керамическая масса для изготовления строительного кирпича

Формула изобретения

КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО КИРПИЧА, включающая глину, золу ТЭС и уголь, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит смолистую органическую добавку в виде карбамидоформальдегидной смолы при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Зола ТЭС - 8 - 15

Уголь - 2 - 4

Карбамидоформальдегидная смола - 0,02 - 0,05

Глина - Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к производству строительного кирпича.

Известна керамическая масса для изготовления строительного кирпича [1] включающая глину и органическую добавку, в качестве которой использован раствор солей полисульфокислот сырого антрацена, при следующем соотношении компонентов, мас. Органическая добавка 0,03-0,08 Глина Остальное

Введение указанной добавки за счет ее дефлокулирующего воздействия на глинистое сырье позволяет улучшить сушильные свойства массы (коэффициент чувствительности к сушке снижается с 1,07 до 1,06) при сохранении механической прочности кирпича. Сырой антрацен является побочным продуктом коксохимического производства и его использование позволяет решить задачу утилизации побочного продукта.

Недостатком этой керамической массы является слабое улучшение сушильных свойств массы, а также наличие у антрацена канцерогенных свойств, что затрудняет использование этой добавки.

Наиболее близким по составу и достигаемому результату к предлагаемому составу керамической массы является состав массы [2] включающий глину, золу ТЭС, уголь при следующем соотношении компонентов, мас. Зола ТЭС 10-50 Уголь 2-5 Глина Остальное

Введение золы ТЭС в шихту вызывает улучшение сушильных свойств массы из-за отощающего действия зол ТЭС (доля бездефектного кирпича увеличивается до 80% ) и увеличение прочностных характеристик кирпича из-за наличия стекловидной массы и окислов железа в золе, что улучшает спекание глинистых частиц.

Недостатком этой массы является наличие заметного трещинообразования при сушке, особенно при использовании низкопластичных глин и суглинков, для которых выход бездефектного кирпича не превышает 60-70%

Задача изобретения уменьшение трещиноватости кирпича при сохранении его прочностных свойств.

Для этого керамическая масса для изготовления строительного кирпича, содержащая глину, золу ТЭС и уголь, дополнительно содержит смолообразующую органическую добавку, в качестве которой использована карбамидоформальдегидная смола, при следующем соотношении компонентов, мас. Зола ТЭС 8-15 Уголь 2-4 Карбамидоформальде- гидная смола (сух.вес) 0,02-0,05 Глина Остальное

По сравнению с прототипом предлагаемая керамическая масса содержит меньшее количество золы ТЭС и дополнительно содержит смолообразную органическую добавку карбамидоформальдегидную смолу. Проведенные эксперименты показали, что указанное содержание органической добавки обеспечивает улучшение сушильных свойств керамической массы (по снижению трещиноватости) при сохранении прочностных свойств кирпича. При увеличении содержания указанной добавки свыше 0,05 мас. происходит ухудшение формовочных свойств массы, что приводит к снижению прочностных свойств кирпича. При уменьшении содержания добавки ниже 0,02 мас. происходит недостаточное улучшение сушильных свойств массы из-за недостаточного флокулирующего воздействия добавки на глинистые частицы.

Использование смолистых органических добавок в шихту кирпича известно, но конкретное указание на добавку карбамидоформальдегидной смолы при вышеуказанном содержании в шихте в литературе при поиске не выявлено. Задача уменьшения трещиноватости в известных составах решается в результате использования добавок смолистых веществ в больших количествах, причем в этих случаях используется связующая способность добавок. Например, предлагается использование в качестве связующего свыше 15 мас. смолистой органической добавки в керамическую массу с целью повышения ее устойчивости к растрескиванию (патент США N 42280844, кл. С 04 В 35/12).

Как уже указывалось, превышение содержания карбамидоформальдегидной смолы в керамической массе свыше 0,05 мас. приводит к снижению прочностных свойств кирпича из-за ухудшения формуемости массы в результате флокулирующего воздействия этой добавки на глинистое сырье.

Карбамидоформальдегидная смола может быть получена из сточных вод отходов мебельного производства, производства самой смолы, т.е. одновременно может быть решена задача утилизации отходов.

Для изготовления керамической массы воздушно-сухие глину, золу ТЭС и уголь измельчают до размера частиц 1 мм и увлажняют дозированным водным раствором карбамидоформальдегидной смолы. Формовочная влажность керамической массы принимается для всех образцов равной влажности смеси промышленного производства и составляет 22% С помощью шнекового пресса изготавливают из данной массы образцы в виде цилиндров длиной 25 мм и диаметром 25 мм, на которых определяют физико-химические показатели керамической массы после сушки и обжига. Сушка образцов производится при 100-110^оС в течение 5,5 ч. Обжиг образцов производится в муфельной печи при 950^оС в течение 3,5 ч, снижение температуры осуществляется в закрытом муфеле в течение 17-18 ч.

Сдозированный раствор карбамидоформальдегидной смолы получают следующим образом.

После разбавления водой раствора смолы КФЖ-М (ГОСТ 141031-89) в соотношении по объему: 1 объем смолы и 3 объема воды и отфильтровывания нерастворившейся части смолы получают концентрированный водный раствор карбамидоформальдегидной смолы. Содержание смолы в данном растворе в пересчете на ее сухой вес определяют по методике анализа смолы в водах (Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. М. Химия, 1984, с.363-364).

Затем, исходя из требуемых количеств керамической массы и содержания в ней смолы, отбирают необходимый объем концентрированного водного раствора смолы, разбавляют водой в количестве, требуемом для получения формовочной влажности смеси 22% и полученным сдозированным раствором смолы затворяют смесь измельченных глины, угля и золы ТЭС. Например, после разбавления раствора смолы КФЖ-М и отфильтровывания нерастворившейся части получают 3 мас. -ный раствор. На затворение сухой смеси массой 400 г для получения содержания смолы в ней 0,05 мас. требуется 6,6 г 3 мас.-ного раствора смолы разбавить водой до объема 113 мл и затворить полученным раствором смолы сухие инградиенты шихты.

При формовании образцов из керамической массы предлагаемого состава происходит флокуляция глинистых частиц молекулами смолы, что улучшает продвижение влаги при сушке из внутренних слоев сырца к поверхности, в результате чего трещиноватость образцов при сушке снижается. Обжиг сырца приводит к спеканию частиц керамической массы и закреплению бездефектной структуры образца. После обжига образцы подвергаются испытанию на прочность на сжатие до раздавливания на гидравлическом прессе и рассчитывается доля образцов, имеющих видимые трещины длиной более 5 мм.

Экспериментально исследованные составы керамических масс представлены в табл.1.

Физико-химические показатели керамической массы после сушки и обжига приведены в табл.2.

Проведенные исследования показали, что при добавке карбамидоформальдегидной смолы по сравнению с прототипом обеспечивается полное отсутствие трещинообразования при незначительном снижении прочности бездефектных кирпичей. Учитывая уменьшение количества образцов с трещинами при добавке смолы, можно ожидать при этом уменьшения количества брака, половняка и, возможно, увеличения средней прочности кирпича в исследуемой партии.