Результат интеллектуальной деятельности: Керамическая масса

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано при производстве керамических строительных материалов, например, кирпича.

Известны керамические массы, содержащие в качестве отощителя песок, металлургические шлаки и другие твердые техногенные продукты (М.И. Роговой «Технология искусственных пористых заполнителей и керамики». М., Стройиздат, 1974, с. 179-185).

Недостатком таких масс является высокое значение плотности и коэффициента теплопроводности.

Наиболее близкой к предлагаемому составу является керамическая масса, содержащая кембрийскую глину и отощитель, в качестве которого используется шлак от алюминотермитной сварки стыков железнодорожных рельсов, с модулем крупности М_кр=2,8, состоящий на 90% из герцинита, представленного железистой шпинелью, и оксида алюминия при следующих соотношениях компонентов, мас. %

(RU №2610954, С04В 33/04, С04В 33/138, опубл. 17.02.2017 Бюл. №5).

Недостатком указанного состава является высокое значение плотности и коэффициента теплопроводности.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение плотности и коэффициента теплопроводности керамической массы.

Технический результат достигается тем, что керамическая масса, содержащая кембрийскую глину и шлак от алюминотермитной сварки стыков железнодорожных рельсов, с модулем крупности М_кр=2,8, состоящий на 90% из герцинита, представленного железистой шпинелью, и оксида алюминия, дополнительно содержит дробленый бой огнеупорных форм от алюминотермитной сварки железнодорожных рельсов, представленный кварцевым песком с остатками невыгоревшего органического связующего до 3%, отсеянный на сите №1, при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

Снижение плотности и коэффициента теплопроводности керамической массы объясняется высоким содержанием аморфизированного кремнезема в составе дробленого боя огнеупорных форм в сочетании с несгоревшими остатками органики, что приводит к более равномерной мелкопористой структуре керамической матрицы, влияющей на теплопроводность.

Пример конкретного выполнения

Изделия изготавливаются по общепринятой технологии производства керамического кирпича пластическим формованием с обжигом при температуре плюс 1000°С.

В качестве глинистого сырья для керамического кирпича может быть использована легкоплавкая красножгущаяся кембрийская глина любого месторождения, например, месторождения Красный Бор.

В качестве отощителя используется шлак и дробленый бой огнеупорных форм - побочные продукты от алюминотермитной сварки стыков железнодорожных рельсов методом промежуточного литья. Алюминотермитная реакционная смесь содержит в стехиометрическом соотношении окалину, металлический алюминий в качестве восстановителя, легирующие добавки в виде ферросплавов и металлов и стальной наполнитель. При сгорании алюминотермитной смеси в керамических формах развивается температура до 3000°С, в связи с чем образуется шлак состоящий на 90% из герцинита - FeAl₂O₄ (представленного железистой шпинелью) и оксида алюминия, который подвергается дроблению и просеву на сите с ячейками 5 мм до достижения модуля крупности М_кр=2,8, и бой легко рассыпающихся керамических форм, состоящих из кварцевого песка и небольшого количества органического связующего (до 3%). Бой керамических форм при необходимости подвергается дроблению и отсеву на сите №1.

Образцы кирпича, отформованные вручную в формах размером 160×40×40 мм, сушили при температуре плюс 100°С до влажности 4-6% и обжигали при максимальной температуре плюс 1000°С с выдержкой не менее 1 часа. После обжига определялись следующие показатели образцов: плотность и коэффициент теплопроводности (ГОСТ 31359-2007). Результаты представлены в таблице.

Анализ результатов, приведенных в таблице, свидетельствует о том, что использование в качестве отощителя шлака и боя керамических форм от алюминотермитной сварки стыков железнодорожных рельсов, приводит к понижению плотности и коэффициента теплопроводности в сравнении со значениями, достигаемыми при использовании только одного шлака.