Керамическая масса

Изобретение относится к области строительства, и может найти применение в производстве изделий стеновой керамики. Техническим результатом изобретения является повышение трещиностойкости, улучшение архитектурного вида, подавление высолов. Указанный технический результат достигается тем, что керамическая масса включает глинистое легкоплавкое сырье, отработанный железооксидный катализатор производства аммиака и пластифицирующую добавку - аминный модификатор АМ-1, при следующем соотношении компонентов в мас.%: глинистое легкоплавкое сырье - 93-99,5, аминный модификатор АМ-1 - 0,005-0,4 и отработанный железооксидный катализатор производства аммиака - остальное, причем в качестве глинистого сырья используется комбинация из двух легкоплавких глин, взятых в массовом соотношении 1,0:(0,1-1). 1 табл.

Реферат

Изобретение относится к области строительства, в частности к составу керамической массы, и может найти применение в производстве изделий стеновой керамики, например кирпича и плитки. Основой для их изготовления являются высокоплавкие и низкоплавкие глины, различающиеся гранулометрическим и химическим составом, определяющим выбор необходимых добавок в ходе рецептуростроения с целью достижения требуемого архитектурного вида и других потребительских свойств.

Известна керамическая масса [SU №1211241, кл. С04В 33/00, опубл. 15.02.1988 г.], включающая глину легкоплавкую полиминеральную, глину легкоплавкую гидрослюдистую, кварцевый песок и плиточный бой и дополнительно отходы тальковых карьеров, содержащие около 27 мас.% СаО и MgO, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

глина легкоплавкая полиминеральная40-50
глина легкоплавкая гидрослюдистая10-20
кварцевый песок15-20
плиточный бой10-15
отходы тальковых карьеров5-10

Недостаток данного технического решения обусловлен повышенным водопоглощением керамики.

Известна [SU №1662984, кл. С04В 33/00, 1988 г.] керамическая масса, содержащая, мас.%: 45,34-49,37 - глины; 27,21-29,63 - кварцевого песка; 0,05-0,40 - соапстока - отхода производства растительных масел и воду, позволяющая выработать продукцию с пониженным водопоглощением и улучшенной механической прочностью при одновременном повышении пластичности сырьевой массы.

К ее недостаткам следует отнести нестабильность показателей качества соапстока и, соответственно, пластифицирующего эффекта, вызванного его вводом.

Наиболее близким по технической сущности является керамическая масса [RU №2259972, кл. С04В 33/00], включающая глинистое легкоплавкое сырье, измельченный ферромарганцевый гранулированный шлак и отход производства аммиака, причем в качестве ферромарганцевого гранулированного шлака вводят измельченный доменный ферромарганцевый гранулированный шлак - отход выплавки чугуна с максимальным размером частиц 1,25 мм состава (мас.%): SiO2 - 33-39; CaO - 39-42; MgO - 7-10; Al2О3 - 7-10; MnO - 4-8; FeO - 0,2-0,3; S - 2,4-2,7, а в качестве отхода производства аммиака - молотый железосодержащий катализатор, при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Глинистое легкоплавкое сырье80-90
Указанный доменный ферромарганцевый шлак9,85-19,9
Указанный отработанный
железосодержащий катализатор0,1-0,15.

К ее недостаткам следует отнести необходимость использования шлака определенного гранулометрического состава, а также дорогостоящей пластичной глины в качестве добавки к суглинкам, обеспечивающей улучшение пластоэластических показателей.

Технической задачей изобретения является расширение сырьевой базы для производства керамической массы с целью получения керамики с улучшенным архитектурным видом и повышенной трещиностойкостью на основе глин с низким содержанием оксидов алюминия и железа.

Поставленная задача достигается тем, что в керамической массе увеличено содержание отработанного железооксидного катализатора, являющегося плавнем и пигментом, в качестве глинистого сырья использована комбинация двух легкоплавких глин различного минерального и химического состава, взятых в определенном массовом соотношении, а в роли пластификатора применен аминный модификатор АМ-1.

Сущностью предлагаемого технического решения является керамическая масса, включающая легкоплавкое глинистое сырье, отработанный железооксидный катализатор производства аммиака и пластифицирующую добавку, причем глинистое сырье является комбинацией из двух легкоплавких глин, взятых в массовом соотношении 1,0:(0,1-1), из которых первая служит отощителем, а вторая обогащена оксидом алюминия, а в роли пластифицирующей добавки выступает аминный модификатор АМ-1 состава, мас.%:

Моноэтаноламин15-70
смесь 1-(2-оксиэтил)имидазолидона-2
и 1-(2-оксиэтил)этилендиамина, не более50
водаостальное,

при следующем содержании указанных компонентов, мас.%:

глинистое легкоплавкое сырье93-99.5
аминный модификатор АМ-10,05-0.4
отработанный железооксидный катализаторостальное.

Для получения керамической массы использованы глины со следующим минеральным и химическим составом.

Глина I(отощитель) Глина II
минеральный, мас.%
полевой шпат20,330,5
глина8,322,3
песок71,447,2
химический, мас.%
SiO266,255,7
Al2O210,916,9
СаО5,82,9
MgO2,61,6
Fe2O32,37,2
TiO20,41,2
K2O2,02,5
Na2O1,21,2
потери при прокаливании8,610,8

Отработанный катализатор производства аммиака марки СТК-1 по химическому составу соответствует требованиям ТУ 113-03-317-86 (мас.%).

Массовая доля Fe2O3, не менее88
Массовая доля Cr2О3, не менее7,0
Массовая доля марганца в пересчете на MnO31,0-1,5

Аминный модификатор AM-1 является промышленным отходом производства аммиака и в соответствии ТУ №2423-017-00206492-2002 имеет следующий состав, мас.%:

Моноэтаноламин15-70
смесь 1-(2-оксиэтил)имидазолидона-2
и 1-(2-оксиэтил)этилендиамина, не более50
водаостальное.

Трещиностойкость кирпича определяли по методике, изложенной в RU №2259972.

ПРИМЕР 1.

Две легкоплавкие глины, взятые в массовом соотношении равном 1: 0,25, укладываются послойно на глиноплощадке, тщательно перемешиваются и затем подсушиваются в естественных условиях.

Спустя шесть месяцев после вылежки глиняная масса завозится в глинохранилище и складируется в бурты, из которых транспортируется в смеситель. В него дозируются 1,5 мас.% тонкоразмолотого отработанного катализатора СТК-1 и 0,1 мас.% аминного модификатора АМ-1 в расчете на 100 мас.% глиняной массы. Композиция увлажняется до 7 мас.% и в гранулированном виде направляется на пресс.

Отформованные образцы кирпича сушат при максимальной температуре 80°С и подвергают обжигу при 960-980°С.

ПРИМЕР 2.

Подготовка глиняной композиции по примеру 1. Массовое соотношение легкоплавких глин в керамической массе равно 1:0,5. Количество введенного отработанного железооксидного катализатора равно 2 мас.% в расчете на 100 мас.% глинистого сырья.

ПРИМЕР 3.

Подготовка керамической массы по примеру 2 с соотношением по массе глин 1:0,6. Количество аминного модификатора увеличено до 0,2 мас.%.

Результаты испытаний по примерам осуществления изобретения приведены в таблице.

Из приведенных материалов видно, что по заявленному техническому решению удается получать керамический кирпич с высокой трещиностойкостью и улучшенным архитектурным видом. Применение предлагаемого способа позволяет решить такую важную экологическую проблему, как утилизация отработанного железооксидного катализатора марки СТК и кубового остатка моноэтаноламинной очистки производства аммиака.

Таблица.
Свойства образцов керамики по примерам осуществления изобретения.
ПоказательЗначение показателя по примерам
Контрольный (без добавок)ПРИМЕРЫ
123
Цветкремовыйтемнокрасный
Наличие высоловестьнет
Трещиностойкость, %80100100100
Предел прочности при сжатии, МПа1521,32018

Керамическая масса, включающая глинистое сырье, отработанный железооксидный катализатор производства аммиака и пластифицирующую добавку, отличающаяся тем, что в качестве глинистого сырья используется комбинация из двух легкоплавких глин, взятых в массовом соотношении 1,0:(0,1-1), из которых первая служит отощителем, а вторая обогащена оксидом алюминия, а в роли пластифицирующей добавки выступает аминный модификатор АМ-1 состава, мас.%:

Моноэтаноламин15-70
Смесь 1-(2-оксиэтил)имидазолидона-2
и 1-(2-оксиэтил)этилендиаминаНе более 50
ВодаОстальное

при следующем содержании указанных компонентов, мас.%:

Глинистое легкоплавкое сырье93-99,5
Аминный модификатор АМ-10,05-0,4
Отработанный железооксидный катализатор Остальное