[go: up one dir, main page]

RU2755112C1 - Ceramic mass for wall materials - Google Patents

Ceramic mass for wall materials Download PDF

Info

Publication number
RU2755112C1
RU2755112C1 RU2021105253A RU2021105253A RU2755112C1 RU 2755112 C1 RU2755112 C1 RU 2755112C1 RU 2021105253 A RU2021105253 A RU 2021105253A RU 2021105253 A RU2021105253 A RU 2021105253A RU 2755112 C1 RU2755112 C1 RU 2755112C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
zeolite
overburden
ceramic
coal mining
ceramic mass
Prior art date
Application number
RU2021105253A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Комбуй-оолович Кара-Сал
Сергей Алексеевич Чюдюк
Сайлык Маар-ооловна Сарыг-оол
Байлак Борисовна Иргит
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тувинский государственный университет"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тувинский государственный университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тувинский государственный университет"
Priority to RU2021105253A priority Critical patent/RU2755112C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2755112C1 publication Critical patent/RU2755112C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00Clay-wares
    • C04B33/02Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13Compounding ingredients
    • C04B33/132Waste materials; Refuse; Residues
    • C04B33/1328Waste materials; Refuse; Residues without additional clay
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

FIELD: building materials production.
SUBSTANCE: invention relates to the production of building materials, in particular to the wall ceramics industry, and can be used to produce ordinary ceramic bricks and stones. Ceramic mass for obtaining wall products contains argillic overburden from coal mining and crushed screening of zeolite-containing rock with the following ratio of components, wt.%: argillic overburden of coal mining 70-90; zeolite-containing rock 10-30.
EFFECT: increase in compressive strength and decrease in water absorption of fired products.
1 cl, 3 tbl

Description

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к промышленности изделий стеновой керамики, и может быть использовано для получения керамического рядового кирпича и камней.The invention relates to the production of building materials, in particular to the industry of wall ceramics, and can be used to produce ordinary ceramic bricks and stones.

Известна керамическая масса для изготовления стеновых материалов, включающая отходы углеобогащения (в мас. %) - 84-88; водная вытяжка лессовидного суглинка - 8-10 и отход метиз производства - 4-6 (Патент РФ №2327668). Недостатками указанной сырьевой смеси являются то, что изделия на ее основе обладают незначительной прочностью при сжатии (11,0-15,1 МПа) и сложным технологическим процессом подготовки водной вытяжки лессовидного суглинка, требующим значительных ресурсо- и энергозатрат. Полное размокание суглинка в воде и последующее обезвоживание требует дополнительных энергетических затрат и обуславливает увеличение себестоимости изделий.Known ceramic mass for the manufacture of wall materials, including waste coal (in wt.%) - 84-88; water extract of loess-like loam - 8-10 and metal production waste - 4-6 (RF Patent No. 2327668). The disadvantages of this raw mixture are that products based on it have insignificant compressive strength (11.0-15.1 MPa) and a complex technological process of preparing an aqueous extract of loess-like loam, which requires significant resource and energy consumption. Complete soaking of loam in water and subsequent dehydration requires additional energy costs and causes an increase in the cost of products.

Другая керамическая масса (Патент РФ №2087449), содержащая 70-81% глины, 9-10% аргиллитов, 0,5-1,0% отработанную смазочно-охлаждающую жидкость (сверх 100%) и 10-20% стебли хлопчатника, не позволяет получить керамические стеновые материалы с высокой прочностью (Rсж - 9,9-10,5 МПа). При этом наблюдается большой расход природного глинистого сырья (более 70%).Another ceramic mass (RF Patent No. 2087449) containing 70-81% clay, 9-10% mudstones, 0.5-1.0% waste cutting fluid (over 100%) and 10-20% cotton stalks, not ceramic wall allows to obtain materials with high strength (R SJ - 9,9-10,5 MPa). At the same time, there is a large consumption of natural clay raw materials (more than 70%).

Наиболее близким аналогом к предлагаемой является масса для изготовления керамических материалов, включающая отходы обогащения углистых аргиллитов - 70-80% и умереннопластичный суглинок - 20-30% (Патент РФ №2615199). Недостатком данной массы является то, что изделия на ее основе после обжига имеют незначительную прочность при сжатии (23,2-25,4 МПа) и высокое водопоглощение (14,9-15,6%).The closest analogue to the proposed one is a mass for the manufacture of ceramic materials, including wastes of enrichment of carbonaceous mudstones - 70-80% and moderately plastic loam - 20-30% (RF Patent No. 2615199). The disadvantage of this mass is that products based on it after firing have low compressive strength (23.2-25.4 MPa) and high water absorption (14.9-15.6%).

Задачей, на решение которой направлено изобретение является повышение прочности и уменьшение водопоглощения керамических стеновых материалов.The problem to be solved by the invention is to increase the strength and reduce the water absorption of ceramic wall materials.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что керамическая масса для изготовления стеновых материалов, включающая аргиллитовую вскрышную породу угледобычи и наполнитель, отличается тем, что в качестве наполнителя она содержит измельченную цеолитсодержащую породу размером частиц менее 0,10 мм при следующем соотношении компонентов массы, масс. %: аргиллитовая вскрышная порода угледобычи - 70-90, цеолитсодержащая порода - 10-30.The essence of the invention lies in the fact that a ceramic mass for the manufacture of wall materials, including argillite overburden from coal mining and a filler, is distinguished by the fact that as a filler it contains crushed zeolite-containing rock with a particle size of less than 0.10 mm with the following ratio of the components of the mass, mass. %: argillite overburden of coal mining - 70-90, zeolite-containing rock - 10-30.

Аргиллитовая вскрышная порода угледобычи имеет следующий химический состав масс. %: SiO2 61,75; Al2O3 13,07; Fe2O3 8,37; СаО 2,01; MgO 1,79; K2O 2,17; Na2O 1,64; п.п.п. 9,70. Сырье относится к группе кислой с высоким содержанием красящих оксидов. Минеральный состав аргиллитовой породы представлен кварцем, ортоклазом, сидеритом, гетитом и монтмориллонитом. Содержание глинистых минералов колеблется в пределах 18-22%. Температура огнеупорности 1220°С. В измельченном состоянии по технологическим свойствам аргиллитовая вскрышная порода является умереннопластичной, среднедисперсной, относится к легкоплавкому, низкотемпературному и среднеспекающемуся сырью,Argillic overburden of coal mining has the following chemical composition of the masses. %: SiO 2 61.75; Al 2 O 3 13.07; Fe 2 O 3 8.37; CaO 2.01; MgO 1.79; K 2 O 2.17; Na 2 O 1.64; p.p. 9.70. The raw material belongs to the acidic group with a high content of coloring oxides. The mineral composition of the mudstone rock is represented by quartz, orthoclase, siderite, goethite, and montmorillonite. The content of clay minerals ranges from 18-22%. Refractoriness temperature 1220 ° C. In a crushed state, according to technological properties, argillite overburden is moderately plastic, medium-dispersed, belongs to low-melting, low-temperature and medium-sintering raw materials,

Измельченная цеолитсодержащая порода представляет собой тонкоизмельченный порошок красно-коричневого цвета, полученный в результате измельчения отсева горной породы при получении мелкофракционной дорожной засыпки. Объемная масса - 1070 кг/м, плотность - 2720 кг/м. Огнеупорность 1160°С. В минералогический состав входят клиноптилолит, альбит, кварц, гетит, монтмориллонит и вулканическое стекло. Химический состав цеолитсодержащей породы приведен в таблице 1.The crushed zeolite-containing rock is a finely crushed red-brown powder obtained as a result of crushing the screenings of the rock during the production of fine-fraction road backfill. Bulk density - 1070 kg / m3, density - 2720 kg / m3. Refractoriness 1160 ° C. The mineralogical composition includes clinoptilolite, albite, quartz, goethite, montmorillonite, and volcanic glass. The chemical composition of the zeolite-containing rock is shown in Table 1.

Figure 00000001
Figure 00000001

Из научной и технической литературы, а также из известкового перечня информации заявителем не обнаружены технические решения с применением аргиллитовых вскрышных пород с наличием глинистых минералов в количестве 18-22%, а также измельченного отсева пород с малым содержанием цеолита (в пределах 20-22%) при значительном присутствии полевых шпатов (52-55%) и вулканического стекла (6-8%) или с аналогичным наполнителями подобного химического состава.From the scientific and technical literature, as well as from the calcareous list of information, the applicant did not find technical solutions using mudstone overburden with the presence of clay minerals in an amount of 18-22%, as well as crushed screening of rocks with a low content of zeolite (within 20-22%) with a significant presence of feldspars (52-55%) and volcanic glass (6-8%) or with similar fillers of similar chemical composition.

В рассматриваемой керамической массе измельченные и увлаженные частицы монтмориллонита и клиноптилолита выступают в качестве пластической составляющей между твердыми частицами, обеспечивая плотную упаковку последних при формовании путем прессования.In the considered ceramic mass, crushed and moistened particles of montmorillonite and clinoptilolite act as a plastic component between solid particles, ensuring a dense packing of the latter during molding by pressing.

Химическое взаимодействие основных составляющих (клиноптилолита, альбита, вулканического стекла) цеолитсодержащей породы при термической обработке, при указанной совокупности оксидов с продуктами разложения глинистых минералов и других компонентов, присутствующих в аргиллитовой вскрышной породе, обуславливает ранее протекание реакций в твердой фазе с образованием новых соединений типа морденита, железистых шпинелей, кристобалита и анортита, а также с образованием жидкой стеклофазы за счет взаимодействия оксидов щелочных элементов с аморфным кремнеземам, оксида железа и вулканическим стеклом, Поскольку жидкая стеклофаза практически является связующим и цементирующим веществом между твердыми тугоплавкими частицами шихты, заполняющим межзерновые пустоты, снижая пористость черепка, то образование ее в значительном количестве (25-30%), чем в известных составах при конечной рабочей температуре обжига, обуславливает получение керамического материала более плотной структуры, что снижает водопоглощение и повышает прочность обожженных изделий.The chemical interaction of the main components (clinoptilolite, albite, volcanic glass) of the zeolite-containing rock during heat treatment, with the specified set of oxides with the decomposition products of clay minerals and other components present in the argillite overburden, causes earlier reactions in the solid phase with the formation of new compounds of the mordenite type , ferruginous spinels, cristobalite and anorthite, as well as with the formation of a liquid glass phase due to the interaction of oxides of alkaline elements with amorphous silicas, iron oxide and volcanic glass. the porosity of the shard, then its formation in a significant amount (25-30%) than in known compositions at the final operating temperature of firing, causes the production of a ceramic material of a denser structure, which reduces water consumption absorption and increases the strength of fired products.

Таким образом, совокупность предлагаемых признаков, по мнению заявителя, отвечает критерию «Существенных отличий», приобретает новые свойства, заключающиеся в получении керамического материала более плотной структуры, обуславливающей высокую прочность, водопоглощение изделий.Thus, the totality of the proposed features, according to the applicant, meets the criterion of "Significant differences", acquires new properties, consisting in obtaining a ceramic material of a denser structure, causing high strength, water absorption of products.

Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.

Аргиллитовые вскрышные породы угледобычи измельчены в щековой дробилке и просеяны через сито с размерами ячейки 0,63 мм. Отсев цеолитсодержащей породы измельчен в шаровой мельнице до конечного остатка на сите №008 не более 5%. Смесь в необходимых соотношениях тщательно смешивалась в сухую и увлажнялась до влажности 9-10%. Изделия стеновой керамики прессуют из полученного пресс-порошка при удельном давлении 25 МПа. Опрессованные изделия сушат и обжигают однократным способом при температуре 1000°С с выдержкой в течение 1,5 ч.Argillite overburden of coal mining is crushed in a jaw crusher and sieved through a sieve with a mesh size of 0.63 mm. Screening of zeolite-containing rock is crushed in a ball mill to a final residue on a sieve No. 008 of no more than 5%. The mixture in the required proportions was thoroughly mixed in dry and moistened to a moisture content of 9-10%. Wall ceramic products are pressed from the obtained press powder at a specific pressure of 25 MPa. The pressed products are dried and fired in a single way at a temperature of 1000 ° C with a holding for 1.5 hours.

Шихтовой состав масс и свойства обожженных изделий приведены в таблицах 2 и 3.The charge composition of the masses and the properties of the fired products are shown in Tables 2 and 3.

Figure 00000002
Figure 00000002

Figure 00000003
Figure 00000003

Результаты испытаний показали эффективность введения измельченного отсева цеолитсодержащей породы в количестве 10-30% по сравнению с прототипом.The test results showed the effectiveness of the introduction of crushed screening of zeolite-containing rocks in an amount of 10-30% compared to the prototype.

Применение предлагаемой керамической массы позволяет получить стеновые керамические изделия повышенной прочности и малым водопоглощением с расширением сырьевой базы за счет отходов угледобычи и камнедробления.The use of the proposed ceramic mass makes it possible to obtain wall ceramic products of increased strength and low water absorption with the expansion of the raw material base due to waste from coal mining and stone crushing.

Claims (2)

Керамическая масса для изготовления стеновых материалов, включающая аргиллитовую вскрышную породу угледобычи, отличающаяся тем, что дополнительно содержит измельченный отсев цеолитсодержащей породы при следующем соотношении компонентов (масс. %):Ceramic mass for the manufacture of wall materials, including argillite overburden of coal mining, characterized in that it additionally contains crushed screenings of zeolite-containing rock with the following ratio of components (wt%): аргиллитовая вскрышная порода угледобычиargillite coal overburden 70-9070-90 цеолитсодержащая породаzeolite rock 10-3010-30
RU2021105253A 2021-03-01 2021-03-01 Ceramic mass for wall materials RU2755112C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021105253A RU2755112C1 (en) 2021-03-01 2021-03-01 Ceramic mass for wall materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021105253A RU2755112C1 (en) 2021-03-01 2021-03-01 Ceramic mass for wall materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2755112C1 true RU2755112C1 (en) 2021-09-13

Family

ID=77745508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021105253A RU2755112C1 (en) 2021-03-01 2021-03-01 Ceramic mass for wall materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2755112C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2799712C1 (en) * 2022-03-10 2023-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тувинский государственный университет" Ceramic mass for manufacturing wall materials

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1301813A1 (en) * 1985-07-24 1987-04-07 Павлодарский Индустриальный Институт Raw mixture for manufacturing ceramic wall articles
RU2140888C1 (en) * 1997-12-18 1999-11-10 Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых (ЦНИИгеолнеруд) Ceramic material for manufacture of wall articles, mainly, clay brick
RU2430900C1 (en) * 2010-02-08 2011-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тывинский государственный университет (ТывГУ) Ceramic mass for floor tiles fabrication
RU2615199C1 (en) * 2015-10-29 2017-04-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Crude mixture for making wall ceramics

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1301813A1 (en) * 1985-07-24 1987-04-07 Павлодарский Индустриальный Институт Raw mixture for manufacturing ceramic wall articles
RU2140888C1 (en) * 1997-12-18 1999-11-10 Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых (ЦНИИгеолнеруд) Ceramic material for manufacture of wall articles, mainly, clay brick
RU2430900C1 (en) * 2010-02-08 2011-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тывинский государственный университет (ТывГУ) Ceramic mass for floor tiles fabrication
RU2615199C1 (en) * 2015-10-29 2017-04-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Crude mixture for making wall ceramics

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2799712C1 (en) * 2022-03-10 2023-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тувинский государственный университет" Ceramic mass for manufacturing wall materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105130220B (en) With discarded concrete and the method for sludge eco-cement and active sand
Dong et al. Synthesis of alkali-activated uncalcined Pisha sandstone cement composites
Olubajo et al. Potential of orange peel ash as a cement replacement material
Ubbriaco et al. A study of the hydration of lime-pozzolan binders
Alonso et al. Viability of the use of construction and demolition waste aggregates in alkali-activated mortars
RU2755112C1 (en) Ceramic mass for wall materials
CN104961363B (en) A kind of method of the active ground-slag of use shaft kiln factory and office reason discarded concrete system and aggregate
KR101867471B1 (en) Improve the quality from a functional admixture of granulated Blast Furnace Slag Plenty Replacement Secondary Product Concrete of Concrete ts Products
RU2799712C1 (en) Ceramic mass for manufacturing wall materials
RU2430900C1 (en) Ceramic mass for floor tiles fabrication
RU2197446C2 (en) Ceramic mass for manufacture of ceramic brick
RU2497767C1 (en) Method of cement obtaining
RU2646292C1 (en) Charge for manufacture of ceramic series brick
RU2549641C1 (en) Ceramic mass to make clinker bricks
Lamidi et al. Evaluation of rice husk ash and bone ash mixed as partial replacement of cement in concrete
JP7142810B2 (en) Method for manufacturing expansion suppressing material
RU2167125C2 (en) Raw meal for manufacturing ceramic wall parts
RU2389708C1 (en) Ceramic mixture for making wall materials
RU2440946C2 (en) Crude mixture for making ceramic heat-efficient wall articles
RU2074132C1 (en) Binder and method of binder production
RU2327668C1 (en) Raw mixture for manufacture of ceramic products
PL230731B1 (en) Batch of raw materials intended for obtaining autoclaved lime-sand products
RU2090528C1 (en) Method of manufacturing aluminosilicate non-vitrified sand
RU2754747C1 (en) Ceramic mass for producing clinker bricks
KR20000040829A (en) Method for producing fly ash brick