[go: up one dir, main page]

RU2841849C1 - Crude mixture for producing ceramic materials for construction purposes based on oil industry wastes - Google Patents

Crude mixture for producing ceramic materials for construction purposes based on oil industry wastes Download PDF

Info

Publication number
RU2841849C1
RU2841849C1 RU2024136404A RU2024136404A RU2841849C1 RU 2841849 C1 RU2841849 C1 RU 2841849C1 RU 2024136404 A RU2024136404 A RU 2024136404A RU 2024136404 A RU2024136404 A RU 2024136404A RU 2841849 C1 RU2841849 C1 RU 2841849C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ceramic materials
deposit
slavyanskoye
medium
drilling mud
Prior art date
Application number
RU2024136404A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерия Сергеевна Романюк
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова"
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова"
Application granted granted Critical
Publication of RU2841849C1 publication Critical patent/RU2841849C1/en

Links

Abstract

FIELD: production of construction materials.
SUBSTANCE: crude mixture for producing ceramic construction materials based on oil industry wastes contains the following, wt.%: medium-plastic clay of Vladimirovskoye deposit 30.0-50.0; drilling mud from Slavyanskoye deposit 50.0-70.0. Drilling mud of the Slavyanskoye deposit contains the following, wt.%: Na2O 1.47; MgO 0.79; Al2O3 5.41; SiO2 22.72; K2O 0.91; CaO 4.44; TiO2 0.26; Fe2O3 3.19; Mn 0.11; P2O5 0.11; BaSO4 50.59; loss on ignition. LOI 10.00. Medium-plastic clay of the Vladimirovskoye deposit contains wt.%: SiO2 64.25; Al2O3 20.88; Fe2O3 4.48; CaO 0.74; MgO 0.79; TiO2 1.14; calcination losses 7.72.
EFFECT: improved physical and mechanical parameters of ceramic materials based on oil industry wastes for construction purposes, specifically achieving compression strength of not less than 25 MPa, water absorption of not less than 5%, density of 2.4-2, frost resistance of not less than 75 cycles, reduced environmental load.
1 cl, 5 ex

Description

Изобретение относится к производству строительных материалов на основе отходов нефтедобывающей отрасли, а именно к строительной керамике, и может быть использовано в технологии производства керамических материалов строительного назначения.The invention relates to the production of building materials based on waste from the oil-producing industry, namely to building ceramics, and can be used in the technology of producing ceramic materials for building purposes.

Известен способ получения сырьевой смеси (патент РФ 2 210 554; опубл. 20.08.2003 г., МПК 7 С04В 33/00), содержащей глинистый мергель с содержанием СаО 20,1-24,0%, цеолитсодержащую глину, стеклобой в следующем соотношении, мас.%:A method is known for producing a raw material mixture (RU patent 2 210 554; published on 20.08.2003, IPC 7 С04В 33/00) containing clay marl with a CaO content of 20.1-24.0%, zeolite-containing clay, and broken glass in the following ratio, wt.%:

Глинистый мергель с содержанием СаО 20,1-24,0% Clayey marl with a CaO content of 20.1-24.0% 75-8575-85 Цеолитсодержащая глина Zeolite containing clay 5-155-15 Стеклобой Glass breaker 3-103-10

Недостатком этого изобретения является сложный цикл подготовки пресс-порошка, а также низкие физико-механические характеристики получаемого изделия, а именно прочность и водопоглощение.The disadvantage of this invention is the complex cycle of preparation of the press powder, as well as the low physical and mechanical characteristics of the resulting product, namely strength and water absorption.

Наиболее близкой по составу является сырьевая смесь (патент РФ 2 646 292; опубл. 02.03.2018 г., МПК С04В 33/04, С04 В 33/132), включающая глину, буровой шлам и стеклобой, при этом крупность компонентов составляет не более 0,32 мм, а буровой шлам в качестве основного компонента содержит попутные продукты добычи нефти и газа с высоким содержанием оксида кальция СаО 21,28% при следующем соотношении компонентов, мас.%:The closest in composition is the raw material mixture (RU patent 2 646 292; published 02.03.2018, IPC C04B 33/04, C04B 33/132), including clay, drill cuttings and broken glass, while the size of the components is no more than 0.32 mm, and the drill cuttings as the main component contain by-products of oil and gas production with a high content of calcium oxide CaO 21.28% with the following ratio of components, wt.%:

Глина легкоплавкая Low-melting clay 67-5067-50 Буровой шлам с содержанием СаО 21,28% Drilling mud with CaO content of 21.28% 30-4530-45 Стеклобой Glass breaker 3-53-5

Недостатком прототипа является высокое содержание в сырьевой смеси глины - невозобновляемого природного сырья, что ведет к удорожанию технологии производства керамических строительных материалов, также невысокое содержание бурового шлама в сырьевой смеси негативно влияет на уровень экологической нагрузки.The disadvantage of the prototype is the high content of clay in the raw material mixture - a non-renewable natural raw material, which leads to an increase in the cost of the technology for the production of ceramic building materials, and the low content of drilling mud in the raw material mixture negatively affects the level of environmental impact.

Задача изобретения - снижение экологической нагрузки и повышение рентабельности производства строительных керамических материалов, а также сохранение целостности и однородности структуры сырца в течение всего технологического цикла.The objective of the invention is to reduce the environmental impact and increase the profitability of the production of building ceramic materials, as well as to maintain the integrity and homogeneity of the structure of the raw material throughout the entire technological cycle.

Техническим результатом данного изобретения является получение керамических материалов строительного назначения с улучшенными физико-механическими параметрами, а именно прочность на сжатие не менее 25 МПа, водопоглощение не менее 5%, плотность 2,4-2,0, морозостойкость не менее 75 циклов на основе отходов нефтедобывающей отрасли в композиции с глиной среднепластичной.The technical result of this invention is the production of ceramic materials for construction purposes with improved physical and mechanical parameters, namely, compressive strength of at least 25 MPa, water absorption of at least 5%, density of 2.4-2.0, frost resistance of at least 75 cycles based on waste from the oil producing industry in a composition with medium-plastic clay.

Технический результат достигается за счет того, что в сырьевой смеси для получения керамических материалов строительного назначения отходы нефтедобычи, а именно буровой шлам, используются в качестве основного компонента, при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is achieved due to the fact that in the raw material mixture for obtaining ceramic materials for construction purposes, oil production waste, namely drilling mud, is used as the main component, with the following ratio of components, wt.%:

Глина среднепластичная Medium plastic clay 30,0-50,030.0-50.0 Буровой шлам Drilling mud 50,0-70,050.0-70.0

При этом используется буровой шлам Славянского месторождения Южного федерального округа, который имеет следующий химический состав, мас.%:In this case, drilling mud from the Slavyanskoye field in the Southern Federal District is used, which has the following chemical composition, wt.%:

В качестве глины среднепластичной используется глина Владимировского месторождения Южного федерального округа, которая характеризуется следующим химическим составом, мас.%:The clay used as medium-plastic clay is the Vladimirovskoye deposit of the Southern Federal District, which is characterized by the following chemical composition, wt.%:

Предварительно глину среднепластичную и буровой шлам просушивают до остаточной влажности 4-6%, с дальнейшим измельчением и просеиванием на сите 008. Затем по заданным дозировкам компоненты тщательно перемешивают, и массу равномерно увлажняют до пластического состояния. Приготовленную сырьевую смесь оставляют вылеживаться в эксикаторе на 6-12 часов, после чего формуют образцы с размерами 60×30×14 мм с последующей сушкой при температуре 100°С и обжигом при температуре 1050°С. В процессе обжига температура повышалась со скоростью 3°/мин и при конечной температуре была выдержка в течение 30 минут. Охлаждение естественное, продолжительностью 10-14 часов. Физико-механические свойства образцов определяют в соответствии с требованиями ГОСТ 530-2018 «Кирпич и камень керамические. Общие технические условия».First, medium-plastic clay and drilling mud are dried to a residual moisture content of 4-6%, followed by grinding and sifting on a 008 sieve. Then, the components are thoroughly mixed according to the specified dosages, and the mass is uniformly moistened to a plastic state. The prepared raw mixture is left to age in a desiccator for 6-12 hours, after which samples with dimensions of 60 × 30 × 14 mm are formed, followed by drying at a temperature of 100 ° C and firing at a temperature of 1050 ° C. During firing, the temperature increased at a rate of 3 ° / min and was held at the final temperature for 30 minutes. Natural cooling lasts 10-14 hours. The physical and mechanical properties of the samples are determined in accordance with the requirements of GOST 530-2018 "Ceramic brick and stone. General specifications".

Пример №1Example #1

Сырьевая смесь для получения керамических материалов строительного назначения имеет следующий компонентный состав, мас.%: The raw material mixture for obtaining ceramic materials for construction purposes has the following component composition, wt.%:

Глина среднепластичная ВладимировскогоVladimirovsky medium plastic clay месторожденияdeposits 20,0 20.0 Буровой шлам Славянского месторожденияDrilling mud from the Slavyanskoye field 80,0 80.0

Образцы керамических материалов производят по технологии, описанной выше. В результате определения физико-механических свойств образцов получены следующие результаты:Samples of ceramic materials are produced using the technology described above. As a result of determining the physical and mechanical properties of the samples, the following results were obtained:

1) предел прочности при сжатии - 19,70 МПа;1) compressive strength - 19.70 MPa;

2) водопоглощение - 15,77%;2) water absorption - 15.77%;

3) средняя плотность - 1,98 г/см2;3) average density - 1.98 g/ cm2 ;

4) морозостойкость - F35.4) frost resistance - F35.

Полученные показатели физико-механических свойств образцов, а именно предел прочности при сжатии, средняя плотность и морозостойкость не соответствуют техническому результату данного изобретения.The obtained indicators of the physical and mechanical properties of the samples, namely the compressive strength, average density and frost resistance, do not correspond to the technical result of this invention.

Пример №2Example #2

Сырьевая смесь для получения керамических материалов строительного назначения имеет следующий компонентный состав, мас.%: The raw material mixture for obtaining ceramic materials for construction purposes has the following component composition, wt.%:

Глина среднепластичная ВладимировскогоVladimirovsky medium plastic clay месторожденияdeposits 30,030.0 Буровой шлам Славянского месторожденияDrilling mud from the Slavyanskoye field 70,070.0

Образцы керамических материалов производят по технологии, описанной выше. В результате определения физико-механических свойств образцов получены следующие результаты:Samples of ceramic materials are produced using the technology described above. As a result of determining the physical and mechanical properties of the samples, the following results were obtained:

1) предел прочности при сжатии - 23,33 МПа;1) compressive strength - 23.33 MPa;

2) водопоглощение - 14,67%;2) water absorption - 14.67%;

3) средняя плотность - 2,03 г/см2;3) average density - 2.03 g/ cm2 ;

4) морозостойкость - F50.4) frost resistance - F50.

Полученные показатели физико-механических свойств образцов, а именно предел прочности при сжатии и морозостойкость не соответствуют техническому результату данного изобретения.The obtained indicators of the physical and mechanical properties of the samples, namely the compressive strength and frost resistance, do not correspond to the technical result of this invention.

Пример №3Example #3

Сырьевая смесь для получения керамических материалов строительного назначения имеет следующий компонентный состав, мас.%: The raw material mixture for obtaining ceramic materials for construction purposes has the following component composition, wt.%:

Глина среднепластичная ВладимировскогоVladimirovsky medium plastic clay месторожденияdeposits 40,0 40.0 Буровой шлам Славянского месторожденияDrilling mud from the Slavyanskoye field 60,0 60.0

Образцы керамических материалов производят по технологии, описанной выше. В результате определения физико-механических свойств образцов получены следующие результаты:Samples of ceramic materials are produced using the technology described above. As a result of determining the physical and mechanical properties of the samples, the following results were obtained:

1) предел прочности при сжатии - 29,34 МПа;1) compressive strength - 29.34 MPa;

2) водопоглощение - 12,00%;2) water absorption - 12.00%;

3) средняя плотность - 2,20 г/см2;3) average density - 2.20 g/ cm2 ;

4) морозостойкость - F75.4) frost resistance - F75.

Полученные показатели физико-механических свойств образцов соответствуют техническому результату данного изобретения.The obtained indicators of the physical and mechanical properties of the samples correspond to the technical result of this invention.

Пример №4Example #4

Сырьевая смесь для получения керамических материалов строительного назначения имеет следующий компонентный состав, мас.%: The raw material mixture for obtaining ceramic materials for construction purposes has the following component composition, wt.%:

Глина среднепластичная ВладимировскогоVladimirovsky medium plastic clay месторожденияdeposits 50,0 50.0 Буровой шлам Славянского месторожденияDrilling mud from the Slavyanskoye field 50,0 50.0

Образцы керамических материалов производят по технологии, описанной выше. В результате определения физико-механических свойств образцов получены следующие результаты:Samples of ceramic materials are produced using the technology described above. As a result of determining the physical and mechanical properties of the samples, the following results were obtained:

1) предел прочности при сжатии - 28,40 МПа;1) compressive strength - 28.40 MPa;

2) водопоглощение - 11,11%;2) water absorption - 11.11%;

3) средняя плотность - 2,26 г/см2;3) average density - 2.26 g/ cm2 ;

4) морозостойкость - F75.4) frost resistance - F75.

Полученные показатели физико-механических свойств образцов соответствуют техническому результату данного изобретения, но в сравнении с показателями образцов по примеру №3, предел прочности при сжатии у образцов по примеру №4 ниже.The obtained indicators of the physical and mechanical properties of the samples correspond to the technical result of this invention, but in comparison with the indicators of the samples according to example No. 3, the compressive strength limit of the samples according to example No. 4 is lower.

Пример №5Example #5

Сырьевая смесь для получения керамических материалов строительного назначения имеет следующий компонентный состав, мас.%: The raw material mixture for obtaining ceramic materials for construction purposes has the following component composition, wt.%:

Глина среднепластичная ВладимировскогоVladimirovsky medium plastic clay месторожденияdeposits 60,0 60.0 Буровой шлам Славянского месторожденияDrilling mud from the Slavyanskoye field 40,0 40.0

Образцы керамических материалов производят по технологии, описанной выше. В результате определения физико-механических свойств образцов получены следующие результаты:Samples of ceramic materials are produced using the technology described above. As a result of determining the physical and mechanical properties of the samples, the following results were obtained:

1) предел прочности при сжатии - 28,00 МПа;1) compressive strength - 28.00 MPa;

2) водопоглощение - 10,95%;2) water absorption - 10.95%;

3) средняя плотность - 2,30 г/см2;3) average density - 2.30 g/ cm2 ;

4) морозостойкость - F75.4) frost resistance - F75.

Полученные показатели физико-механических свойств образцов соответствуют техническому результату данного изобретения, но в сравнении с показателями образцов по примеру №3 и примеру №4, предел прочности при сжатии у образцов по примеру №5 ниже.The obtained indicators of the physical and mechanical properties of the samples correspond to the technical result of this invention, but in comparison with the indicators of the samples according to example No. 3 and example No. 4, the compressive strength limit of the samples according to example No. 5 is lower.

В соответствии с ГОСТ 530-2018 «Кирпич и камень керамические. Общие технические условия» по полученным данным можно заметить, что самыми оптимальными физико-механическими свойствами обладают образцы примера №3 с содержанием в сырьевой смеси 60% бурового шлама. Образцы по примеру №1 и примеру №2 вследствие нехватки в сырьевой смеси глины среднепластичной обладают более низкими показателями морозостойкости, а также предела прочности на сжатие. Образцы по примеру №4 и примеру №5 обладают высокими показателями морозостойкости и плотности, предел прочности на сжатие напротив ниже чем у образцов по примеру №3.In accordance with GOST 530-2018 "Ceramic brick and stone. General specifications" from the data obtained, it can be noted that the most optimal physical and mechanical properties are possessed by samples of example No. 3 with a content of 60% of drill cuttings in the raw mix. Samples according to example No. 1 and example No. 2, due to the lack of medium-plastic clay in the raw mix, have lower frost resistance indicators, as well as compressive strength. Samples according to example No. 4 and example No. 5 have high frost resistance and density indicators, the compressive strength limit, on the contrary, is lower than that of samples according to example No. 3.

Таким образом, по сравнению с прототипом заявляемая сырьевая смесь для изготовления керамических материалов строительного назначения обладает высокими физико-механическими свойствами, при этом отходы нефтедобывающей отрасли, а именно буровой шлам, в ее составе выступает основным компонентом (содержание 60%).Thus, in comparison with the prototype, the claimed raw material mixture for the production of ceramic materials for construction purposes has high physical and mechanical properties, while waste from the oil producing industry, namely drilling mud, is the main component in its composition (content 60%).

Claims (2)

Сырьевая смесь для получения керамических материалов строительного назначения на основе отходов нефтедобывающей отрасли, содержащая глину и буровой шлам, отличающаяся тем, что содержит буровой шлам Славянского месторождения, содержащий, мас.%: Na2O 1,47; MgO 0,79; Al2O3 5,41; SiO2 22,72; K2O 0,91; CaO 4,44; TiO2 0,26; Fe2O3 3,19; Mn 0,11; P2O5 0,11; BaSO4 50,59; потери при прокаливании п.п.п. 10,00, и глину среднепластичную Владимировского месторождения, содержащую, мас.%: SiO2 64,25; Al2O3 20,88; Fe2O3 4,48; CaO 0,74; MgO 0,79; TiO2 1,14; п.п.п. 7,72, при следующем соотношении компонентов, мас.%:A raw mix for producing ceramic materials for construction purposes based on waste from the oil producing industry, containing clay and drill cuttings, characterized in that it contains drill cuttings from the Slavyanskoye deposit, containing, by weight: Na2O 1.47; MgO 0.79 ; Al2O3 5.41 ; SiO2 22.72; K2O 0.91; CaO 4.44 ; TiO2 0.26; Fe2O3 3.19 ; Mn 0.11 ; P2O5 0.11; BaSO4 50.59 ; loss on ignition l.o.p. 10.00, and medium-plastic clay from the Vladimirovskoye deposit, containing, by weight: SiO2 64.25; Al2O3 20.88 ; Fe 2 O 3 4.48; CaO 0.74; MgO 0.79; TiO 2 1.14; p.p. 7.72, with the following ratio of components, wt.%: Глина среднепластичная ВладимировскогоVladimirovsky medium plastic clay месторождения deposits 30,0-50,030.0-50.0 Буровой шлам Славянского месторождения Drilling mud from the Slavyanskoye field 50,0-70,050.0-70.0
RU2024136404A 2024-12-04 Crude mixture for producing ceramic materials for construction purposes based on oil industry wastes RU2841849C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2841849C1 true RU2841849C1 (en) 2025-06-17

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2046772C1 (en) * 1994-05-27 1995-10-27 Ушаков Борис Иванович Ceramic article, raw mixture and a method of ceramic article making
RU2346908C2 (en) * 2007-01-09 2009-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) Ceramic paste for ceramic brick manufacturing
CN106087631A (en) * 2016-05-27 2016-11-09 樊传刚 A kind of sintering brick permeable to water and preparation method thereof
RU2646292C1 (en) * 2017-01-09 2018-03-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" Charge for manufacture of ceramic series brick
RU2750796C1 (en) * 2021-02-02 2021-07-02 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Оренбургский государственный университет» Method for producing building ceramic products

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2046772C1 (en) * 1994-05-27 1995-10-27 Ушаков Борис Иванович Ceramic article, raw mixture and a method of ceramic article making
RU2346908C2 (en) * 2007-01-09 2009-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный архитектурно-строительный университет" (СГАСУ) Ceramic paste for ceramic brick manufacturing
CN106087631A (en) * 2016-05-27 2016-11-09 樊传刚 A kind of sintering brick permeable to water and preparation method thereof
RU2646292C1 (en) * 2017-01-09 2018-03-02 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный университет" Charge for manufacture of ceramic series brick
RU2750796C1 (en) * 2021-02-02 2021-07-02 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Оренбургский государственный университет» Method for producing building ceramic products

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1074343A (en) Clay compositions
Erdogmus et al. Effect of molding pressure and firing temperature on the properties of ceramics from natural zeolite
RU2212386C1 (en) Raw meal for fabricating silicate bricks
KR100941912B1 (en) Manufacturing method of non-plastic ocher brick
Alonso et al. Viability of the use of construction and demolition waste aggregates in alkali-activated mortars
Awaad et al. Effect of replacing weathered feldspar for potash feldspar in the production of stoneware tiles containing fish bone ash
RU2841849C1 (en) Crude mixture for producing ceramic materials for construction purposes based on oil industry wastes
Diop et al. Manufacturing brick from attapulgite clay at low temperature by geopolymerization
RU2646292C1 (en) Charge for manufacture of ceramic series brick
PL230095B1 (en) Method for producing building material with heat-insulating properties
RU2389708C1 (en) Ceramic mixture for making wall materials
JP7041918B2 (en) Geopolymer cured product with high bending performance and its manufacturing method
RU2813503C1 (en) Method of producing non-autoclave silicate brick
RU2817111C1 (en) Method of producing silicate brick
RU2440946C2 (en) Crude mixture for making ceramic heat-efficient wall articles
Zarina et al. Strength, density and water absoprtion of Palm oil boiler ash (POBA) geopolymer brick/IBS brick
RU2090528C1 (en) Method of manufacturing aluminosilicate non-vitrified sand
RU2130912C1 (en) Crude mix and method of manufacturing wall ceramics
RU2780901C1 (en) Water-soluble geopolymer composite binder and method for its production
Nurlybayev et al. Investigation of the effect of diatomite and bentonite clays on the properties of local loam-based products
RU2226515C1 (en) Raw meal and a method for manufacturing wall materials
RU2837030C1 (en) Mixture for making ceramic bricks
RU2816936C1 (en) Ceramic mixture for making bricks
NL2030357B1 (en) Use of mineral waste in the production of ceramics
RU2841848C1 (en) Composition for producing aluminosilicate proppant based on industrial wastes