлива, расходуемого на отапливание помещений, составит
5 руб;/т условного топлива.
1143732
Температура спекания, .Or
Содержание твердого вещества в суспензии, Х
Время сушкнр ч
Предел прочности блоТемпература сушки, С о усилие формования, ИПа
Способ ка, кг/ см
76,8
76,3
1,4
950
15,0
110,0
79,9
50 0
102,4
10,0
950
15,0
110,0
50 0
10.,0
15,0
1,8
110,0
950
50,0
52.10,0
110,0
950
15,0
2,0
50 0
10,0
15,0
950
2,2
110,0
50,0
71,4
10,0
15,0
73,2
74,6
50 0
950
Известный
75,0- 77, 0
950
Предлагаемый 10,0
Возжаевское месторождение. 2,4 . 110,0
Формооб- 110,0 разование в формах без при- . ложения внешней нагрузки, (ус. форм.) 107,3
109,0
1033 1
107,8
110,4
104,5
108, 6
111,4
104, О.
108, 1
110, 6
1143732
5 6! 7
3 4
76,1
1,4
76,4
1,6
78,5
1,8
2,0
1 1 О., О
950
79,7
2,2
78,1
2,4
75,2
85,2
15,0
85,1
86,0
50,0
1,4
120,0
1000
10,0
110,8!
20,0
1,6
15,0
1000
50,0. 10,0
120, О
1,8
15,0
117,8
1000 50,0
117„1
10,0
15,0
118,4
50,0
120 О
1000
2,0
10,0
15,0
1000
120,0
50,0
2,2
80,1
10,0
82,4
15,0
1000
81,3.50,0
2,4
120, О
Предлагаемый 10 О
Алексеевское месторождение
Продолжение таблицы
11596
115,5
112,4
112,2
119,4
111,2
112,4
110,2
: 1143732
Продолжение таблицы
) 6
Формообразова- 120,0 ние в 4юрмах без приложения . нагрузки.
Известный
1000
78-80
86,3
1,4
90,2
1,8
94,6
2,0
120,0
1000
99,1
2,2
95,6
2,4
82,5
Заказ 845/21 Тираж 605 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r.Ó êãîðîä, ул.Проектная, 4
Составитель Л.Булгакова
Редактор Г.Волкова Текред Т.Фанта 1 орректор И.Муска