Керамічна маса для отримання цегли

Керамічна маса для отримання цегли, що містить глину і добавку, яка відрізняється тим, що як добавка введений 5,0 % - ний водний розчин співполімеру ментилметакрилату (MMА) з 73-80 % метакрилової кислоти (МК) з молекулярною масою 800 000 при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: глина 75-81 5,0 % - ний водний розчин співполімеру (ММА) з 73-80 % (МК) з молекулярною масою 800000 1-3 вода решта. (19) (21) a201008425 (22) 22.09.2008 (24) 10.11.2011 (86) PCT/RU2008/000609, 22.09.2008 (31) 2007146091/03 (32) 11.12.2007 (33) RU (46) 10.11.2011, Бюл.№ 21, 2011 р. (72) ПОПОВА ЄЛЄНА АЛЄКСЄЄВНА, RU, СКОК ГАЛІЯ СІБГАДУЛОВНА, RU, ПОТАПОВ АНАТОЛІЙ ІВАНОВІЧ, RU, СОМІЧЄВ ДМІТРІЙ ВАСІЛЬЄВІЧ, RU (73) СОМІЧЄВ ДМІТРІЙ ВАСІЛЬЄВІЧ, RU 3 вач і, додатково введені в масу, відходи електрохімічного виробництва, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: Пластична глина 68-80 Опіснювач 15-30 Відходи електрохімічного виробництва на основі гідроокису кальцію і двоокису кремнію 2-5. Відходи електрохімічного виробництва введені в масу для зниження температури випалення і зменшення загальної усадки при збереженні міцності виробів. Недоліком даної керамічної маси є відносно висока температура випалення 920-980 °C, що веде до значної витрати енергоресурсів при виробництві продукції, а також обмеження по використанню в ній менш пластичних глин і введення екологічно шкідливих добавок. Крім того, на підвищення енерговитрат впливає ще один з параметрів термовипалення - це час витримки зразків при максимальній температурі. Відомо, що незначне зниження температури термовипалення виробів завжди вимагає суттєвого збільшення часу витримки, щоб зберегти якість готової продукції. Відомий спосіб приготування керамічних виробів, переважно облицювальної цегли (патент РФ №2095329, «Керамічний стінний виріб і спосіб його приготування з піщано-глинистих сумішей», С04В 33/00, С04В 33/02, пріоритет 05.08.1996, опублікований 10.11.1997), який включає приготування сировинної суміші шляхом розпуску і диспергації глинистого компонента при 200-300 °C, змішування глинистого компонента, кварцового піску і шамоту, а також зволоження, пресування заготовок, сушіння і випалення з ізотермічною витримкою. Суміш подрібнюють до питомої поверхні 20002 7000 см /г. зволожують розчином їдкого натру, при цьому сировинна суміш містить, мас. %: Глиниста компонента 50-85 Кварцовий пісок 3-40 Шамот 5-15 Їдкий натр (у перерахунку на Na2O) 0,2-15 і проводять випалення з ізотермічною витримкою при 950-1000 °C протягом 3-5 г. В результаті здійснення способу отримують вироби з відносно високими фізико-механічними показниками і забезпечується зниження енергоємності технологічного процесу. Проте випалення здійснюють з ізотермічною витримкою при 950-1000 °C протягом 3-5 г, це є показником достатньо високої енергоємності технологічного процесу, що здійснюється в даному способі. Найбільш близьким по технічній суті і ефекту, що досягається, до пропонованого технічного рішення є «Спосіб виготовлення стінних керамічних виробів» (авторське свідоцтво СРСР №1390216, С04В 33/02, пріоритет 14.11.1986, опубліковане 23.04.1988), вибраний за найближчий аналог, в якому змішування компонентів здійснюють в три стадії, причому на першій стадії змішують протягом 3-4 хвилин 15-25 мас. % глини, 50-60 мас. % води і як органічну добавку розчин бензосульфокислоти в ацетоні, причому кількість ацетону складає 0,8-1,0 мас. %, а бензосульфокислоти 0,1-0,15 64245 4 мас. % від кількості води в суміші, на третій стадії здійснюють сумісне змішування компонентів протягом 5-7 хвилин. Корисна модель направлена на підвищення міцності і морозостійкості і зниження водопоглинання. Проте недоліком способу є достатньо висока температура випалення, що складає 850-900 °C і час витримки - 28-30 годин. Задачею, на вирішення якої направлена пропонована корисна модель полягає в розробці керамічної маси підвищеної пластичності при збереженні всіх властивостей готових виробів і в удосконаленні технології виготовлення цегли із згаданої керамічної маси із зниженою енергоємністю. Технічний результат, який досягається при рішенні поставленої задачі, полягає в забезпеченні зниження температури термовипалення і часу витримки цегли в печі, а також в зменшенні енерговитрат в процесі виробництва стінної цегли з вдосконаленої керамічної маси вдосконаленим способом. Поставлена задача розв'язується, а технічний результат досягається тим, що в керамічну масу для отримання цегли, що включає глину і добавку, згідно з корисною моделлю, як добавка введений 5,0 % - ний водний розчин співполімеру метилметакрилату (ММА) з 73-80 % метакрилової кислоти (МК) з середньою молекулярною масою 800000 при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: Глина 75-81 5,0 % - ний водний розчин співполімеру (ММА) з 73 - 80 % (МК) з середньою молекулярною масою 800000 1-3 Вода решта. Поставлена задача розв'язується, а технічний результат досягається також тим, що в способі виготовлення цегли, що включає змішування глини, води і добавки, формування заготовок, сушіння і випалення, згідно з корисною моделлю, змішування компонентів здійснюють в співвідношенні 75-81 мас. % глини, 1-3 мас % 5,0 %-ого водного розчину співполімеру метилметакрилату (ММА) з 73-80 % метакрилової кислоти (МК) з середньою молекулярною масою 800000, який додають одночасно з водою, узятою в кількості до 100 % суміші, а випалення заготовок здійснюють шляхом повільного підйому температури до 800 °C протягом трьох годин і подальшій їх витримки протягом двох годин при температурі до 800 °C. Даний склад, створений на основі глини і спосіб його виготовлення, забезпечує можливість досягнення низькотемпературного випалення цегли. Новий компонент суміші - співполімер, є екологічно чистою товарною речовиною. Його технічна назва Метакрил - 14. При горінні співполімеру виділяється тільки двоокис вуглецю. Фізико-хімічні властивості співполімеру з середньою молекулярною масою 800000 представлені в Таблиці 1. Початковий продукт Метакрил - 14 використовується в складах для формування екструзії будівельних виробів з метою зниження водопоглинан 5 64245 ня (авторське свідоцтво СРСР №1638130, С04В 28/08, пріоритет 15.11.1988, опубліковано 30.03.1991). У пропонованій масі він використовується у вигляді водних розчинів. Для приготування маси можна використовувати як кар'єрну глину з вологістю 18-24 %, так і суху, заздалегідь подрібнену. В цьому випадку не вимагається попереднього зволоження сухої глини, а відразу вводиться розчин співполімеру. Використання водних розчинів співполімеру дозволяє переробляти глини різної якості, з пластичністю від 6,2 і вище. На стадії перемішування за рахунок рівномірного розподілу співполімеру за всім обсягом маси і його адсорбція на поверхні твердих частинок збільшує пластичність глини, що сприяє створенню структури підвищеної міцності на стадії сушіння і швидшому формуванню черепка при температурі 800 °C протягом 2 годин. Збільшення часу витримування при 800 °C практично не покращує фізико-хімічні властивості готових виробів. Суміші отримують звичайним змішуванням компонентів. З отриманих мас вологістю 18-25 % формують зразки з розміром сторін 60-52 мм, сушать звичайним способом до вологості зразків не більше 2 % і випалюють в муфельній печі по наступному режиму: повільний підйом температури до 800 °C протягом трьох годин, витримка дві години при температурі 800 °C і охолоджування протягом 15 годин. У виробничих умовах час витримки цегли в печі може бути скорочений на 10-30 % в порівнянні з існуючою технологією випалення на підприємстві. Оптимальна кількість добавок водних розчинів співполімеру, що вводяться, складає 1-3 мас. %. Введення їх менше 1 мас. %. не забезпечує достатньої пластичності формованої маси і міцності виробів при температурі випалення 800 °C, тобто в цьому випадку потрібне випалення при вищих температурах. 6 Введення розчину співполімеру більше 3 мас. % не приводить до подальшого пониження температури і може привести до дорожчання вартості готової продукції. Приклади здійснення винаходу приведені у Таблиці 2 і у Таблиці 3. У Таблиці 2 приведені склади керамічних мас на основі глини. У Таблиці 3 представлені властивості випалених зразків залежно від складу мас, температури випалення, час витримки при максимальній температурі з глинистої маси, що заявляється, порівняно з найближчим аналогом, де приведені наступні позначення: ЗУ - загальна усадка %; ВП - водопоглинання %;  ст. - межа міцності при стисненні, Мпа;  виг. межа міцності при вигині, Мпа. З таблиці 3 видно, що зразки з глинистої маси, що заявляється, випалені при температурі 800 °C і витримані протягом двох годин, не погіршили свої фізико-хімічні властивості в порівнянні із зразками, отриманими за найближчим аналогом, але випаленими при вищій температурі, при 920 °C. Таким чином, досягнута нижча температура випалення для глинистої маси, що заявляється, в порівнянні з найближчим аналогом, обумовлена її новими компонентами, при збереженні інших фізико-механічних показників цегли. Використання в промисловості пропонованої корисної моделі при виробництві глиняної цегли дозволить значно понизити витрату енергоресурсів, оскільки дана керамічна сировинна маса на основі глини створена для низькотемпературного випалення цегли. Зниження температури випалення, а саме, не вище 800 °C - спричиняє за собою не тільки зниження енергоємності, що веде також до зниження собівартості готових виробів, але і викликає певні екологічні переваги (зменшуються викиди в навколишнє середовище оксидів азоту, сірки і вуглецю), боротьба з якими також приводить до дорожчання виробництва. Таблиця 1 Фізико-хімічні властивості співполімеру Марка ТУ Щільність 3 кг/м CH3 CH3 CH2 Метакрил - 14 6-011070-90 Вміст метакрилової кислоти мас, % Хімічна формула 1206 CH2 C C OH C C O n CH3 73-80 O m , де n=7-8 m-3-2 7 64245 8 Таблиця 2 Склади керамічних мас на основі глини Компоненти Склад, мас. % 2 78 2 20 1 75 3 22 Глина Добавка 5 мас. % водний розчин співполімеру Вода 3 81 1 18 Таблиця 3 Властивості випалених зразків за найближчим аналогом і за пропонованою корисною моделлю За найближчим аналогом: Склад, мас. % Компоненти Випалення 920 °C Час витримки - не вказано ЗУ, % ВП, % ст., МПа №3 №4 №5 № складу Глина пластична 68,0 76,5 80,0 3 4,3 20 26,26 Добавки: опіснювач Відходи електрохім. виробництва 30,0 15,0 30,0 4 4,0 19 29,10 виг., МПа не приводяться -« 2,0 3,5 5,0 5 4,7 18 31,92 -« №1 75,0 За пропонованою корисною моделлю: Випалення 800 °C №2 №3 Час витримки - 2 години 78,0 81,0 1 4,4 18,1 30,2 11,8 3,0 2,0 1,0 2 4,2 18,8 29,9 11,7 22,0 20,0 18,0 3 4,6 19,2 26,8 10,4 Глина Добавка 5 % водний р-н співполімеру Вода Комп’ютерна верстка М. Ломалова Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601