КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КИРПИЧА
CERAMIC MIXTURE FOR MAKING BRICKS

Изобретение относится к производству стеновых керамических изделий и может быть использовано в технологии изготовления керамического кирпича. Наиболее эффективным сырьем для высококачественной керамики с высокими физико-механическими и эстетико-потребительскими свойствами являются светложгущиеся глины, запасы которых ограничены. Вместо высококачественного глинистого сырья могут быть использованы суглинки совместно с отходом электрометаллургического производства - основным сталеплавильным шлаком.
Известна керамическая масса для получения кирпича следующего состава, мас.%: лессовидный суглинок - 91-97, угольная мелочь - 1-3, ватержакетный шлак - 2-6 [авторское свидетельство №1539185, опубл. 30.01.1990]. Недостатки указанного состава - повышенная воздушная усадка и низкая морозостойкость 18-26 циклов.
В качестве прототипа может служить сырьевая смесь для получения керамического кирпича с применением отходов углеобогащения и отходов метизного производства, содержащая, мас.%: отходы углеобогащения - 84-88; водная вытяжка лессовидного суглинка - 8-10; отход метизного производства - 4-6 (патент №2327668, опубл. 27.06.2008). Полученный из указанной сырьевой смеси керамический кирпич имеет следующие характеристики: температура обжига - 1050°С, цвет черепка - кирпичный. Недостатками прототипа являются низкая прочность на сжатие 11,0-13,9 МПа и повышенная температура обжига.
Задачей данного изобретения является разработка состава недорогого керамического кирпича с использованием основного сталеплавильного шлака (СШ), имеющего ярко выраженный желтый цвет черепка и обладающего высокими прочностью на сжатие и на изгиб, повышенной морозостойкостью и низкой воздушной усадкой. При этом происходит повышение трещиностойкости отформованного кирпича, долговечности и декоративности строительных конструкций из обожженного кирпича. Вследствие сравнительно низкой температуры обжига (1000°С) и применения производственного отхода совместно с низкосортным глинистым сырьем происходит существенное удешевление технологии керамического кирпича. Применение предлагаемой керамической массы позволяет реализовать аспекты ресурсо- и энергосбережения при производстве высококачественного кирпича. Вместе с этим решается экологическая проблема утилизации шлака.
2
2
3
2
3
2
2
Предлагаемая керамическая масса для получения кирпича включает легкоплавкий суглинок Маркинского месторождения и основной сталеплавильный шлак Ростовского электрометаллургического завода, который имеет следующий химический состав, мас.%: SiO - 40,48; FeO - 4,43; AlO - 1,00; TiO - 0,94; CaO - 44,80; MgO - 3,80; NaO - 0,61; ППП - 3,70, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Суглинок - 85-75
Сталеплавильный шлак - 15-25
2
2
3
2
3
2
2
2
2
3
2
3
2
2
2
3
2
5
Для достижения указанной задачи в состав шихты вводится основной сталеплавильный шлак, который является отходом электрометаллургического производства и имеет следующий состав, мас.%: SiO - 40,48; FeO - 4,43; AlO - 1,00; TiO - 0,94; CaO - 44,80; MgO - 3,80; NaO - 0,61; ППП - 3,70. Большое содержание в химическом составе СШ CaO способствует активному осветлению черепка вследствие твердофазовых реакций при обжиге. При этом происходит нейтрализация окрашивающего действия железосодержащих фаз, придающих керамическому черепку традиционный кирпичный цвет. В качестве глинистого сырья используется суглинок Маркинского месторождения, который характеризуется следующим химическим составом, мас.%: SiO - 57,19; FeO - 5,32; AlO - 11,75; TiO - 0,68; CaO - 9,26; MgO - 1,94; NaO - 0,70; KO - 0,48; SO - 1,21; PO - 0,13; MnO - 0,14; ППП - 11,20.
Для получения изделий из разработанной керамической массы применялась традиционная технология производства кирпича. Керамическую массу готовили пластическим способом при влажности 20%. Формование осуществлялось пластическим методом при формовочной влажности 20%. Отформованный кирпич высушивался до остаточной влажности 6%. Высушенный кирпич обжигали при температуре 1000°С.
В таблице 1 в качестве примеров приведены составы керамических масс, в таблице 2 - физико-механические, эксплуатационные и эстетико-потребительские свойства керамического кирпича, полученного из указанных керамических масс.
Таблица 1
Составы керамических масс
Компонент
Содержание компонента для составов, % по массе
1
2
3
Суглинок
85
80
75
Сталеплавильный шлак
15
20
25
Таблица 2
Физико-механические, эксплуатационные и эстетико-потребительские свойства кирпича
Показатели
Значения для составов
1
2
3
Усадка воздушная, %
3,7
3,5
3,4
Предел прочности, МПа:
21,8
23,4
25,2
- на сжатие
9,3
10,1
10,1
- на изгиб
Морозостойкость, цикл
45
47
52
Цвет черепка
светло-желтый
светло-желтый
желтый
однородный
однородный
однородный
Из таблицы 2 видно, что предлагаемая керамическая масса способствует снижению воздушной усадки, увеличению предела прочности на сжатие кирпича в 1,8 раза, морозостойкости - в 2 раза; происходит снижение температуры обжига на 50°С по сравнению с приведенными техническими решениями. Кроме того, появляется возможность получить объемно-окрашенный черепок светлых тонов из низкосортного красножгущегося глинистого сырья. Все вышеперечисленные факторы значительно повышают конкурентоспособность изделий.