RU2668599C1 - Composite ceramic mixture - Google Patents
Composite ceramic mixture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2668599C1 RU2668599C1 RU2017127625A RU2017127625A RU2668599C1 RU 2668599 C1 RU2668599 C1 RU 2668599C1 RU 2017127625 A RU2017127625 A RU 2017127625A RU 2017127625 A RU2017127625 A RU 2017127625A RU 2668599 C1 RU2668599 C1 RU 2668599C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- clay
- composite ceramic
- brick
- loam
- ceramic mixture
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 claims abstract description 9
- JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N epsilon-caprolactam Chemical compound O=C1CCCCCN1 JBKVHLHDHHXQEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 7
- QXJJQWWVWRCVQT-UHFFFAOYSA-K calcium;sodium;phosphate Chemical compound [Na+].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O QXJJQWWVWRCVQT-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000011449 brick Substances 0.000 abstract description 18
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 abstract description 6
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 abstract 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 abstract 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 16
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000006253 efflorescence Methods 0.000 description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 4
- 206010037844 rash Diseases 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 3
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 description 2
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N Na2O Inorganic materials [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012814 acoustic material Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052661 anorthite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- GWWPLLOVYSCJIO-UHFFFAOYSA-N dialuminum;calcium;disilicate Chemical compound [Al+3].[Al+3].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GWWPLLOVYSCJIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B33/00—Clay-wares
- C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
- C04B33/04—Clay; Kaolin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B33/00—Clay-wares
- C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
- C04B33/13—Compounding ingredients
- C04B33/132—Waste materials; Refuse; Residues
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/60—Production of ceramic materials or ceramic elements, e.g. substitution of clay or shale by alternative raw materials, e.g. ashes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к составам композиционной керамической смеси для изготовления стеновых строительных изделий, преимущественно из эффективного кирпича и кирпича повышенной эффективности. The invention relates to compositions of composite ceramic mixtures for the manufacture of wall building products, mainly from efficient bricks and high-efficiency bricks.
Известен состав пористой керамики для теплоизоляции стен, преимущественно тепловых агрегатов, включающий, мас. %:The known composition of porous ceramics for thermal insulation of walls, mainly thermal units, including, by weight. %:
(см. К.Э. Горяйнов, К.Н. Дубенецкий, С.Г. Васильков и др. Технология теплоизоляционных материалов и легких бетонов. - М.: Изд-во литературы по строительству - 1966, с. 212, пункт «а».)(see K.E. Goryainov, K.N. Dubenetsky, S.G. Vasilkov and others. Technology of heat-insulating materials and light concrete. - M.: Publishing House of Construction Literature - 1966, p. 212, paragraph “a ".)
Достоинства керамических изделий, изготовленных на основе известного состава массы:Advantages of ceramic products made on the basis of known mass composition:
- простая технология формования полуфабрикатов - заливочный метод с кратковременным вибрированием;- simple technology for the formation of semi-finished products - casting method with short-term vibration;
- изделия применяются для теплоизоляции поверхности тепловых агрегатов с температурой до 1000°С;- products are used for thermal insulation of the surface of thermal units with temperatures up to 1000 ° C;
- содержит всего два компонента.- contains only two components.
Наряду с достоинствами состава керамической массы имеются и недостатки:Along with the advantages of the composition of the ceramic mass, there are also disadvantages:
- низкая плотность и прочность изделия (средняя плотность 300 кг/м3, предел прочности при изгибе 1,8-2 кгс/см2 (0,18-0,2 МПа)), что лимитирует применение изделий для самонесущих конструкций стен жилых и промышленных зданий, в том числе для стен тепловых агрегатов.- low density and strength of the product (average density 300 kg / m3, tensile strength in bending of 1.8-2 kgf / cm 2 (0.18-0.2 MPa)), which limits the use of products for self-supporting structures of walls of residential and industrial buildings, including for walls of thermal units.
Известен второй состав керамической смеси для стеновой керамики, приведенный в книге И.И. Мороз. (Технология строительной керамики. -Киев: - 1980, с. 348). Известный состав включает компоненты при следующем соотношении, мас. %:Known for the second composition of the ceramic mixture for wall ceramics, given in the book of I.I. Frost. (Technology of building ceramics. - Kiev: - 1980, p. 348). The known composition includes components in the following ratio, wt. %:
Наряду с большими достоинствами (низкая средняя плотность 200 кг/м3 - 300 кг/м3, соответственно низкая теплопроводность - 0,06 Вт/м*С, простая технология формования (заливка в формы), имеются следующие недостатки:Along with great advantages (low average density 200 kg / m 3 - 300 kg / m 3 , respectively low thermal conductivity - 0.06 W / m * C, simple molding technology (casting into molds), there are the following disadvantages:
1. Низкая прочность готовых изделий: при изгибе 0,2-0,5 МПа, при сжатии 0,5-1 МПа (см. Ю.П. Горлов. Технология теплоизоляционных и акустических материалов и изделий. - М: Высш. шк. - 1989, с. 195, табл. 9.2.), что лимитирует их применение в качестве эффективного кирпича с маркой M100, соответственно ГОСТ 530-2007.1. Low strength of finished products: with a bend of 0.2-0.5 MPa, with a compression of 0.5-1 MPa (see Yu.P. Gorlov. Technology of heat-insulating and acoustic materials and products. - M: Higher school. - 1989, p. 195, table 9.2.), Which limits their use as an effective brick with the brand M100, respectively GOST 530-2007.
2. Низкая прочность полуфабрикатов (при сжатии 0,1 МПа), формируемых заливкой в формы, что усложняет процесс распалубливания форм и сушку, так как сушка полуфабрикатов осуществляется на поддонах изделий (см. способ изготовления в прототипе).2. The low strength of the semi-finished products (with a compression of 0.1 MPa) formed by pouring into molds, which complicates the process of stripping molds and drying, since the drying of semi-finished products is carried out on pallets of products (see the manufacturing method in the prototype).
3. Низкий архитектурный вид - так как цвет черепка красный с наличием высолов, вследствие большого количества вводимой добавки «ПО-6» и недостающего количества полуводного гипса.3. Low architectural appearance - since the color of the crock is red with the presence of efflorescence, due to the large amount of PO-6 added and the lack of semi-aquatic gypsum.
Наиболее близкий состав керамической массы для изготовления эффективной керамики приведенный в патенте РФ No 2414442, МПК С04В 38/08, опубл. 20.03.2011. Известный состав включает, мас. %:The closest composition of the ceramic mass for the manufacture of effective ceramics is given in RF patent No. 2414442, IPC С04В 38/08, publ. 03/20/2011. The known composition includes, by weight. %:
Изделия имеют марку по прочности не ниже M100 для полнотелого кирпича (12,3 МПа).Products have a brand of strength not lower than M100 for solid brick (12.3 MPa).
Наряду с достоинствами состава керамической массы имеются и недостатки:Along with the advantages of the composition of the ceramic mass, there are also disadvantages:
- высокая плотность изделий (средняя плотность 1200-1450 кг/м*), что превышает цель исследования.- high density of products (average density 1200-1450 kg / m *), which exceeds the purpose of the study.
Задача изобретения - понизить среднюю плотность кирпича до параметров эффективной керамики (класс 1,2) и повышенной эффективности (класс 1,0) при прочности, удовлетворяющей требования к стеновым строительным изделиям в соответствии с ГОСТ 530-2012, а также уменьшить высолы.The objective of the invention is to reduce the average density of bricks to the parameters of effective ceramics (class 1.2) and increased efficiency (class 1.0) with a strength that meets the requirements for wall building products in accordance with GOST 530-2012, and also to reduce efflorescence.
Поставленная задача достигается тем, что композиционная керамическая смесь для изготовления стеновых строительных изделий, включающая суглинок, керамзитовую глину отличающуюся тем, что дополнительно в нее введены: гранулированный шлак - отход чугунолитейного производства фракций 0,6-5 мм, содощелочной плав - отход производства капролактама, и стеклянные микросферы (стеклосферы) фракций 15-200 мкм при следующем соотношении компонентов, мас. %:The problem is achieved in that the composite ceramic mixture for the manufacture of wall building products, including loam, expanded clay, characterized in that it additionally includes: granulated slag - waste iron production fractions of 0.6-5 mm, alkaline melt - waste caprolactam production, and glass microspheres (glass sphere) fractions of 15-200 microns in the following ratio of components, wt. %:
Для реализации поставленной задачи были использованы компоненты со следующими свойствами:To implement the task, components with the following properties were used:
1. Суглинок Обидимского месторождение Тульской области. Сырье является с низким количеством крупнозернистых включений с преобладанием мелких песчано-каменистых и карбонатных включений. Суглинки являются неспекающимися легкоплавким умеренно-пластичным сырьем (число пластичности 10-13), за исключением второго слоя, он - малопластичен (число пластичности 3-5). Водопоглощение суглинков 13%, предел прочности при сжатии 81-134 кг/см2, при изгибе 29-44 кг/см2 (при температуре 950-1000°С). Цвет после обжига - красный. По химическому составу суглинки характеризуются следующим содержанием компонентов, %: SiO2 69,21-78,5; Al2O3 8,89-13,95; Fe2O3 3,24-5,47; СаО 0,65-2,85; MgO 0,6-1,7, SO3 0,02-0, 18; Na2O 0,57-1,06; K2O 1,72-2,92; TiO2 0,1-0,2; п.п. п. 3, 11-5,34.1. Loam of the Obidimsky deposit of the Tula region. Raw materials are low in the number of coarse inclusions with a predominance of small sandy-stony and carbonate inclusions. Loams are non-sintering, low melting, moderately plastic raw materials (plasticity number 10–13), with the exception of the second layer, it is low plastic (plasticity number 3-5). Loam water absorption of 13%, compressive strength 81-134 kg / cm 2 , bending 29-44 kg / cm 2 (at a temperature of 950-1000 ° C). The color after firing is red. According to the chemical composition, loams are characterized by the following content of components,%: SiO 2 69.21-78.5; Al 2 O 3 8.89-13.95; Fe 2 O 3 3.24-5.47; CaO 0.65-2.85; MgO 0.6-1.7, SO 3 0.02-0, 18; Na 2 O, 0.57-1.06; K 2 O 1.72-2.92; TiO 2 0.1-0.2; p.p. p. 3, 11-5.34.
2. Керамзитовая глина Пореченского месторождения Тульской области (КГ-2) - полукислое и легкоплавкое сырье с температурой начала вспучивания 950-1000°С. По пластичности глина относится как к средне - так и к высокопластичному сырью с числом пластичности 19-36. В эксперименте принята среднепластичная керамзитовая глина с числом пластичности 23. Химический состав глины: содержит, мас. %: SiO2 52,7; Fe2O3 10,4; Al2O3 18,4; CaO+MgO 4,5; TiO2 0,75; K2O+Na2O 2,4; SiO3 - следы, п.п. п. 10, 85.2. Expanded clay of the Porechensky deposit of the Tula region (KG-2) - semi-acidic and fusible raw materials with a swelling start temperature of 950-1000 ° С. In terms of plasticity, clay refers to both medium and highly plastic raw materials with a plasticity number of 19-36. The experiment adopted medium plastic expanded clay with a plasticity number 23. The chemical composition of clay: contains, wt. %: SiO 2 52.7; Fe 2 O 3 10.4; Al 2 O 3 18.4; CaO + MgO 4.5; TiO 2 0.75; K2O + Na2O 2.4; SiO 3 - traces, pp p. 10, 85.
3. Гранулированный шлак производит ПАО «Тулачермет». Граншлак получается в результате обработки огненно-жидких металлургических шлаков водой, происходит резкое охлаждение шлакового расплава и его грануляция - дробление на отдельные мелкие зерна. Структура зерен аморфная, стеклообразная. По зерновому составу гранулированный шлак соответствует 0,6-5 мм. Используется граншлак с средней плотностью 1000-1200 кг/м3, средняя влажность 8% в соответствии с ГОСТ 3476-74 ТУ 14-127-269-2008. Химический состав гранулированного шлака, мас. %: SiO2 37,85; FeO 1,12; Al2O3 6,82; СаО 42,76; MgO 0,16; TiO2 0,35; MgO 8,93; R2O 0,90; основность 1,15.3. Granulated slag is produced by PJSC Tulachermet. The gravel slag is obtained as a result of the processing of fiery-liquid metallurgical slag with water, there is a sharp cooling of the slag melt and its granulation - crushing into individual fine grains. The grain structure is amorphous, glassy. According to the grain composition, granular slag corresponds to 0.6-5 mm. Granulated slag is used with an average density of 1000-1200 kg / m3, an average humidity of 8% in accordance with GOST 3476-74 TU 14-127-269-2008. The chemical composition of granular slag, wt. %: SiO 2 37.85; FeO 1.12; Al 2 O 3 6.82; CaO 42.76; MgO 0.16; TiO 2 0.35; MgO 8.93; R 2 O 0.90; basicity 1.15.
4. Содощелочной плав - отход производства капролактама Щекинского химкомбината, г. Щекино, Тульская область. Представляет собой порошок желтого цвета, не токсичен, в соответствии с ТУ 113-03-616-87. Хорошо растворяется в обычной воде с температурой 15-20 градусов Цельсия. Химический состав масс %: Na2CO3 - 87,0-94,1; NaOH - 8-10; Fe - 0,001-0,004; не растворимый осадок - 0,2-0,7.4. Soda-alkaline melt - a waste product of caprolactam production of the Shchekino chemical plant, Shchekino, Tula region. It is a yellow powder, non-toxic, in accordance with TU 113-03-616-87. It is well dissolved in ordinary water with a temperature of 15-20 degrees Celsius. The chemical composition of the mass%: Na 2 CO3 - 87.0-94.1; NaOH - 8-10; Fe - 0.001-0.004; insoluble precipitate - 0.2-0.7.
5. Стеклянные микросферы (стеклосферы) представляют собой сферические частицы, наполненные воздухом на основе натриевоборосиликатного стекла, состоящие из отдельных полых частиц сферической формы размером в пределах от 15 до 200 мкм. Производят по ТУ 5951-035-00204990-2010. Сочетание таких свойств как: сферическая форма, низкая плотность, высокая механическая прочность, термостабильность, с температурой плавления порядка 1100, способствует решению поставленной задачи. Стеклосферы вырабатывают из натриевоборосиликатного стекла следующего состава масс.%: Na2O 25.5-28.2; SiO2 71.7-73.8; B2O 3.8-4.4; Al2O3+Fe2O3 не более 0,4. Насыпная масса не более 0,36 г/см3; влажность (массовая доля) не более 0,8%,; плавучесть (объемная доля) не менее 80%.5. Glass microspheres (glass spheres) are spherical particles filled with air based on sodium borosilicate glass, consisting of individual hollow particles of a spherical shape ranging in size from 15 to 200 microns. Produced according to TU 5951-035-00204990-2010. The combination of such properties as: spherical shape, low density, high mechanical strength, thermal stability, with a melting point of about 1100, contributes to the solution of the problem. Glassospheres are produced from sodium borosilicate glass of the following composition, wt.%: Na 2 O 25.5-28.2; SiO 2 71.7-73.8; B 2 O 3.8-4.4; Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 not more than 0.4. Bulk weight not more than 0.36 g / cm3; humidity (mass fraction) not more than 0.8%; buoyancy (volume fraction) of at least 80%.
Пример реализации.Implementation example.
Способ получения композиционной керамической смеси заключается в следующем: осуществлены опыты по реализации состава керамической смеси с использованием сухих компонентов, приведенных по мас. % в таблице №1.A method of obtaining a composite ceramic mixture is as follows: experiments were carried out to realize the composition of the ceramic mixture using dry components, given by weight. % in table No. 1.
Всего приготовлено пять партий формовочных масс.A total of five batches of molding materials were prepared.
Для этого дозировали по массе следующие компоненты состава 03, приведенного в таблице №1. Взяли 380 гр (44,2%) суглинков в который при перемешивании добавили 120 гр (13,9%) керамзитовой глины, 200 гр (23,3%) гранулированного шлака, 10 гр (1,2%) стеклосфер. Через 10 минут перемешивания, сухая масса достигла однородного состояния и в него ввели 150 гр (17,4%) содощелочного плава, растворенного в 470 мл воды. Далее через 5 минут перемешивания получилась необходимая нам композиционная керамическая смесь. Из полученной массу формовали (вручную) образцы. Аналогичным методом были приготовлены составы формовочных масс №1, №2, №4, №5, приведенные в таблице №1.To do this, the following components of composition 03, shown in table No. 1, were dosed by weight. They took 380 g (44.2%) of loam, to which 120 g (13.9%) expanded clay was added with stirring, 200 g (23.3%) of granulated slag, 10 g (1.2%) of glass spheres. After 10 minutes of mixing, the dry mass reached a homogeneous state and 150 g (17.4%) of alkaline melt dissolved in 470 ml of water were introduced into it. Then, after 5 minutes of mixing, we obtained the required composite ceramic mixture. Samples were molded (manually) from the resulting mass. A similar method was used to prepare the compositions of molding materials No. 1, No. 2, No. 4, No. 5, shown in table No. 1.
Образцы размером 50×50×50 мм высушивали естественным образом на стеллажах при температуре 20+2°С. Затем их сушили при максимальной температуре 75±5°С в течении 72 часов. По три сухих образца каждой партии испытывали на прочность после сушки, а остальные обжигали в кольцевой печи температуре 950°С.Samples of 50 × 50 × 50 mm in size were naturally dried on racks at a temperature of 20 + 2 ° С. Then they were dried at a maximum temperature of 75 ± 5 ° C for 72 hours. Three dry samples of each batch were tested for strength after drying, and the rest were fired in a ring furnace at a temperature of 950 ° C.
Через сутки, образцы керамики испытывали на показание средней плотности, прочности, а также проверяли на наличие высолов.After a day, the ceramic samples were tested for an indication of average density, strength, and also checked for efflorescence.
Результаты испытаний приведены в таблице 2.The test results are shown in table 2.
Анализ результатов испытаний свойств образцов стеновой керамики, приведенных в табл.№2, показывает следующее:The analysis of the test results of the properties of wall ceramic samples given in table No. 2 shows the following:
1. Составы №1 и №5 не рекомендуются, т.к. не отвечают поставленной задаче по средней плотности и наличию высолов1. The compositions No. 1 and No. 5 are not recommended, because do not meet the task of average density and the presence of efflorescence
2. По результатам испытания образцов было установлено, что оптимальный результат композиционной смеси, в сравнении с прототипом, имеют составы №2, №3, №4.2. According to the results of testing the samples, it was found that the optimal result of the composite mixture, in comparison with the prototype, have compositions No. 2, No. 3, No. 4.
2.1. Средняя плотность образца снизилась до 998-1120 кг/м3 что2.1. The average density of the sample decreased to 998-1120 kg / m 3 which
позволяет отнести изделие (кирпич) из данных составов к группе эффективной керамики и повышенной эффективности, в соответствии с ГОСТ 530 - 2012 [3].allows you to attribute the product (brick) from these compositions to the group of effective ceramics and increased efficiency, in accordance with GOST 530 - 2012 [3].
2.2. Прочность образцов 10,3-11,1 МПа. В соответствии с ГОСТ 530 - 2012, марка по прочности M100, что позволяет использовать кирпич в строительстве [3].2.2. The strength of the samples is 10.3-11.1 MPa. In accordance with GOST 530 - 2012, the brand is M100 in strength, which allows the use of bricks in construction [3].
Таким образом, поставленная задача получения композиционной керамической смеси для производства эффективного полнотелого керамического кирпича (класса 1,2) и повышенной эффективности (класс 1,0) с маркой по прочности М100, в соответствии с ГОСТ 530-2012, достигнута.Thus, the task of obtaining a composite ceramic mixture for the production of effective full-body ceramic bricks (class 1.2) and increased efficiency (class 1.0) with a grade of strength M100, in accordance with GOST 530-2012, has been achieved.
Физико-химическая сущность достижения поставленной задачи состоит в следующем:The physico-chemical nature of the achievement of the task is as follows:
1. Керамзитовая глина способствует увеличению прочности, так как является полукислой, а принятые суглинки кислыми, то есть в составе суглинков повышается не только количество плавня - Fe2O2, но и Al2O3, а следовательно, и количество основного минерала муллита. Кроме того, эта глина способствует и увеличению трещиностойкости при сушке сырца, так как является более пластичной, чем суглинки. Установлено, что добавка более пластичных глин к менее пластичным суглинкам способствует прочности при разрыве в процессе сушки сырца-кирпича, что противодействует усадочным напряжениям (см. Нахротян К.А. Сушка и обжиг в промышленности строительной керамики. - М.: Стройиздат, 1962. -604 с.).1. Expanded clay contributes to an increase in strength, since it is half acid, and the accepted loams are acidic, that is, not only the amount of melt - Fe2O2, but also Al 2 O 3 , and therefore the amount of the main mullite mineral, increase in the composition of loams. In addition, this clay also contributes to an increase in crack resistance during drying of the raw material, since it is more plastic than loam. It has been established that the addition of more plastic clays to less plastic loams contributes to tensile strength during the break during the drying of raw brick, which counteracts shrink stresses (see K. Nakhrotyan, Drying and firing in the construction ceramics industry. - M .: Stroyizdat, 1962. -604 p.).
В конечном счете, это способствует также повышению прочности обожженных изделий. За счет керамзитовой глины почти исключается огневая усадка, а следовательно, уменьшается степень общей усадки, но не настолько, чтобы увеличивались размеры кирпича, установленные ГОСТ 530-95 "Кирпич и камни керамические". Этот процесс регулируется установленной нормой добавки этой глины в составе массы, т.е. есть в предлагаемом составе в пределах 13,9-15,5% от сухой массы. Уменьшение степени общей усадки объясняется одним фактором - признаком начала вспучивания керамзитовой глины при температуре обжига кирпича (950°С).Ultimately, this also contributes to increasing the strength of the calcined products. Due to expanded clay clay, fire shrinkage is almost eliminated, and therefore, the degree of general shrinkage is reduced, but not so much that the size of the bricks established by GOST 530-95 "Ceramic bricks and stones" increases. This process is regulated by the established rate of addition of this clay in the composition of the mass, i.e. is in the proposed composition within 13.9-15.5% of the dry weight. The decrease in the degree of general shrinkage is explained by one factor - a sign of the onset of expanded clay clay expansion at a brick firing temperature (950 ° C).
2. Добавление гранулированного шлака в композиционную керамическую смесь делает кирпич менее чувствительным к сушке и повышает его прочность. Это происходит вследствие того, что предварительное смешивание с другими компонентами смеси обеспечивает и более равномерное распределение гранулированного шлака мелкодисперсной горючей ее части в массе.2. The addition of granular slag to the composite ceramic mixture makes the brick less sensitive to drying and increases its strength. This is due to the fact that pre-mixing with other components of the mixture provides a more even distribution of granular slag of finely divided combustible parts in the mass.
3. Формирования в процессе обжига муллитоподобной фазы и усиления кристаллизации анортита обеспечивает повышение прочности и морозостойкости керамического кирпича.3. The formation in the process of firing a mullite-like phase and enhancing the crystallization of anorthite provides increased strength and frost resistance of ceramic bricks.
4. Под влиянием плавня (стеклянных микросфер) усиливается образование расплава, тем самым улучшается спекание керамики и образование новых фаз.4. Under the influence of melt (glass microspheres), the formation of the melt increases, thereby improving the sintering of ceramics and the formation of new phases.
5. Стеклянные микросферы благодаря своей поверхности обеспечивают мелкопористую структуру кирпича, что приводит к снижению средней плотности изделия.5. Glass microspheres due to their surface provide a finely porous brick structure, which leads to a decrease in the average density of the product.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017127625A RU2668599C1 (en) | 2017-08-01 | 2017-08-01 | Composite ceramic mixture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017127625A RU2668599C1 (en) | 2017-08-01 | 2017-08-01 | Composite ceramic mixture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2668599C1 true RU2668599C1 (en) | 2018-10-02 |
Family
ID=63798178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017127625A RU2668599C1 (en) | 2017-08-01 | 2017-08-01 | Composite ceramic mixture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2668599C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2720340C1 (en) * | 2019-07-19 | 2020-04-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | Composite ceramic mixture |
| RU2729475C1 (en) * | 2019-12-19 | 2020-08-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | Mixture for making ceramic brick |
| RU2850532C1 (en) * | 2025-07-14 | 2025-11-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | Composite ceramic mixture |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0286209A2 (en) * | 1987-02-10 | 1988-10-12 | London Brick Company Limited | Process for the manufacture of frost-resistant porous clay bricks |
| RU2052417C1 (en) * | 1994-08-19 | 1996-01-20 | Воронин Николай Николаевич | Bricks, ceramic stones, method and charge for manufacture thereof |
| RU2070177C1 (en) * | 1993-03-31 | 1996-12-10 | Николай Иванович Михальцов | Method for manufacture of facing bricks |
| RU2183208C2 (en) * | 2000-07-06 | 2002-06-10 | Закрытое акционерное общество научно-производственное предприятие "Вереск" | Charge for brick making |
| RU2311389C1 (en) * | 2006-05-10 | 2007-11-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Ceramic mass |
| RU2361841C1 (en) * | 2008-04-03 | 2009-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тульский государственный университет (ТулГУ) | Ceramic mass |
| RU93797U1 (en) * | 2008-04-28 | 2010-05-10 | Александр Александрович Балакирев | CERAMIC MASS FOR MAKING BRICK |
| US7807596B2 (en) * | 2004-02-25 | 2010-10-05 | Jtekt Corporation | Coloration agent for use in ceramic articles and a color developing clay using the same |
| RU2414442C1 (en) * | 2009-11-02 | 2011-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Composition for wall ceramic |
| RU2614341C1 (en) * | 2015-09-21 | 2017-03-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Ceramic mass |
-
2017
- 2017-08-01 RU RU2017127625A patent/RU2668599C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0286209A2 (en) * | 1987-02-10 | 1988-10-12 | London Brick Company Limited | Process for the manufacture of frost-resistant porous clay bricks |
| RU2070177C1 (en) * | 1993-03-31 | 1996-12-10 | Николай Иванович Михальцов | Method for manufacture of facing bricks |
| RU2052417C1 (en) * | 1994-08-19 | 1996-01-20 | Воронин Николай Николаевич | Bricks, ceramic stones, method and charge for manufacture thereof |
| RU2183208C2 (en) * | 2000-07-06 | 2002-06-10 | Закрытое акционерное общество научно-производственное предприятие "Вереск" | Charge for brick making |
| US7807596B2 (en) * | 2004-02-25 | 2010-10-05 | Jtekt Corporation | Coloration agent for use in ceramic articles and a color developing clay using the same |
| RU2311389C1 (en) * | 2006-05-10 | 2007-11-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Ceramic mass |
| RU2361841C1 (en) * | 2008-04-03 | 2009-07-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тульский государственный университет (ТулГУ) | Ceramic mass |
| RU93797U1 (en) * | 2008-04-28 | 2010-05-10 | Александр Александрович Балакирев | CERAMIC MASS FOR MAKING BRICK |
| RU2414442C1 (en) * | 2009-11-02 | 2011-03-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Composition for wall ceramic |
| RU2614341C1 (en) * | 2015-09-21 | 2017-03-24 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Ceramic mass |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2720340C1 (en) * | 2019-07-19 | 2020-04-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | Composite ceramic mixture |
| RU2729475C1 (en) * | 2019-12-19 | 2020-08-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | Mixture for making ceramic brick |
| RU2850532C1 (en) * | 2025-07-14 | 2025-11-12 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I" | Composite ceramic mixture |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5015606A (en) | Lightweight ceramic material for building purposes | |
| ES2638051T3 (en) | Processing of fly ash and manufacture of articles that incorporate fly ash compositions | |
| Sadik et al. | Production of porous firebrick from mixtures of clay and recycled refractory waste with expanded perlite addition | |
| CN108610063A (en) | High-performance mullite thermal insulation fire-resistant pouring material | |
| El-Yamany et al. | Microstructure and mechanical properties of alkali-activated slag mortar modified with latex | |
| RU2668599C1 (en) | Composite ceramic mixture | |
| Malaiskiene et al. | The influence of mullite wool waste on the properties of concrete and ceramics | |
| WO2009146470A1 (en) | The method of manufacturing building brick | |
| CN109400071B (en) | C40 heat-resistant concrete easy to pump and preparation method thereof | |
| RU2370468C1 (en) | Thermal insulating mixture | |
| RU2200138C2 (en) | Crude mixture for manufacture of building materials | |
| RU2846446C1 (en) | Composite ceramic mixture | |
| RU2414442C1 (en) | Composition for wall ceramic | |
| RU2850532C1 (en) | Composite ceramic mixture | |
| Hager et al. | Behaviour of fly ash geopolymer at high temperature | |
| JPH08157246A (en) | Ceramic fine aggregate for concrete | |
| RU2426707C1 (en) | Heat insulation mass | |
| RU2289557C1 (en) | Lightweight concrete | |
| Snegirev et al. | Manufacturing process and properties of spherical granules in the MgO—Al2O3—SiO2 system | |
| RU2817494C1 (en) | Crude mixture for making ceramic heat-insulating construction materials | |
| RU2810153C1 (en) | Light-coloured ceramic mass for face bricks | |
| RU2433980C1 (en) | Ceramic mass of light tone for facing brick | |
| RU2259331C1 (en) | Light-weight concrete mix | |
| RU2777731C1 (en) | Raw mix for the production of mortars and unfired building products | |
| Djobo et al. | Phase and dimensional stability of volcanic ash-based phosphate geopolymers at elevated temperatures |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190802 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20201210 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20210722 Effective date: 20210722 |