[go: up one dir, main page]

RU2531417C1 - Керамическая масса - Google Patents

Керамическая масса Download PDF

Info

Publication number
RU2531417C1
RU2531417C1 RU2013139904/03A RU2013139904A RU2531417C1 RU 2531417 C1 RU2531417 C1 RU 2531417C1 RU 2013139904/03 A RU2013139904/03 A RU 2013139904/03A RU 2013139904 A RU2013139904 A RU 2013139904A RU 2531417 C1 RU2531417 C1 RU 2531417C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carbonate
coal
clay
ceramic
containing rock
Prior art date
Application number
RU2013139904/03A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Дмитриевич Котляр
Антон Владимирович Котляр
Юлия Викторовна Терехина
Александр Владимирович Козлов
Андрей Викторович Устинов
Артем Андреевич Чирва
Антон Александрович Михайличенко
Юлия Андреевна Скапенко
Original Assignee
Владимир Дмитриевич Котляр
Антон Владимирович Котляр
Юлия Викторовна Терехина
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ростовский государственный строительный университет" РГСУ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Дмитриевич Котляр, Антон Владимирович Котляр, Юлия Викторовна Терехина, федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ростовский государственный строительный университет" РГСУ filed Critical Владимир Дмитриевич Котляр
Priority to RU2013139904/03A priority Critical patent/RU2531417C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2531417C1 publication Critical patent/RU2531417C1/ru

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/60Production of ceramic materials or ceramic elements, e.g. substitution of clay or shale by alternative raw materials, e.g. ashes

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий, в частности стеновым керамическим изделиям, и может быть использовано при производстве керамического кирпича и камней. Техническим результатом изобретения является снижение средней плотности и теплопроводности, повышенности прочности изделий и снижение затрат на обжиг. Керамическая масса включает легкоплавкую глину и карбонатно-кремнистую цеолитсодержащую породу смешанного минерального состава и флотационные отходы углеобогащения - угольные шламы, при этом карбонатно-кремнистая цеолитсодержащая порода используются со степенью измельчения менее 1 мм, при следующем соотношении компонентов, мас.%: легкоплавкая глина - 60-75; карбонатно-кремнистая цеолитсодержащая порода - 20-25; флотационные отходы углеобогащения - 5-15. 1 пр., 4 табл.

Description

Изобретение относится к производству строительных материалов и изделий, в частности к стеновым керамическим изделиям, и может быть использовано при производстве керамического кирпича и камней.
Известна керамическая масса для изготовления керамического кирпича с использованием карбонатно-кремнистой цеолитсодержащей породы, включающей, мас.%: глину легкоплавкую 15-24; карбонатно-кремнистую цеолитсодержащую породу 46-55 и предварительно механо-активированную цеолитсодержащую глину 30-39 состава, мас.%: цеолит 26-36; опал-кристобалит 3-27; кальцит 0-5, кварц 1-10; глауконит 0-4; глинистые минералы 20-65 (патент RU №2197446, C04B 33/00, опубл. 27.01.2003).
Наиболее близким техническим решением является керамическая масса для изготовления стеновых изделий, включающая легкоплавкую глину и технологическую минеральную добавку: карбонатно-кремнистую цеолитсодержащую породу смешанного минерального состава, содержащую, мас.%: опал-кристобалит 30-45, клиноптилолит 8-25, кальцит 11-28, глинистая составляющая 15-35, с размером частиц менее 1 мм, при следующем соотношении компонентов, мас.%: глина легкоплавкая 70-75, карбонатно-кремнистая цеолитсодержащая порода смешанного минерального состава 25-30 (патент RU №2140888, C04B 33/00, опубл. 10.11.1999).
Недостатком известной керамической массы являются относительно высокие показатели средней плотности и теплопроводности изделий, невысокая прочность изделий и повышенный расход топлива на обжиг.
Задачей настоящего изобретения является получение керамических изделий с пониженными показателями средней плотности и теплопроводности при повышенной прочности и значительно меньших затратах на обжиг.
Сущность изобретения заключается в том, что керамическая масса, включающая легкоплавкую глину и карбонатно-кремнистую цеолитсодержащую породу смешанного минерального состава, дополнительно содержит флотационные отходы углеобогащения - угольные шламы, при этом карбонатно-кремнистая цеолитсодержащая порода используются со степенью измельчения менее 1 мм, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Легкоплавкая глина - 60-75;
Карбонатно-кремнистая цеолитсодержащая порода - 20-25;
Флотационные отходы углеобогащения - 5-15.
Технический результат заключается в следующем. Введение флотационных отходов углеобогащения - угольных шламов в керамические массы позволяет снизить среднюю плотность и теплопроводность изделий, т.к. зольность шламов составляет 40-60% и при обжиге, за счет выгорания угольной составляющей, снижается плотность черепка и соответственно его теплопроводность. Обеспечивается повышенная прочность обожженных изделий, т.к. угольные шламы являются легкоплавкими, содержат большое количество плавней, преимущественно в виде гидрослюд, что увеличивает спекаемость черепка с образованием новых минеральных и стекловидных фаз, и, как следствие, повышается прочность. Также ввод угольных шламов позволяет существенно уменьшить расход газа на обжиг (до 90%), так как их теплотворная способность составляет 3-4 тыс. ккал/кг и они выступают в качестве топливосодержащей добавки. С учетом высокой стоимости газа и низкой стоимости угольных шламов это существенно позволяет снизить себестоимость изделий. Тонкодисперсная структура угольных шламов позволяет улучшить формовочные свойства керамических масс, способствует их равномерному распределению в формовочных массах и формированию пористой равномерной структуры черепка, что обуславливает изотропность свойств изделий.
Карбонатно-кремнистая цеолитсодержащая порода, учитывая ее камневидную структуру, вводится в керамические массы в измельченном виде фракционного состава менее 1 мм (таблица 1).
Таблица 1
Фракционный состав измельченной карбонатно-кремнистой цеолитсодержащей породы
Название компонента керамической массы Степень измельчения, мм Содержание фракций, мм, % по массе
3-2 2-1 1,0-0,5 0,5-0,25 0,25-0,10 <0,10
Карбонатно-кремнистая цеолитсодержащяя порода <3 8-12 10-16 12-18 14-22 16-24 20-28
<2 - 8-12 14-18 20-24 22-26 26-30
<1 - - 16-22 22-26 24-28 28-34
Ввод данной добавки может осуществляться и более крупной фракции - до 3 мм, однако в процессе подготовки формовочных масс она дополнительно измельчается. Ввод карбонатно-кремнистой цеолитсодержащей породы заданного фракционного состава позволяет уменьшить воздушную усадку, за счет микропористой структуры повысить влаго- и газопроницаемость формовочных масс и снизить чувствительность к сушке, снизить среднюю плотность черепка и соответственно теплопроводность. Также это обуславливает в процессе обжига активное взаимодействие частичек карбонатно-кремнистой цеолитсодержащей породы с глинистыми минералами и угольными шламами, что способствует образованию в процессе обжига новых кристаллических соединений - анортитоподобных минералов, волластонита (CaO·SiO2), гелленита-мелелита Ca2 (Al, Mg, Si) Si2O7, которые способствуют образованию мелкопористой и высокопрочной структуры керамического черепка. Это обуславливает повышение прочностных свойств изделий при пониженной средней плотности и теплопроводности.
Характеристика исходных материалов
В состав предлагаемой керамической массы входят следующие компоненты: легкоплавкие глины, карбонатно-кремнистые цеолитсодержащие породы и флотационные отходы углеобогащения - угольные шламы, имеющие усредненный химический состав, представленный в таблице 2.
Таблица 2
Усредненный химический состав легкоплавких глин, карбонатно-кремнистых цеолитсодержащих пород и флотационных отходов углеобогащения, % по массе
Наименование материала П.п.п SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 K2O Na2O
Легкоплавкие глины 5-15 55-72 7-16 3-8 2-10 0,4-3 0,3-2 1-4 1-3
Карбонатно-кремнистые цеолитсодержащие породы 10-22 45-65 5-12 1-6 5-17 0,5-3 0,2-1 0,4-3 0,2-2
Флотационные отходы углеобогащения 18-44 30-42 6-12 3-6 1-6 0,2-2 0,4-2 1-4 0,5-2
1. Легкоплавкие глины
Являются осадочными тонкодисперсными полиминеральными образованиями с пелитовой и алевропелитовой структурой. Макроскопически эти глины весьма разнообразны. Обычно это связные, пористые породы, окрашенные в светло-бурые, бурые, коричневые, серые, темно-серые и зеленоватые тона. Легкоплавкие глины пользуются широким распространением в четвертичных континентальных осадках и покрывают огромные пространства равнин Европейской части России, Западной Сибири, Средней Европы и др. Месторождения легкоплавких полиминеральных глин весьма многочисленны и встречаются повсеместно. Они применяются для изготовления керамического кирпича и грубой керамики. Главными породообразующими минералами в них являются монтмориллонит, гидрослюды, каолинит, кварц, слюды. Обычно в них присутствуют два-три глинистых минерала и довольно часто встречаются смешаннослойные образования. Второстепенные минералы - полевые шпаты, карбонаты, глауконит, хлориты и др. Некоторые из них содержат примесь или обогащены органическим веществом. В зависимости от наличия песчано-алевритовой примеси и минерального состава они обладают высокой (мало примесей) или умеренной пластичностью (много примесей).
2. Карбонатно-кремнистые цеолитсодержащие породы
Легкие тонкопористые породы, состоящие в основном из мельчайших (менее 0,005 мм) частиц опал-кристобалита (30-45%), минералов группы цеолитов, преимущественно клиноптилолита (8-25%), кальцита (11-28%), глинистой составляющей (15-35%). Средняя плотность их составляет 1300-1600 кг/м3, пористость достигает 50% (обычно 30-40%). Микроскопический анализ показывает тонкозернистое строение и полиминеральный состав. Основная масса представлена гелевым глобулярно-чешуйчатым опалом с равномерно распределенным глинистым веществом, цеолитами и пелитоморфным кальцитом хемогенного и биогенного генезиса. Встречаются единичные органогенные остатки обломков спикул губок и раковин фораминифер. Размер зерен кальцита не превышает 0,1 мм, что предотвращает появление на кирпиче дутиков после обжига. Предел прочности при сжатии варьирует от 5 до 20 МПа. В воде не размокают или размокают при механическом воздействии. Реагируют с соляной кислотой.
Россия располагает крупнейшей сырьевой базой карбонатно-кремнистых цеолитсодержащих пород. Они широко встречаются в районах Поволжья и Дона, Западной Сибири, на юге России, в центральных и западных областях Европейской части России, Ленинградской области, Дальнем Востоке т.д. Разнообразие состава обуславливает широкий диапазон физико-технических и технологических свойств, а также использование во многих отраслях промышленности. Усредненный химический состав карбонатно-кремнистых цеолитсодержащих пород приведен в таблице 2. Минералогический состав отличается широким варьированием состава и включает, мас.%: опал-кристобалит 25-45, цеолиты, представленные преимущественно клиноптилолитом 8-25, кальцит 10-35, глинистая составляющая 15-35.
3. Флотационные отходы углеобогащения - угольные шламы
Представляют собой тонкодисперсный порошок черного, темно-серого цвета. Их минеральный состав обусловлен составом исходных угольных пород и последующим воздействием процессов обогащения угля. Минеральный состав представлен глинистыми минералами, хлоритом, слюдами, полевыми шпатами, тонкодисперсными карбонатами, кварцем и угольным веществом в количестве 20-40%. Зольность составляет 40-60%. Теплотворная способность составляет в среднем 3-4 тыс. ккал/кг. Усредненный химический состав представлен в таблице 2.
Изделия из заявляемой керамической массы можно изготавливать по общепринятым технологиям производства стеновых керамических изделий как способом пластического формования, так и способом полусухого прессования при температуре обжига 950-1050°C. Подготовка карбонатно-кремнистой цеолитсодержащей породы, учитывая ее камневидный характер, заключается в ее измельчении до фракции менее 1 мм или не более 3 мм. Предварительное дробление осуществляется на щековых дробилках, дальнейшее измельчение может осуществляться на молотковых, маятниковых дробилках, шахтных мельницах, дезинтеграторах.
Пример. Для экспериментальной проверки заявляемых составов масс были изготовлены стандартные образцы полнотелого и пустотелого кирпича размером 250×120×65 мм с различным соотношением вышеперечисленных компонентов. В качестве легкоплавкого глинистого сырья использовали суглинок Родионово-Несветайского месторождения. Карбонатно-кремнистая цеолитсодержащая порода была представлена Карпово-Обрывским месторождением. В качестве отходов углеобогащения использовали угольные шламы обогатительной фабрики «Обуховская». Химический состав данных материалов представлен в таблице 3.
Figure 00000001
Образцы изготовлялись следующим образом.
Предварительно легкоплавкая глина, карбонатно-кремнистая цеолитсодержащая порода и угольные шламы подсушивалась до воздушно-сухого состояния, затем измельчались на глинорыхлителе, щековой дробилке и дезинтеграторе (или молотковой дробилке), после чего просеивались на ситах с размером ячеек 1 мм. Затем при необходимом соотношении отдозированные компоненты тщательно перемешивались и масса равномерно увлажнялась до пластического состояния. Приготовленная масса вылеживалась в герметичных емкостях 6-12 часов и поступала на формование. После формовки изделия подсушивались и затем обжигались с выдержкой при максимальной температуре 950-1050°C 2 часа и охлаждением в течение 14 часов. После чего определялись их физико-механические свойства и соответствие требованиям ГОСТ 530-2012 «Кирпич и камень керамические. Общие технические условия».
Физико-механические показатели, подтверждающие свойства изделий, полученных на основе керамических масс, включающие легкоплавкие глины, карбонатно-кремнистые цеолитсодержащие породы и флотационные отходы углеобогащения представлены в таблице 4.
Figure 00000002

Claims (1)

  1. Керамическая масса, включающая легкоплавкую глину и карбонатно-кремнистую цеолитсодержащую породу смешанного минерального состава, отличающаяся тем, что дополнительно содержит в своем составе флотационные отходы углеобогащения - угольные шламы, при этом карбонатно-кремнистая цеолитсодержащая порода используются со степенью измельчения менее 1 мм, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
    Легкоплавкая глина - 60-75;
    Карбонатно-кремнистая цеолитсодержащая порода - 20-25;
    Флотационные отходы углеобогащения - 5-15.
RU2013139904/03A 2013-08-27 2013-08-27 Керамическая масса RU2531417C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013139904/03A RU2531417C1 (ru) 2013-08-27 2013-08-27 Керамическая масса

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013139904/03A RU2531417C1 (ru) 2013-08-27 2013-08-27 Керамическая масса

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2531417C1 true RU2531417C1 (ru) 2014-10-20

Family

ID=53381986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013139904/03A RU2531417C1 (ru) 2013-08-27 2013-08-27 Керамическая масса

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2531417C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2140888C1 (ru) * 1997-12-18 1999-11-10 Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых (ЦНИИгеолнеруд) Керамическая масса для изготовления стеновых изделий, преимущественно кирпича керамического
EP1053982A1 (en) * 1999-05-19 2000-11-22 Techplant S.R.L. Manufacturing process of tiles
RU2171240C1 (ru) * 2000-06-02 2001-07-27 Петров Виктор Петрович Смесь для изготовления теплоизоляционных изделий
RU2197446C2 (ru) * 2001-03-06 2003-01-27 Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых Керамическая масса для изготовления керамического кирпича
RU2440946C2 (ru) * 2010-03-22 2012-01-27 Геннадий Дмитриевич Ашмарин Сырьевая смесь для изготовления керамических теплоэффективных стеновых изделий

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2140888C1 (ru) * 1997-12-18 1999-11-10 Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых (ЦНИИгеолнеруд) Керамическая масса для изготовления стеновых изделий, преимущественно кирпича керамического
EP1053982A1 (en) * 1999-05-19 2000-11-22 Techplant S.R.L. Manufacturing process of tiles
RU2171240C1 (ru) * 2000-06-02 2001-07-27 Петров Виктор Петрович Смесь для изготовления теплоизоляционных изделий
RU2197446C2 (ru) * 2001-03-06 2003-01-27 Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых Керамическая масса для изготовления керамического кирпича
RU2440946C2 (ru) * 2010-03-22 2012-01-27 Геннадий Дмитриевич Ашмарин Сырьевая смесь для изготовления керамических теплоэффективных стеновых изделий

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Marjanović et al. Improving reactivity of fly ash and properties of ensuing geopolymers through mechanical activation
Murthi et al. Effects of corn cob ash as mineral admixture on mechanical and durability properties of concrete–A review
Sokolar et al. Dry pressed ceramic tiles based on fly ash–clay body: Influence of fly ash granulometry and pentasodium triphosphate addition
Murthi et al. Effect of eggshell powder on structural and durability properties of high strength green concrete for sustainability: A critical review
CN105130220B (zh) 用废弃混凝土和污泥制生态水泥和活性砂的方法
Dong et al. Synthesis of alkali-activated uncalcined Pisha sandstone cement composites
Peirce et al. Clay sediment geopolymerization by means of alkali metal aluminate activation
Islam et al. Effect of soda lime silica glass waste on the basic properties of clay aggregate
Tonnayopas Green building bricks made with clays and sugar cane bagasse ash
CN113716917A (zh) 一种煤矸石粗骨料混凝土的制备方法
Cotes-Palomino et al. Production of ceramic material using wastes from brewing industry
Ogundiran et al. The potential of binary blended geopolymer binder containing Ijero-Ekiti calcined kaolin clay and ground waste window glass
CN104961363B (zh) 一种用立窑厂处理废弃混凝土制活性渣粉和骨料的方法
RU2531417C1 (ru) Керамическая масса
Gurieva et al. Ceramic bricks of semi-dry pressing with the use of fusible loams and non-traditional mineral raw materials
RU2488566C1 (ru) Керамическая масса
Zawada et al. The influence of addition of fly ash from biomass combustion on selected properties of red building ceramics
RU2197446C2 (ru) Керамическая масса для изготовления керамического кирпича
RU2646292C1 (ru) Шихта для изготовления керамического рядового кирпича
JP7142810B2 (ja) 膨張抑制材の製造方法
Lamidi et al. Evaluation of rice husk ash and bone ash mixed as partial replacement of cement in concrete
Singh et al. A review on utilization of rice husk ash in concrete
RU2497767C1 (ru) Способ получения цемента
RU2440946C2 (ru) Сырьевая смесь для изготовления керамических теплоэффективных стеновых изделий
Tomkova et al. Potential modification of hydration of alkali activated mixtures from granulated blast furnace slag and fly ash

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160828