СЫРЬЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
CRUDE COMPOSITION FOR MAKING CERAMIC ARTICLES

Изобретение относится к производству строительных материалов и может быть использовано при изготовлении керамических изделий различного назначения - клинкерного и кислотоупорного кирпичей, керамической плитки для полов и др.
Известно, что для изготовления керамических изделий используют смеси, содержащие глины разнообразных составов и различные отощающие, выгорающие и прочие добавки (И.И.Мороз. Технология строительной керамики. Киев: Вища школа, 1972, 416 с.).
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому качеству готовых изделий является сырьевая смесь (А.С. 2137731, кл. С04В 33/00), включающая следующие ингредиенты, мас.%: глинистые компоненты - 40…95, гранодиорит (отощающая и интенсифицирующая спекание добавка) - 5…60, принятая за прототип. При этом обеспечиваются следующие свойства готовых изделий после обжига при температуре 1180…1210°С: водопоглощение - 1,2…5,8%, предел прочности на сжатие составляет - 55…110 МПа, морозостойкость - до 60 циклов, общая усадка - 11,5…15,0%.
Однако данный состав не позволяет изготавливать изделия повышенной прочности и морозостойкости.
Цель изобретения - повышение прочности на сжатие, морозостойкости и соответственно качества готовых изделий.
Достигается это тем, что новый состав, включающий глинистый компонент, отощающую добавку и интенсификатор спекания, содержит в качестве глинистого компонента - смесь гидрослюдисто-каолинитовой и каолинито-монтмориллонитовой глин, в качестве отощителя и интенсификатора спекания - смесь отсевов дробления гранитного щебня и отходов травления алюминиевых сплавов (ОТАС) и дополнительно пластифицирующую добавку - лигносульфонат технический (ЛСТ) при следующем их соотношении, мас.%:
глина гидрослюдисто-каолинитовая - 9,9…19,8
глина каолинито-монтмориллонитовая - 49,8…74,9
отсевы дробления гранитного щебня, фракции 0,315…0,63 мм -10…20
отходы травления алюминиевых сплавов (ОТАС) - 5…10
лигносульфонат технический (ЛСТ) - 0,2…0,4 (по сухому веществу).
Использование двух видов глин - гидрослюдисто-каолинитовой и каолинито-монтмориллонитовой - в смеси с гранитными отсевами, отходами травления алюминиевых сплавов (ОТАС) и добавкой лигносульфоната технического (ЛСТ) позволяет повысить не только прочностные свойства и морозостойкость, но и качество готовых изделий.
Химический и гранулометрический составы сырьевых компонентов представлены в табл.1 и табл.2 соответственно.
Таблица 1
Химический состав сырьевых компонентов
Компоненты
Химический состав, мас.%
SiO<sub>2</sub>
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
TiO<sub>2</sub>
CaO
MgO
Na<sub>2</sub>O+K<sub>2</sub>O
SO<sub>3</sub>
п.п.п
Глина гидрослюдисто-каолинитовая
59,2
22,7
1,45
1,40
0,85
0,41
0,77
-
10,41
Глина каолинито-монтмориллонитовая
51,8
34,0
0,6
0,45
1,57
0,9
1,09
-
9,85
Отсевы дробления гранитного щебня
65,5
14,0
3,8
0,5
2,3
1,1
6,6
0,5
-
Отходы травления алюминиевых сплавов (ОТАС)
0,78
61,14
0,2
0,1
0,84
0,91
-
-
35,95
Таблица 2
Гранулометрический состав глин
Тип глины
Гранулометрический состав, мас.%
0,05-0,01 мм
0,01-0,005 мм
0,005-0,001 мм
менее 0,001
Глина гидрослюдисто-каолинитовая
0,5
3,0
15,0
81,5
Глина каолинито-монтмориллонитовая
5,45
6,8
18,9
68,85
2
Дисперсность твердой фазы пасты отходов травления алюминиевых сплавов (ОТАС) довольно велика и составляет 118 тыс.см/г. Дисперсность частиц пасты соизмерима с дисперсностью частиц высококачественных глин.
Пластифицирующая добавка - ЛСТ - (лигносульфонат натрия технический) имеет следующую структурную формулу:
Добавка - лигносульфоната технического (ЛСТ) - выполняет одновременно роль пластификатора и диспергатора глинистых частиц. Введение добавки позволяет снизить формовочную влажность и коэффициент чувствительности к сушке, повысить прочность сырца. Максимальный диспергирующий эффект наблюдается при введении данной добавки в гидрослюдистые и каолинито-монтмориллонитовые глины.
Предлагаемую сырьевую смесь получают следующим образом: к гидрослюдисто-каолинитовой глине карьерной влажности добавляют в виде порошка каолинито-монтмориллонитовую глину, отсевы дробления гранитного щебня и пастообразные отходы травления алюминиевых сплавов, а добавку ЛСТ вводят в виде водного раствора с количеством воды, необходимым для получения формовочной влажности (W=16…17%) при жестком способе изготовления керамических изделий.
Таблица 3
Примеры составов керамических композиций
Компоненты керамической композиции
Содержание компонентов, мас.%
1
2
3
4
5
Глина гидрослюдисто-каолинитовая
8
9,9
14,8
19,8
21,7
Глина каолинито-монтмориллонитовая
79,9
74,9
62,9
49,8
39,8
Отсевы дробления гранитного щебня
8
10
15
20
25
Отходы травления алюминиевых сплавов (ОТАС)
4
5
7
10
13
Лигносульфонат технический (ЛСТ)
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
Таблица 4
Физико-механические свойства обожженных изделий
Физико-механические свойства
№ шихты
Известная (А.С. №2137731 прототип)
1
2
3
4
5
Предел прочности на сжатие, МПа
108
110
113
115
113
55…110
Водопоглощение, %
1,6
1,4
1,3
1,2
1,2
1,2…5,8
Морозостойкость, циклы
75
80
90
100
95
до 60
Общая усадка, %
11
10
9
8
9
11,5…15,0
Температура обжига, °С
1100
1100
1150
1180
1150
1180…1210