СЫРЬЕВАЯ СМЕСЬ И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
CRUDE MIXTURE AND METHOD OF MAKING CERAMIC ARTICLES

Изобретение относится к производству строительной керамики, например кирпича, и может быть использовано для изготовления строительных материалов.
Наиболее близкой к предлагаемой сырьевой смеси по техническому результату и достигаемому эффекту является сырьевая смесь, включающая в мас.%: суглинок 83,5…94,5, уплотненный микрокремнезем 5…15, моющее средство «Тайга» 0,5…1,5 [Патент РФ №2228309 С04В 33/00, 35/16].
Недостатками указанной смеси являются относительно низкие прочность при сжатии в водонасыщенном состоянии и морозостойкость материала.
Технический результат - повышение прочность при сжатии в водонасыщенном состоянии и морозостойкости изделий.
Технический результат достигается тем, что сырьевая смесь содержит в качестве кремнеземистой добавки - гранулированную добавку, созданную по принципу «оболочка - ядро», при следующем соотношении компонентов, мас.%:
закарбонизованный суглинок
97,0…93,0
микрокремнезем (оболочка
гранулированной добавки)
1,5…3,5
уголь (ядро гранулированной
добавки)
1,5…3,5
2
2
3
2
2
3
2
2
Закарбонизованный суглинок Анзебинского месторождения содержит 20-25 мас.% кальцита и доломита и имеет следующий химический состав, мас.%: SiO - 54,34; AlO - 12,44; TiO - 0,71; FeO - 3,84; FeO - 1,43; CaO - 5,84; MgO - 5,44; NaO - 2,0; KO - 2,66; потери при прокаливании - 10,36.
3
3
2
2
3
2
2
2
3
Микрокремнезем производства кристаллического кремния является ультрадисперсным отходом с удельном поверхностью 25... 34 м/г, с содержанием аморфного оксида кремния до 93 мас.% и насыпной плотностью 150…250 кг/м. Химический состав микрокремнезема (мас.%): SiO - 86…93; FeO - 0,14…1,28; MgO - 1,03…1,20; NaO - 0,39…0,46; KO - 0,28…0,42; AlO - 0,7…1,05; CaO - 0,26…0,44; потери при прокаливании - 3,7…5,29.
Выгорание ядра добавки (угля) приводит к микроразогреву оболочки (микрокремнезема), которая вступает во взаимодействие с глинистой матрицей и образует долговечные кальцийсодержащие кристаллические фазы (диопсид, анартит), а также двухкальциевый силикат, способный к гидратному твердению. При увлажнении в процессе эксплуатации стенки пор материала дополнительно упрочняются гидросиликатами кальция и прочность при сжатии изделий возрастает.
Наиболее близким к предлагаемому способу изготовления керамических изделий по технической сущности достигаемому эффекту является способ, включающий приготовление кремнеземистой добавки путем гранулирования микрокремнезема на тарельчатом грануляторе при подаче водного раствора моющего средства «Тайга», смешивание закарбонизованного суглинка с добавкой, формование, сушку и обжиг [Патент РФ №2228309 С04В 33/00, 35/16].
Недостатком указанного способа являются относительно низкие показатели прочности в водонасышенном состоянии и морозостойкости изделий.
Технический результат - повышение прочности при сжатии в водонасыщенном состоянии и морозостойкости материала.
Технический результат достигается тем, что способ изготовления керамических изделий включает приготовление смеси путем смешивания закарбонизованного суглинка с гранулированной органо-кремнеземистой добавкой, полученной при окатывании измельченного угля в микрокремнеземе на тарельчатом грануляторе при капельном орошении; формование; сушку и обжиг при 950°С. Помол угля осуществляется до 1…2 мм. Наличие межглобулярной пористости в микрокремнеземе обеспечивает начальный запас кислорода в поровом пространстве кремнеземистой оболочки на угольном ядре и облегчает его выгорание при обжиге.
ПРИМЕР
Изготовление материала осуществляется следующим образом. Уголь окатывается в микрокремнеземе на тарельчатом грануляторе при капельном орошении водой. Полученная гранулированная добавка смешивается с суглинком. Масса при необходимости доувлажняется до формовочной влажности. Отформованные изделия сушат при 60…80°С и обжигают при 950°С.
Составы сырьевых смесей и физико-технические характеристики изделий приведены в табл.1 и 2.
Таблица 1
Компоненты
Содержание ингредиентов в составе (мас.%)
1
2
3
Закарбонизованный суглинок
97,0
95,0
86,0
Микрокремнезем
1,5
2,5
3,5
Уголь
1,5
2,5
3,5
Таблица 2
Показатель
Состав
Прототип
1
2
3
Прочность при сжатии, МПа
33,6
29,9
21,7
30,0-35,4
Средняя плотность, кг/м<sup>3</sup>
1740
1720
1670
1710-1790
Морозостойкость, циклов
100
100
100
75
Водопоглощение, мас.%
16,3
17,3
16,6
18,5-20,6
Прочность во влажном состоянии, МПа
35,8
29,1
26,8
20,4-28,3
Температура обжига, °С
950
950
950
950