Керамическая масса

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(72) Авторы Левицкий Иван Адамович Павлюкевич Юрий Геннадьевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(57) Керамическая масса, включающая глинистый компонент, отощитель и плавень, отличающаяся тем, что в качестве глинистого компонента содержит огнеупорную глину, в качестве отощителя - глауконитовый песок, а в качестве плавня - нефелин-сиенит и доломит при следующем соотношении компонентов, мас.глина огнеупорная 30-58 глауконитовый песок 30-50 нефелин-сиенит 9-15 доломит 3-5,причем нефелин-сиенит и доломит содержит в соотношении 31. Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам керамических масс, используемых при производстве плиток для полов. Известна керамическая масса 1, предназначенная для изготовления облицовочных плиток, включающая следующие компоненты, мас.глина огнеупорная 43,5-52 глауконитовый песок 9-27 кварцевый песок 0-17 нефелиновый концентрат 13,5-27 доломит 0-5 плиточный бой 5 бентонит 1. Недостатком указанной массы являются высокие значения водопоглощения (14,016,9 ) и термического коэффициента линейного расширения 95,1-96,9)10-7 К-1), низкая механическая прочность на изгиб, составляющая 17,7-19 МПа. Данная масса характеризуется также значительным влажностным расширением - 0,04-0,09 . 6789 1 Наиболее близкой к заявляемой керамической массе по технической сущности является масса 2, содержащая в качестве глинистых компонентов каолин и глауконит, в качестве плавня и отощителя - полевой шпат и плиточный бой соответственно, при следующем содержании компонентов, мас.каолин 35-85 глауконит 10-50 полевой шпат 0,5-12 плиточный бой 0,5-8. Недостатком известной керамической массы являются сравнительно высокие значения влажностного расширения, составляющие 0,006-0,009 и общей усадки материала 9,1-10,6 . Известная масса имеет также относительно низкую истираемость, составляющую 0,05-0,06 г/см 2. Задачей предлагаемого изобретения является снижение влажностного расширения и общей усадки материала, повышение его износостойкости. Решение поставленной задачи достигается тем, что керамическая масса, включающая глинистый компонент, отощитель и плавень, отличающаяся тем, что в качестве глинистого компонента содержит огнеупорную глину, в качестве отощителя - глауконитовый песок, а в качестве плавня - нефелин-сиенит и доломит при следующем соотношении компонентов, мас.глина огнеупорная 30-50 глауконитовый песок 38-50 доломит 3-5 нефелин-сиенит 9-15,причем нефелин-сиенит и доломит содержит в соотношении 31. Химический состав компонентов приведен в табл. 1. Глаукониты - это плотные осадочные породы, относящиеся по минеральному типу к группе железистых гидрослюд. Повышенное содержание в глауконитах 23 при одновременно незначительном содержании оксидов щелочных металлов позволяет регулировать количество и реакционную способность расплава и, как следствие, спекание масс при введении небольших добавок плавней. Использование комбинированного плавня с изменяющимся соотношением /2 в известной мере позволяет регулировать и процессы кристаллизации 3. Ввод в состав масс щелочных и щелочно-земельных компонентов, который осуществляется посредством нефелин-сиенита и доломита при соотношении 31, позволяет значительно интенсифицировать спекание и снизить общую усадку масс, повысить их износостойкость, снизить влажностное расширение. Высокие показатели свойств обеспечиваются кристаллическими минералами групп плагиоклаза, шпинели и пироксена, а также остаточным кварцем, доля которого в глауконитовых песках составляет 76-82 мас. . Глауконитовый песок в составах заявляемой керамической массы обеспечивает как флюсующие (глауконитовая составляющая), так и отощающие (кварцевая составляющая) действие. Наиболее эффективно комплексное использование глауконитовых песков в сочетании с нефелин-сиенитом и доломитом при скоростных режимах обжига, что обеспечивает образование при обжиге указанных масс значительного количества расплава,содержащего оксиды железа. Последний образуется при сниженных температурах обжига и характеризуется высокой активностью по отношению к другим компонентам массы, в том числе и к кварцевой составляющей. Применение глауконитовых песков в составах масс для производства спекшихся керамических материалов с водопоглощением менее 5 нами не установлено и предлагается впервые. В настоящее время по имеющимся немногочисленным сведениям 1, 4, 5 известно применение глауконитовых песков в качестве сырья для производства кирпича и облицовочной керамики. Изобретение поясняется выполнением конкретных примеров 6789 1 Пример 1. Керамическую массу, включающую (мас. ) глину огнеупорную 50, глауконитовый песок 38, нефелин-сиенит 9, доломит 3, готовили шликерным способом. Предварительно измельченные до размера кусков не более 5 мм компоненты загружают в шаровую мельницу мокрого помола в две стадии в первую стадию - глауконитовый песок, нефелинсиенит и доломит, во вторую - огнеупорную глину. Помол продолжают до остатка на контрольном сите с сеткой 0063 - 1,5-2,5 . Полученный шликер обезвоживают и высушивают в башенной распылительной сушилке до влажности 6-7 . Формуют плитки на прессе при давлении 1 ступень - 30,5 МПа, 2 ступень - 241 МПа. Сушку и обжиг плиток ведут на поточно-конвейерных линиях скоростного обжига. Температура сушки в первой секции сушила 18020 С, во второй секции - 16020 С, время сушки 15 мин. Максимальная температура в зоне обжига в зависимости от соотношения компонентов составляет 1080-1100 . Продолжительность обжига - не более 50 мин. Остальные примеры выполнялись аналогично и иллюстрируются составами, приведенными в табл. 2. В табл. 3 приведены физико-химические характеристики как заявляемых решений, так и прототипа. Как видно из табл. 3, заявляемую керамическую массу выгодно отличают более низкие значения истираемости 0,02-0,03 г/см 2, против 0,05-0,06 г/см 2 у известного решения,сниженные показатели значений общей усадки 6,2-6,6 и влажностного раширения 0,003-0,005 , против 9,1-10,6 и 0,008-0,009 соответственно, при сопоставимых значениях и водопоглощения 1,1-2,2 , и механической прочности 32-37 МПа, против 0,33,9 и 29,3-47,1 МПа. Указанные отличия являются определяющими при оценке эксплуатационных характеристик изделий. Таблица 1 Сырьевые материалы Глина огнеупорная Нефелинсиенит Доломит Глауконитовый песок Таблица 2 Компонент Глина огнеупорная Глауконитовый песок Нефелин-сиенит Доломит Плиточный бой Полевой шпат Глауконит Каолин 6789 1 Таблица 3 Плитка, изготовленная из состава 1 2 3 Прототип Максимальная температура обжига,1080 1100 1080 1080-1100 Водопоглощение,2,7 1,1 2,12 0,3-3,9 Общая усадка,6,35 6,57 6,22 9,1-10,6 Пористость,2,85 2,48 3,06 Плотность, кг/м 3 2384 2442 2382 Твердость по шкале Мооса 6,5 6,7 6,8 5,6 7 -1 57 62 65 Л, 10 К 2 Истираемость, г/см 0,03 0,02 0,03 0,05-0,06 Влажностное расширение,0,003 0,004 0,005 0,006-0,009 Предел прочности при изгибе, МПа 32 37 35 29,3-47,1 Морозостойкость, цикл более 120 более 120 более 120 Показатели Эффективность изобретения подтверждается промышленными испытаниями, проведенными в условиях ОАО Керамин и УГП НИИСМ, и заключается в удешевлении производства продукции за счет вовлечения в производство недефицитного местного алюмосиликатного сырья, а также в повышении декоративных и эксплуатационных свойств изделий. Источники информации 1. Солнышкина Т.Н., Давидзон Э.С., Бирюкова О.В. Разработка состава массы на основе кварц-глауконитовых глинистых песков для Катауровского керамикоплиточного завода // Исследование в области производства изделий строительной керамики Тр. НИИ стройкерамика. - М. Стройиздат, 1985. - Вып. 55. - С. 80-86. 2. А.с. СССР 887532, МПК 3 С 04 В 33/00 // Бюл.45. - 1981 (прототип). 3. Курилина М.И., Попильский Р.Я., Павлов В.Ф. Влияние некоторых комбинированных добавок плавней на спекаемость масс для плиток для полов при скоростном обжиге // Совершенствование технологии и ассортимента керамический изделий Тр. НИИстройкерамика. - М. Стройиздат, 1975. - Вып. 40-41. - . 162-167. 4. Исследование свойств глауконитсодержащих пород Республики Татарстан и их применение в производстве строительных материалов/Вороновский Н.Е., Тюрин А.Н.,Аблямитов П.О., Каймаков А.И.//Современные проблемы строительных материалов Материалы Межд. науч.-технич. конф. Пенза, 24-26 марта 1988 г./Акад. чтения . Пенза, 1998 г., ч. 1, с. 111-112. 5. А.с. СССР 887532, МПК 3 С 04 В 33/00, // Бюл.45. - 1981. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.