керамическая масса для изготовления строительного кирпича

Формула изобретения

Керамическая масса для изготовления строительного кирпича, содержащая глину и сланец, отличающаяся тем, что в качестве сланца она содержит шунгитовый сланец, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Шунгитовый сланец 16-60

Глина Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности строительных керамических изделий, и может быть использовано при изготовлении стенового кирпича.

Известна керамическая масса для производства кирпича, содержащая следующие компоненты, мас.%:

Спондиловая глина	31-71
Тальковый сланец	29-69

(см. авторское свидетельство СССР №473696, опуб.1975).

К недостаткам известной керамической массы можно отнести сложную технологию производства кирпича, а также использование редкого вида глины, не являющейся типовой для производства кирпича.

Наиболее близкой к предложенной является керамическая масса для изготовления строительного кирпича, содержащая, мас.%: глину 65-90, лигнин 3-8, глинистый шунгитовый сланец фракции 0,25-2 мм 2-15 и диопсид 5-12 (см. авторское свидетельство №1279979, опуб. 30.12.1986).

Техническим результатом предложенного изобретения является повышение прочности получаемого кирпича, содержащего типовую глину, за счет повышения качества формования и образования при спекании при температурах 1000-1050°С сложных минералов, обеспечивающих прочное соединение компонентов при использовании традиционной технологии при одновременном сокращении числа компонентов смеси.

Технический результат достигается керамической массой для изготовления строительного кирпича, содержащей глину и шунгитовый сланец, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Шунгитовый сланец	16-60
Глина	Остальное

Сущность изобретения состоит в следующем.

Шунгитовый сланец характеризуется следующим составом, мас.%: SiO₂ - 53,79; Al₂ О₃ - 17,23; TiO₂ - 1,58n., Fe₂О₃ - 2,68; FeO - 11,66; CaO - 1,56, MgO - 3,13; SO ₃ - сл.; К₂O - 2,27, Na ₂O - 1,59; п.п.п. (потери при прокаливании) - 3,96.

Компоненты шунгитового сланца в сочетании с типовой глиной для производства кирпича, характеризующейся высоким содержанием красножгущихся оксидов и низким содержанием водорастворимых солей, обеспечивают хорошее формование, и в результате твердофазового спекания (спекания минералов и появления сложных минералов: мулит Al₂ О₃·SiO ₂) при температуре обжига 1000-1050°С получается прочное соединение, обеспечивающее высокую механическую прочность кирпичей. Кроме того, полученный из предложенной массы кирпич обеспечивает также защиту от вредных излучений.

Близость шунгита по химическому и минералогическому составу к глинам позволяет в значительных количествах использовать шунгит для изготовления керамического кирпича в районах, близких к месторождениям шунгита, и экономить глинистое сырье.

Изобретение осуществлялось следующим образом.

Для изготовления опытных образцов кирпича были использована глина Кудиновского месторождения, являющаяся типичной глиной для изготовления кирпича и имеющая следующий химический состав, мас.%: SiO₂ - 58,58; Al₂О₃ - 18,07; TiO ₂ - 4,04, Fe₂O₃ - 0,88; CaO - 2,32; MgO - 1,53, SO₃ - 0,98; К₂О - 4,70; Na₂ O - 2,15, п.п.п. - 6,27.

Содержание свободного кварца в глине - до 25%.

Число пластичности - 17,8.

Содержание гумусовых (органических включений) - 1,05%.

Данная глина имеет высокое содержание красножгущих оксидов и низкое содержание водорастворимых солей.

Шунгитовый сланец вышеприведенного состава был представлен в виде кусков 5-7 см. Помол шунгитового сланца осуществлялся в лабораторных мельницах. В качестве мелющих тел были использованы уралитовые шары. При составлении шихты в настоящей работе были выбраны следующие составы по содержанию шунгитового сланца, мас.%:

Минимальный: шунгитовый сланец - 16%, глина - 84%

Оптимальный: шунгитовый сланец - 50%, глина - 50%

Максимальный: шунгитовый сланец - 60%, глина - 40%

Исходные материалы были подготовлены следующим образом.

Шунгитовый сланец на шамот был обожжен при максимальной температуре 1020-1030°С.

Обожженный шамот содержал фракции от 0,5 мм до 2 мм.

Сухая смесь шихты очень тщательно перемалывалась, к ней добавлялась вода, в количестве необходимом для достижения влажности 18-22% для готового пластичного теста.

Пластическая масса с влажностью 18-20% вылеживалась в течение 48 часов для усреднения влажности и структуры. Далее проводилась формовка на специальной разъемной форме. Максимальное усилие прессования от 2 до 5 кг/см². Сушка проводилась сначала при комнатной температуре, а затем в сушильном шкафу при температуре 150°С. Высушенные до 0,5% образцы обжигали в лабораторной печи при длительности обжига 14 часов и максимальной температуре 1000-1050°С. Выдержка при максимальной температуре от 1,5 до 2,0 часов.

После обжига проводили испытания образцов, в соответствии с требованиями действующих нормативных документов.

Составы керамической массы и результаты испытаний соответствующих кирпичей представлены в таблице.

Таблица
№ п/п	Содержание компонентов в керамической массы, мас.%:	Состав 1	Состав 2	Состав 3
1	Глина.	84	50	40
2	Шунгитовый сланец.	16	50	60
Показатели
	Тонкость помола исходного шунгитового сланца.	(-0,5+0,2) мм	(-0,4+0,1) мм	(-1+0,5) мм
	Влажность пластичной массы.	24-25%	21-22%	22-23%
	Температура сушки.	150°C	150°C	150°C
	Температура обжига.	1010-1020°C	1050°C	1020-1030°C
	Выдержка при максимальной температуре.	1,5 ч	2,0 ч	1,0 ч
	Водопоглощение.	11,0%	10,9%	10,6%
	Усадка (общая).	8,9%	13,1%	10,8%
	Предел прочности при сжатии. Марка кирпича.	162 кг/см2. Марка кирпича 150	296 кг/см2. Марка кирпича 250	297 кг/см2. Марка кирпича 250
	Предел прочности при изгибе.	75 кг/см2 . Соответствует марке кирпича 150	91,7 кг/см 2. Соответствует марке кирпича 250	91 кг/см2. Соответствует марке кирпича 250
	Морозостойкость. Марка кирпича по морозостойкости.	47 циклов. Марка кирпича F35	42 цикла. Марка кирпича F35	44 цикла. Марка кирпича F35
	Прочность изделия в сухом состоянии.	52,7 кг/см 2	58,2 кг/см2	57,6 кг/см2
	Средняя плотность.	1730 кг/м3	1820 кг/м3	1850 кг/м 3
	Наличие известковых включений.	Отсутствуют повреждения после кипячения и пропаривания кирпича.