Сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий

СОЮЗ СОВЕТСКИХШЭВУНЬЕВИРЕСПУБЛИН 69 (10 А за) С 04 В 33/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ аН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Научно-исследовательская лаботория физико-химической механикиматериалов и технологических процесов ордена Ленина Главмоспромстройматериалов(56) 1. Авторское свидетельство ССУ 610366, кл. С 04 В 33/00, 1974.2. Патент США В 4130439,кл. 106-67, опублик, 1978 (прототип(54)(57) СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕНОВЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ, включающая глину, хлорицы магния, кальция, железа, алюминия и воду, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения прочности и морозостойкости изделий, она содержит дополнительно хлорид натрия при следующем соотношении компонентов, мас.Е:Глина 73,00-94,00 Хлорид магния 0,50-2,25 Хлорид кальция 0,10-0,60 Хлорид железа 0,01-0,15 Хлорид алюминия 0,03-0,30 Хлорид натрия 0,04-0,10 Вода Остальное1102Изобретение относится к строительным материалам, в частности к производству керамики.Известна сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изде лий 1, включающая следующие компо ненты, вес.%:,Глина 95-99,9Хлоридные отходы титаномагниевого производства 0,1-5,0К недостаткам сырьевой смеси отно" сится нестабильность состава хлоридных отходов, в результате чего не возможно гарантировать заданное качество керамических изделий. При введении добавки в шихту в сухом виде, ъ частности хлорида кальция, обладающего высокой гигроскопичностью, про исходит моментальная агрегация пыле- видных частиц глины (микрогранулирование), в результате чего практически невозможно распределить равномерно добавку в смеси и сама смесь получа ется неоднородной, что, в свою очередь, приводит к получению керамических изделий с неоднородными свойствами и с пониженными физико-механическими показателями. При введении добавЗО ки в шихту вместе с водой затворения до обеспечения рабочей консистенции смеси практически невозможно одновременно ввести точные расчетные количества добавки хлоридов и воды, так как влажность исходной глины в производственных условиях и соответственно требуемое количество воды, дббавляемой до обеспечения рабочей консистенции смеси колеблется в 40 широких пределах.Наиболее близкой к предлагаемому изобретению является сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий, включающая следующие 45 компоненты, мас,%;Хлоридные отходытитано-магниевогопроизводства 5-20Глина ОстальноеВ химсостав хлоридных отходов титано-магниевого производства входят хлориды магния, кальция, железа, алюминия, а также оксиды тантала, ниобий, ванадия, марганца и т.д.Керамические изделия из этой смеси получают приготовлением шихты на основе глины, введением в нее хлорид 789ных отходов вместе с водой затворе 1ния, формованием изделий с последующими сушкой и обжигом при 980 - 1050 С 2.К недостаткам смеси относится то, что хлоридные отходы имеют сложнцй многокомпонентный состав (содержат химические соединения 11 металлов, а также хрома, углерода н д 6 ) и этот состав носит настабильный характер. Причем в хлоридных отходах не указано конкретное количественное содержание хлоридов магния, кальция, железа, алюминия и других соединений.При многокомнонентности и нестабильности состава хлоридных отходов практически невозможна также и корректировка их состава в производственных условиях, в результате чего невозможно гарантировать заданное качество керамических изделий, Из-за ограниченной растворимости в воде ряда компонентов хлоридных отходов невозможно приготовление водных растворов повьппенных концентраций (30% и выше). Кроме того, изготовленные стеновые керамические изделия имеют недостаточно высокие показатели проч. ности и морозостойкости.Целью изобретения является повышение прочности и морозостойкости изделий.Указанная цель достигается тем, что сырьевая смесь для изготовления стеновых керамических изделий, включающая глину, хлориды магния, кальция, железа, алюминия и воду, дополнительно содержит хлорид натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:Глина 73,00-94,00Хлорид магния 0,50-2,25Хлорид кальция 0,10-0,60Хлорид железа 0,01-0, 15Хлорид алюминия 0,03-0,30Хлорид натрия 0,04-0, 10Вода ОстальноеНаличие хлоридов железа, алюминия и натрия в предлагаемой сырьевой смеси в указанных количествах обеспечивает "мягкие" условия удаления летучих продуктов из отформованных из смеси изделий и процессе их нагрева и обжига, т,е. наличие этих трех компонентов в совокупности в сырьевой смеси обеспечивает. благоприятное протекание физических процессов,3 1102в частности диффузионных. Хлорид натрия, являющийся сильным электролитом,в процессе нагрева изделий повышаетподвижность находящейся в изделияхвлаги, что способствует своевременному ее удалению из объема изделий. Наличие хлорида натрия в предлагаемойсырьевой смеси в процессе нагрева изделий синергитически действует на хло- .риды алюминия и железа, которые уле Отучиваются при удалении влаги из изделий. "Мягкое" удаление летучих продуктов йз изделий в процессе их нагрева состоит в том, что вначале по достижении 180 С начинает улетучиваться0хлорид алюминия, обеспечивая путь квыходу из объема изделий следующемукомпоненту смеси - хлориду железа,который начинает улетучиваться приг о315-,320 С (железо в хлориде - 3-валентное). Если не вводить в предлагаемую сырьевую смесь хлорид алюминия,. то при 315-320 С, когда полетит хлоорид железа, в материале изделий появится система микротрещин, что приводит к снижению физико-механическихсвойств кирпича, в частности прочности, однородности материала изделийи морозостойкости. Поэтому наличиехлорида алюминия в предлагаемойсырьевой смеси при 180 С, когда онначинает лететь, обеспечивает свободеый выход летучих продуктов без разрушения материала изделий. Хлористыйнатрий повышает подвижность влаги визделиях в процессе их нагрева, а35также подвижность хлоридов алюминияи железа, которые являются более слабыми электролитами по сравнению схлоридом натрия.40Использование в предлагаемой смеси хлорида магния в количестве менее0,50 мас,и хлорида кальция в количестве менее 0,10 мас.7 снижает прочность получаемых керамических изде 45лий, а использование хлорида магнияв количестве более 2,25 мас.7 и хлорида кальция в количестве более0,60 мас.нецелесообразно, так какне приводит к дальнейшему повышению каких-либо физико-механических свойствполучаемых керамических изделий иприводит к высаливанию хлоридов поповерхности изделий, что ухудшаетвнешний вид последних,55Использование в предлагаемой смеси хлорида железа в количестве менее 0,01 мас. , хлорида алюминия 789 4в количестве менее 0,03 мас.и хлорида натрия в количестве менее0,04 мас,7 ухудшает протекание диф"фузионных процессов и не ускоряетудаление летучих продуктов при нагреве и обжиге изделий, в результатечего не достигается существенногоповышения Физико-механических свойствполучаемых керамических изделий, Использование в предлагаемой смесихлорида железа в количестве более0,15 мас.7 и хлорида алюминия в количестве более 0,30 мас.приводитк заметным усадке и деформации керамических изделий, а также к снижениюфизико-механических свойств.Использование в предлагаемой смеси хлорида натрия в количестве более О, 10 мас.7 нецелесообразно, таккак не приводит к дальнейшему повышению каких-либо показателей получаемыхкерамических изделий из предлагаемойсмеси,Керамические изделия изготавливают следующим образом.Глину Кудиновского месторождениясушат при 100-105 С до остаточнойовлажности 2 мас.,7, после чего подвергают дроблению до размеров кусковне более 65 мм, измельчают в мельницедо прохода через сито с размером отверстий 1 мм в количестве не менее90 мас. ,В измельченную глину при ее переме. шивании вводят расчетное количество хлоридов магния, кальция, железа, алюМиния и натрия путем распыления их 30-607-ного водного раствора, в результате чего содержание воды в смеси становится 3,56 - 15,63 мас.7, а затем добавляют воду до рабочей консистенции смеси, что соответствует содержнаию воды в смеси 5,32 23,60 мас, .Из приготовленной сырьевой смеси путем прессования или пластического формования изготавливают кирпичи.Удельное давление прессования 15 25 Мпа, ОтФормованные кирпичи сушат до остаточной влажности не более 1 мас. , после чего подвергают обжигу в муфельной печи при скорости подъема температуры (нагрева) до б 50 С - 5,4 С/мин, до 900 СС/мин с выдержкой при 900 С 1 ч. Охлаждение кирпичей осуществляют при выключенном муфеле до 40-50 С (3 ч).1102789 Состав Компоненты сырьевой смеси, масЛ Хлориды Глина Шамот Вода Суммарноеколичествохлоридов натрия железа алюкальция магния миния Предлагаемая сырьевая смесь 94,00 - 0,50 0,10 0,01 0,030,04 0,68 5,32 86,00 - 1,00 0,40 0,08 0,2 О 0,07 1,75 12,25 2,25 0,60 0,15 0,30 0,10 3,40 23,60 73,00 46,23 46,23 0,54 0,2 1 0,04 0,11 0,04 0,94 6,6070,78 17,69 0,82 0,33 0,07 0;17 0,06 1,45 10,08 78,50 8,72 . 0,91 0,36 0,08 0,18 0,07 .: 1,60 11,18 Известная сырьевая смесь 1,00 0,40 0,08 0,20 1,68 12,32 7 86,00 12,45 0,07 1,55 8 86,00 1,00 0,40 0,081,00 040 9 86,00 10 86,00 11 86,00 0,20 0,07 1,67 12,33 1,00 - 0,08 0,20 0,07 1,35 12,65 13,25 0,40 0,08 0,20 0,07 0,75 Контрольные примеры 80,00 95,.00 0,25 4,75 3,10 16,90 13 В таблице представлены сырьевые смеси и физико-механические показатели керамических стеновых изделий.5 В случае необходимости снижения объемной массы изделий указанная сырьевая смесь (без изменения ее качественного и количественного соотношения компонентов) может дополнитель-но содержать .шамота при соотношении масс шамота и глины 1:1,9 соответственно.Как следует из данных таблицы предлагаемая сырьевая смесь для изготовления керамических изделий по сравнению с известными и контрольными позволяет существенно повысить прочность и морозостойкость изделий.Экономический эффект при выпуске 200 млн. шт. кирпичей в год соста- вит 1.100000 руб/год..Продолжение таблицы Состав ния (мороз стойкость) я смесь агаемая сырье 90 2,1,8 8 5 3 1,8 9 1,82 6 1,65 28,8 6 3 4,2 2,1,7 0 звестная сырьевая сме 00,8 8,4 1,86 10 24,2 5,2 0 9 1,8 трольные примерь 7 15,0 -более 80 2 5,0 050 Составитель Л. ГостеваТехред Т,Маточка Коррект актор М.Недолужен Ю.Макаренко 15 Тираж 606 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская на(коэффициент вариации), Е 4,9 4,8 Потеря проч ности от на чальной пос ле 35 цикло замораживаОбъемнаямассаобожженныхизделий,г/см