Сировинна суміш для виготовлення клінкерних керамічних виробів

Реферат: Винахід належить до складів мас для виготовлення керамічних виробів з високою щільністю, в тому числі клінкерної цегли та бруківки. Заявлено сировинну суміш для виготовлення керамічних виробів, що містить компоненти у мас., %: незбагачений каолін 30-35, суглинок 4560 та тонкодисперсні відходи обробки граніту 10-20. UA 109606 C2 (12) UA 109606 C2 UA 109606 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 Винахід належить до складів мас для виготовлення керамічних виробів з високою щільністю, в тому числі клінкерної цегли та бруківки. Відомий склад керамічної маси [Пат. 2310624 С2 Россия, МПК С 04 В 33/13 Сырьевая смесь для изготовления керамических изделий /Харьков В.Г., Краснопёрое А.Г., Иванова А.В., Михайлова Н.А. (Россия), № 2005120950/29-33; Заявлено 04.07.2005; Опубл. 20.11.2007 Изобретения стран мира № 11/2007], яка використовується для виготовлення керамічних виробів різного призначення, в тому числі клінкерної цегли, що включає, мас. % глинистий компонент 15,0-50,0 фельзит 35,0-80,0 збагачений каолін 0-20,0 шамот 0-15,0 Недоліками даної маси є наявність у складі малопоширеного матеріалу - фельзиту, підвищена температура випалу (1180 °C) а також висока собівартість за рахунок використання збагаченого каоліну. Відомий склад керамічної маси [Мустафин Н.Р., Ашмарин Г.Д. Клинкерная керамика на основе кремнеземистого сырья и техногенних отходов //Строительные материалы. - 2006. - №1. - С. 32-33], яка використовується для виготовлення клінкерної кераміки, що включає, мас. %: глина легкоплавка 70,0-85,0 техногенні відходи заводів 15,0-30,0. органічного синтезу Недоліками маси є підвищена температура випалу (до 1200 °C) та наявність в її складі відходів, які непостійні за хімічним складом та мають вузьке локальне розповсюдження. Відомий склад керамічної маси [Пат. 2137731 С2 Россия, МПК С 04 В 33/00 Сырьевая смесь для изготовления керамических изделий / Радюхин B.C., Краев В.М., Михайлов Ю.Ф. (Россия), № 98120366/03; Заявл. 17.11.1998; Опубл. 20.09.1999], яка використовується для виготовлення клінкерної цегли, що включає, мас. %: глинистий компонент 40,0-95,0 гранодіорит 5,0-60,0. Недоліком маси є висока температура випалу (1210 °C). Найбільш близькою до винаходу, що заявляється, за технічною суттю та результатом, який досягається, є керамічна маса для виготовлення клінкерних керамічних виробів [Пат. 2443654 СІ Росия, МПК С 04 В 33/132 Керамическая маса для изготовления клинкерных керамических изделий / Абдрахимова Е.С., Абдрахимов В.З.(Росия), -№2010125838/03; Заявлено 23.06. 10; Опубл. 27.02.12 Бюл. № 6] (прототип), містить такі компоненти, мас. %: незбагачений каолін 40,0-70,0 шлами лужного травлення 30,0-60,0. алюмінію Недоліками прототипу є висока температура випалу (1300 °C), наявність у складі маси малопоширеної сировини (шлами лужного травлення алюмінію), а також підвищений вміст у відходах токсичного оксиду сірки (SO3)-(до 6 %), який виділяється під час випалу виробів, пошкоджує металеві поверхні технологічного обладнання та забруднює навколишнє середовище, а також є небезпечним для організму людини. Задачею винаходу, що пропонується, є розробка складу керамічної суміші для виготовлення клінкерних виробів зі зниженою температурою випалу і безпечною для навколишнього середовища, за рахунок інтенсифікації рідкофазного спікання керамічної маси, яке досягається шляхом раціонального підбору у складі маси як тугоплавких, так і легкоплавких компонентів, котрі, окрім того, під час випалу не виділяють токсичних речовин. Поставлена задача вирішується тим, що відома керамічна маса для виготовлення клінкерних виробів, зокрема клінкерної цегли, яка включає незбагачений каолін, згідно з винаходом, додатково містить суглинок та тонкодисперсні відходи обробки граніту при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: незбагачений каолін 30,0-35,0 суглинок 45,0-60,0 тонкодисперсні відходи 10,0-20,0. обробки граніту Хімічний склад компонентів керамічної маси приведений в табл. 1. 1 UA 109606 C2 Таблиця 1 Матеріали SiO2 58,43 Суглинок Каолін 63,00 незбагачений Тонкодисперсні відходи обробки 71,60 граніту 5 Аl2О3 12,91 Fe2O3 3,75 Вміст оксидів, мас. % СаО MgO K2O Na2O 7,26 1,99 1,91 1,75 ТІО2 0,64 SO3 0,5 В.п.п 10,86 26,44 1,70 0,70 2,70 0,40 0,66 0,2 4,20 11,20 6,10 4,40 3,05 0,4 3,25 Керамічні маси, склад яких приведено в табл. 2, готують подрібненням компонентів до залишку на ситі № 063 не більше мас. 1 %. Одержану суміш зволожують до 16-20 % та методом пластичного формування виготовляють вироби. Потім напівфабрикат сушать та випалюють в температурному інтервалі 1130-1150 °C. Таблиця 2 Компоненти 1 30 60 10 Каолін незбагачений Шлами лужного травлення алюмінію Суглинок Тонкодисперсні відходи обробки граніту 10 Склади керамічних мас, мас. % 2 3 Прототип 32 35 40,0-70,0 30,0-60,0 53 45 15 20 Приклад. Виготовлення керамічної маси здійснюють змішуванням складових компонентів та наступним подрібненням до залишку на ситі № 063 менше 1 %. Далі в отриману суміш додають воду до досягнення вологості 18 %. Вироби виготовляють методом пластичного формування, сушать при температурі 110 °C та випалюють при 1150 °C. Властивості випалених виробів приведені в табл. 3. 15 Таблиця 3 Показники властивостей Температура випалу, °C Водопоглинання, % Міцність при стисканні, МПа 20 25 30 Склади мас 2 3 1150 1150 5,0 5,2 1 1150 4,6 75 78 85 Прототип 1300 4,0-5,0 70-82 Суглинок належить до природної глинистої сировини, що не спікається, але схильної до швидкого плавлення. У композиціях наведених складів суглинок виконує роль плавня - за рахунок підвищеного вмісту оксидів лужноземельних металів і заліза при температурах 11001130 °C відбувається його повне перетворення у рідку фазу. Зазначене призводить до зближення тугоплавких часток та ущільнення керамічного черепка під час випалу виробу. Спіканню керамічної маси та формуванню міцної малопористої структури сприяє також введення тонкодисперсних відходів обробки граніту, які містять значну кількість оксидів лужних та лужноземельних металів. Але зазначені відходи мають підвищений вміст кремнезему, тому під час плавлення збагачують ним рідку фазу, що призводить до збільшення її в'язкості, уповільнення процесу різкого плавлення суглинку і зменшення деформації. Окрім того, розмір часток відходів обробки граніту не перевищує 80 мкм, тому вони не потребують додаткового подрібнення і добре усереднюються в шихті, а також сприяють утворенню щільної упаковки структури при формуванні виробу. Каолін незбагачений, завдяки наявності вогнетривких компонентів (кварцу та каолініту), сприяє розширенню інтервалу спікання керамічної маси, що, в свою чергу, призводить утворення каркаса керамічного черепка і забезпечує рівномірну усадку виробів по усьому об'єму. 2 UA 109606 C2 5 Вироби з керамічної маси, що пропонується, мають нижчу на 150-170 °C температуру випалу, не містять шкідливих компонентів, а показники водопоглинання та міцності відповідають вимогам, що висуваються до клінкерної кераміки [ДСТУ Б В.2.7-245:2010. Національний стандарт України. Будівельні матеріали. Вироби керамічні клінкерні. Технічні умови [Текст] Чинний від 2011-09-01- К.: Мінрегіонбуд України, 2011.-48 с.]. Окрім того, сировинна суміш містить недефіцитні та широко розповсюджені сировинні матеріали, а також є можливість утилізації промислових відходів, які накопичуються у великих кількостях, і розширення сировинної бази для керамічних виробів, тому вона придатна для багатотоннажного виробництва клінкерної цегли. 10 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 Сировинна суміш для виготовлення клінкерних виробів, зокрема клінкерної цегли, що містить незбагачений каолін, яка відрізняється тим, що вона додатково містить суглинок та тонкодисперсні відходи обробки граніту при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: незбагачений каолін 30,0-35,0 суглинок 45,0-60,0 тонкодисперсні відходи 10,0-20,0. обробки граніту Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3