КИРПИЧ КЕРАМИЧЕСКИЙ

Полезная модель относится к области строительства, а именно к производству строительных изделий для сооружения стен здания.
2
Известен патент РФ №2095329 от 10.11.1997 «Керамическое стеновое изделие и способ его приготовления из песчано-глинистых смесей», который включает приготовление сырьевой смеси путем роспуска и диспергации глинистого компонента при 200 300°С, смешивание глинистого компонента, кварцевого песка и шамота, а также увлажнение, прессование заготовок, сушку и обжиг с изотермической выдержкой. Смесь измельчают до удельной поверхности 2000 7000 см/г, увлажняют раствором едкого натра, при этом сырьевая смесь содержит, мас.:
Глинистая компонента 50 85
Кварцевый песок 3 40
Шамот 5 15
2
Едкий натр (в пересчете на NаО) 0,2 15
Обжиг изделия проводят с изотермической выдержкой при 950-1000°С в течение 3-5 ч.
Обжиг керамического изделия, который осуществляют с изотермической выдержкой при 950-1000°С в течение 3-5 ч, является показателем достаточно высокой энергоемкости технологического процесса.
Задачей полезной модели является создание керамического кирпича с повышенной прочностью и обладающего пониженной степенью водопоглощения.
Технический результат заключается в снижении температуры термообжига кирпича керамического и времени выдержки изделия в печи.
Поставленная задача достигается тем, что кирпич керамический, включающий глинистую массу выполнен в виде монолитного тела из затвердевшей после обжига глинистой массы, включающей твердые частицы глины с адсорбированными на частицах частицах глины сополимером метилметакрилата (ММА) с 73-80% метакриловой кислоты (МК) со средней молекулярной массой 800 000,
Сырьевая смесь для изготовления строительного кирпича керамического включает следующие ингредиенты, мас.%:
Глина
75-81
5,0%-ный водный раствор сополимера (ММА)
с 73-80% (МК) со средней молекулярной массой 800 000
1-3
Вода
остальное.
На фигуре 1 приведено схематическое изображение кирпича керамического, где 1 - монолитное тело, 2 - частицы глины с адсорбированными на частицах глины сополимером метилметакрилата (ММА) с метакриловой кислоты (МК) - 3.
Керамический кирпич на основе глины и сополимера метилметакрилата и метакриловой кислоты обеспечивает возможность достижения низкотемпературного обжига изделия.
Для приготовления сырьевой смеси можно использовать как карьерную глину с влажностью 18-24%, так и сухую, предварительно измельченную. В этом случае не требуется предварительного увлажнения сухой глины, а сразу вводится раствор сополимера.
Использование водных растворов сополимера позволяет перерабатывать глины различного качества, с пластичностью от 6,2 и выше. На стадии перемешивания за счет равномерного распределения сополимера по всему объему массы и его адсорбция на поверхности твердых частиц увеличивает пластичность глины, что способствует созданию структуры повышенной прочности на стадии сушки и более быстрому формированию черепка при температуре 800°С в течение 2 часов. Смеси получают обычным смешиванием компонентов. Из полученных масс влажностью 18-25% формуют образцы кирпича с размером сторон 60-52 мм, сушат обычным способом до влажности образцов не более 2% и обжигают в муфельной печи по следующему режиму: медленный подъем температуры до 800°С в течение трех часов, выдержка два часа при температуре 800°С и охлаждение в течение 15 часов.
В производственных условиях время выдержки кирпича в печи может быть сокращено на 10-30% по сравнению с существующей технологией обжига на предприятии.
Оптимальное количество вводимых добавок водных растворов сополимера составляет 1-3 мас.%. Введение их менее 1 мас.%. не обеспечивает достаточной пластичности формуемой массы и прочности изделий при температуре обжига 800°С, то есть в этом случае требуется обжиг при более высоких температурах.
Введение раствора сополимера более 3 мас.% не приводит к дальнейшему понижению температуры и может привести к удорожанию стоимости готовой продукции.
Таблицы 2 и 3 поясняют разработанную полезную модель.
В Таблице 2 приведены составы сырьевой смеси для изготовления строительного керамического изделия, а именно кирпича.
В Таблице 3 представлены свойства обожженных образцов в зависимости от состава сырьвой смеси, температуры обжига, времени выдержки при максимальной температуре в сравнении с прототипом, где приведены следующие обозначения:
ОУ - общая усадка, %;
ВП - водопоглащение, %;
σ.сж - предел прочности при сжатии, МПа;
σ.изг. - предел прочности при изгибе, МПа.
Из таблицы 3 видно, что образцы керамического кирпича, обожженные при температуре 800°С и выдержанные в течение двух часов, не ухудшили свои физико-химические свойства по сравнению с образцами, полученными по прототипу, но обожженными при более высокой температуре, при 920°С.
Таким образом, достигнута более низкая температура обжига для заявляемых строительных изделий по сравнению с прототипом, обусловленная новыми компонентами в составе изделия, при сохранении других физико-механических показателей.
Использование в промышленности предлагаемой полезной модели на основе глинистой массы и добавки в виде сополимером метилметакрилата (ММА) и метакриловой кислоты (МК) позволит значительно снизить расход энергоресурсов.
Снижение температуры обжига, а именно, не выше 800°С - влечет за собой не только снижение энергоемкости, что ведет также к снижению себестоимости готовых изделий, но и вызывает определенные экологические преимущества (уменьшаются выбросы в окружающую среду оксидов азота, серы и углерода), борьба с которыми также приводит к удорожанию производства.
Таблица 2
Составы керамических масс на основе глины.
Компоненты
Состав, мас.%
1
2
3
Глина
75
78
81
Добавка 5 мас.% водный раствор сополимера
3
2
1
Вода
22
20
18
Таблица 3
Свойства обожженных образцов по прототипу и предлагаемому изобретению
По прототипу:
Компоненты
Состав, мас.%
Обжиг 920°С
Время выдержки - не указано
№3
№4
№5
№ состава
ОУ, %
ВП, %
σ.сж, МПа
σ.изг, Мпа
Глина пластичная
68,0
76,5
80,0
3
4,3
20
26,26
не приводятся
Добавки: отощитель
30,0
15,0
30,0
4
4,0
19
29,10
-«-
Отходы электрохим. производства
2,0
3,5
5,0
5
4,7
18
31,92
-«-
По предлагаемому изобретению:
№1
№2
№3
Обжиг 800°С
Время выдержки - 2 часа
Глина
75,0
78,0
81,0
1
4,4
18,1
30,2
Добавка 5% водный р-р сополимера
3,0
2,0
1,0
2
4,2
18,8
29,9
Вода
22,0
20,0
18,0
3
4,6
19,2
26,8