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 составов является невысокая прочность при изгибе.

Наиболее близкой к предлагаемому составу является керамическая масса, содержащая кембрийскую глину и отощитель, в качестве которого используется песок, предварительно обработанный потоком ускоренных электронов при оптимальном значении поглощенной дозы, находящемся в диапазоне 50-150 кГр при следующих соотношениях компонентов, мас. %

(RU №2281925, С04В 33/02, С04В 33/16, опубл. 20.08.2006).

Недостатком указанного состава является недостаточно высокая прочность керамического кирпича при изгибе.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение прочности керамического кирпича при изгибе.

Технический результат достигается тем, что керамическая масса, содержащая кембрийскую глину и отощитель, в качестве последнего содержит шлак от алюмотермитной 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. %:

Повышение прочности материала при изгибе определяется присутствием частиц шлака лещадной формы с высоким содержанием аморфной стеклофазы. В связи с этим частицы шлака как бы армируют керамический черепок, упрочняя связи на границе раздела фаз между глиняной матрицей и шлаком за счет образования контактной зоны, что приводит к интенсивному спеканию и повышению прочности образцов при изгибе.

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, побочный продукт 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 развивается температура до 3000°С, в связи с чем образуется шлак, состоящий на 90% из герцинита (алюмошпинель FeAl₂O₄) и оксида алюминия, находящихся в соотношении 1:1. Шлак подвергается дроблению и просеву на сите с ячейками 5 мм до достижения модуля крупности М_кр=2,8.

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°C с выдержкой не менее 1 часа. После обжига определялись следующие показатели образцов: предел прочности при изгибе по ГОСТ 8462-85. Результаты представлены в таблице.

Анализ результатов, приведенных в таблице, свидетельствует о том, что использование в качестве отощителя шлака от алюминотермитной сварки стыков железнодорожных рельсов, с модулем крупности М_кр=2,8, состоящего на 90% из герцинита, представленного железистой шпинелью, и оксида алюминия, приводит к повышению прочности образцов при изгибе в сравнении со значениями, достигаемыми при использовании песка, обработанного потоком ускоренных электронов.