Керамическая композиция для изготовления стеновых материалов

Керамическая композиция для изготовления стеновых материалов

Реферат

К керамическим стеновым материалам относят кирпич глиняный обыкновенный, кирпич легковесный и пустотелый, пустотелые керамические камни. Все эти изделия представляют собой пористую керамику, т.е. имеют водопоглощение более 5%.

Изобретение относится к промышленности керамических материалов, преимущественно к составам масс для получения стеновых материалов.

Известна керамическая масса для получения кирпича следующего состава, мас.%: умеренно-пластичный лесовидный суглинок - 50-80, золошлаковый отход электростанции с содержанием горючего вещества более 35% - 10-25, среднепластичная легкоплавкая глина - 10-25 / Абдрахимов В.З. Авторское свидетельство №1766876. СССР, С04В 33/00. Керамическая масса для изготовления кирпича / В.З. Абдрахимов, Ю.М. Макрушин, Ч.С. Оразаев, К.Т. Туркстанов. - Опубл. 07.10.92. Бюл. №37 / [1].

Недостатком указанного состава является относительно низкая морозостойкость (55-81 циклов).

Наиболее близкой к изобретению является керамическая композиция для изготовления кирпича, включающая следующие компоненты, мас.%: межсланцевая глина - 50-70, горелые породы - 30-50 /Патент №2483042 Российская Федерация, МПК С04В 33/135. Керамическая композиция для изготовления легковесного кирпича / Колпаков А.В., Абдрахимов В.З., Абдрахимова Е.С.; заявитель и патентообладатель Самарская академия государственного и муниципального управления; заявлено 14.12.2011; опубл. 27.05.2013. Бюл. 15/ [2]. Принят за прототип.

Недостатком указанного состава керамической композиции являются относительно низкие морозостойкость - 83-88 циклов и механическая прочность на сжатие 17,1-18,5 МПа.

Сущность изобретения - получение из отходов производств без применения природного традиционного сырья керамический стеновой материал и повышение его качества.

Техническим результатом изобретения является повышение морозостойкости и прочности.

Указанный технический результат достигается тем, что в известную керамическую композицию, включающую межсланцевую глину и горелые породы, дополнительно вводят микрокремнезем от производства ферросилиция и ферросплавов со средним размером частиц не более 0,25 мкм с содержанием оксидов, %: SiO₂ - 97,8; CaO - 1,3; MgO - 0,4; R₂O - 0,5 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

межсланцевая глина	50-70
горелые породы	25-38
микрокремнезем от производства ферросилиция и ферросплавов	5-12

Микрокремнезем является техногенным сырьевым материалом от производства ферросилиция и ферросплавов. Удельная поверхность микрокремнезема находится в пределах от 40000 до 60000 см²/г, средний размер частиц не более 0,25 мкм (25⋅10^-8 м). Микрокремнезем имеет низкий ТКЛР (температурный коэффициент линейного расширения) - 0,5⋅10^-6 °С^-1, что повысит термостойкость жаростойких композитов.

Микрокремнезем от производства ферросилиция и ферросплавов представляет собой ультрадисперсный материал, состоящий из частиц сферической формы, получаемый в процессе газоочистки печей при производстве кремнийсодержащих сплавов. Основным компонентом материала является диоксид кремния аморфной модификации. Химический состав микрокремнезема от производства ферросилиция и ферросплавов представлен в таблице 1.

Горелые породы, образовавшиеся после самовозгорания горючих сланцев, и образуются в местах добычи сланцев. Сланец, который не удалось в процессе добычи отделить от пустой породы, направляется в отвал. В терриконах при совместном хранении пустых пород и сланцев за счет повышенного количества в смешанных отвальных массах органических соединений происходит самовозгорание, которое приводит к образованию большого количество отхода - горелых пород. Горелые породы представляют собой продукт низкотемпературного обжига при самовозгорании породы (смесь глины и сланцев) в терриконах в окислительной среде. Количество горелых пород в терриконах составляет от 75 до 90% от объема отвала. Химический состав горелых пород, образовавшихся после самовозгорания горючих сланцев, представлен в таблице 1.

Горелые породы, в отличие от глинистых компонентов, хотя и содержат более 50% глинистых минералов, но не обладают пластичностью и связующей способностью.

Для производства керамического стенового материала использовалась в качестве глинистого компонента - межсланцевая глина. Она образуется при добыче горючих сланцев на сланцеперерабатывающих заводах (на шахтах). Межсланцевая глина является отходом горючих сланцев. По числу пластичности межсланцевая глина относится к высокопластичному глинистому сырью (число пластичности 27-32) с истинной плотностью 2,55-2,62 г/см³. Химический состав представлен в таблице 1.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения. Сырьевые материалы высушивались до влажности не более 5%, затем измельчались до прохождения сквозь сито 1,0 мм. Высушенные сырьевые материалы тщательно перемешивали. Керамическую массу готовили пластическим способом при влажности 20-24% (в зависимости от содержания глинистого компонента), из которой формовали кирпич. Керамический стеновой материал высушивали до влажности не более 8% и затем обжигали при температуре 1050°С. Изотермическая выдержка при конечной температуре составляла 60 минут.

В таблице 2 приведены составы керамических масс, а в таблице 3 - физико-механические показатели керамического стенового материала.

Как видно из таблицы 3, керамические стеновые материалы получили из отходов производств без применения природного традиционного сырья. Полученный керамический стеновой материал из предложенных составов имеет по отношению к прототипу более высокую морозостойкость и механическую прочность (таблица 3).

Полученное техническое решение при использовании микрокремнезема от производства ферросилиция и ферросплавов позволяет повысить морозостойкость и механическую прочность керамического стенового материала.

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

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Абдрахимов В.З. Авторское свидетельство №1766876. СССР, С04В 33/00. Керамическая масса для изготовления кирпича / В.З. Абдрахимов, Ю.М. Макрушин, Ч.С. Оразаев, К.Т. Туркстанов. - Опубл. 07.10.92. Бюл. №37 / [1].

2. Патент №2483042 Российская Федерация, МПК С04В 33/135. Керамическая композиция для изготовления легковесного кирпича / Колпаков А.В., Абдрахимов В.З., Абдрахимова Е.С.; заявитель и патентообладатель Самарская академия государственного и муниципального управления; заявлено 14.12.2011; опубл. 27.05.2013. Бюл. 15. Принят за прототип.

Керамическая композиция для изготовления стенового материала, включающая межсланцевую глину и горелые породы, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит микрокремнезем от производства ферросилиция и ферросплавов со среднем размером частиц не более 0,25 мкм с содержанием оксидов, %: SiO₂ - 97,8; CaO - 1,3; MgO - 0,4; R₂O - 0,5, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

межсланцевая глина	50-70
горелые породы	25-38
микрокремнезем от производства ферросилиция и ферросплавов	5-12