СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ТЕПЛОЭФФЕКТИВНЫХ СТЕНОВЫХ ИЗДЕЛИЙ
CRUDE MIXTURE FOR MAKING CERAMIC HEAT-EFFICIENT WALL ARTICLES

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности керамических, и может быть использовано при изготовлении стеновых теплоэффективных строительных изделий.
Известна смесь для изготовления стеновых керамических изделий на основе кремнисто-опаловой породы и огнеупорной глины /1/.
Недостатком известного решения является низкая прочность при сжатии изделий
Известна шихта для изготовления строительных материалов, включающая глину и нефелиновый шлам /2/.
Недостатком указанной шихты является низкая прочность строительного материала.
Известна керамическая масса для изготовления строительных изделий, включающая 90-95 вес.% легкоплавкой глины и 5-10 вес.% цеолита природного /3/.
Недостатком известной керамической массы является использование в ней редко встречающегося в природе цеолита в чистом виде. Цеолит содержит окись натрия, которая взаимодействуя с кремнеземом глинистых минералов, образует вязкую стекловидную фазу силиката натрия, повышающую в результате плотность черепка.
Известна керамическая масса для изготовления стеновых изделий, включающая глину 70-80 вес.% и отходы дробления кристаллических сланцев фракции 0,62 мм 20-30 вес.% /4/.
Недостатком указанной керамической массы является применение отходов дробления кристаллических сланцев не только как отощающей, но и спекающей добавки, способствующей увеличению плотности черепка.
Наиболее близкой к предлагаемому решению является керамическая масса для изготовления стеновых изделий, преимущественно кирпича керамического, содержащая легкоплавкую глину 70-75 мас.% и карбонатно-кремнистую цеолитсодержащую породу смешанного состава 25-30 мас.% с размером частиц менее 1 мм, при этом карбонатно-кремнистая цеолитсодержащая порода включает, мас.%: опал-кристобалит 30-45, клиноптиломит 8-25, кальцит 11-28 /5/.
Недостатком известной керамической массы является сравнительно высокая плотность изделий и недостаточно высокие их теплозащитные свойств, что существенно увеличивает материалоемкость строительства зданий.
Задача предлагаемого решения - улучшение теплозащитных свойств изделий при сохранении конструкционных характеристик, снижение материалоемкости строительства и повышение энергосбережения при эксплуатации жилых и промышленных зданий.
Техническим результатом является снижение плотности готовых изделий и повышение их теплозащитных свойств в результате улучшения формовочных свойств массы, сушильных и обжиговых свойств сырца, обеспечивающих высокую пустотность и поризацию готовых изделий.
Технический результат достигается тем, что известная керамическая масса, включающая глинистое сырье и минеральную добавку, содержит в качестве глинистого сырья глину монтмориллонитового типа следующего состава, мас%: монтмориллонит 35-46, гидрослюда 5-8, каолинит 5-7, кварц 40-45, кальцит 0,5-1,5, а в качестве минеральной добавки используют карбонатно-кремнеземистую породу следующего состава, мас%: кальцит 40-45, кварц 5-8, опал-кристобалит 10-20, монтмориллонит 10-15, цеолит 14-16, гидрослюда 8-12, и указанного ниже зернового состава: размер частиц 0,5-0,063 мм 16-20%; 0,063-0,001 мм 70-74%; менее 0,001 10-15% при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Глина монтмориллонитового типа
30-70
Карбонатно-кремнеземистая добавка
70-30
Использование глины монтмориллонитового типа в сочетании с карбонатно-кремнеземистой породой с размером частиц 0,5-0,63 мм 16-20%; 0,063-0,001 мм 70-74%; менее 0,001 мм 10-15% позволяет сформовать пластическим способом сырец с пустотностью до 50% без разрыва сплошности и сохранением формы после выхода из пресса и высушить сырец без сушильных трещин за укороченный срок
2
Применение мелкодисперсной карбонатно-кремнеземистой добавки состава, масс.%: кальцит 40-45, кварц 5-8, опал-кристобалит 10-20, монтморилломит 10-15, гидрослюда 8-12 в сочетании с глиной монтмориллонитового типа при указанном выше количественном соотношении обеспечивает в процессе обжига разложение карбонатов с выделением СО и связывание свободного оксида кальция с образованием волластонита и других новообразований, повышающих прочность контактов частиц. Это позволяет получать пустотело-поризованную керамику с высокоэффективными теплозащитными свойствами с сохранением конструктивной прочности изделий.
Керамические изделия с пустотностью 50% изготавливали по известной технологии пластического формования.
Кермические изделия с пустотностью 27% изготавливали по известной технологии компрессионного формования.
Обжиг вели при температуре 950,1000 и 1050°С.
Конкретные примеры составов сырьевой смеси для изготовления керамических изделий и физико-механические показатели представлены в таблице.
Пример 2 выполнен при оптимальных параметрах предлагаемого решения методом пластического формования.
Примеры 1, 3 выполнены при граничных значениях параметров, соответственно, 1 - методом пластического формования и 3 - методом компрессионного формования.
Примеры 4, 5 выполнены с запредельными параметрами предлагаемого решения, соответственно, 4 - методом пластического формования и 5 - методом компрессионного формования.
Примеры 6 выполнены по прототипу методом компрессионного формования.
Из таблицы видно, что только использование приведенных в составе сочетаний компонентов и состава карбонатно-кремниземистой породы позволяют изготавливать высокопустотные керамические изделия с низкой плотностью и с высокими теплозащитными свойствами при сохранении конструкционных показателей, что обеспечивает значительно сокращение материалоемкости строительства и повышение энергосбережения при эксплуатации жилых и промышленных зданий.
Предлагаемое техническое решение промышленно применимо и может быть использовано при производстве изделий без каких-либо особых условий.
Источники информации
1. А.с. №403643 С04В 21/00, опубл. 1971 г.
2. А.с. №445362 С04В 33/00, опубл. 1973 г.
3. А.с. №448993 С04В 33/00, опубл.. 1975 г.
4. А.с. №1054324 С04В 33/00, опубл. 1983 г.
5. RU. №2140888 С04В 33/00, опубл. 1999 г.
Таблица
№
Глина монтмориллонит. типа. Содерж. в смеси, %
Карбонатно-кремнеземистая порода
Плотность
Прочность
Содерж. в смеси, %
Зерновой состав, мм
Черепка, кг/м<sup>3</sup>
Изделия кг/м<sup>3</sup>
на сжатие, МПа
на изгиб, МПа
0,5-
0,063
менее
0,063
0,001
0,001
1
70
30
20
70
10
1,34
0,67
35,47
15,7
2
50
50
18
70
12
1,21
0,60
35,84
10,69
3
30
70
16
74
10
1,14
0,77
32,89
10,14
4
75
25
25
70
5
Появляется брак в процессе ускоренной сушки
5
25
75
10
70
20
1,05
0,71
26,2
7,8
6
70
30
Менее 1,0 мм
1,67
1,30
27,6
------