Керамическая масса для изготовления стеновых изделий

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕНОВЫХ ИЗДЕЛИЙ(71) Заявитель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(72) Авторы Бакатович Александр Александрович Давыденко Надежда Владимировна Иваненко Александр Михайлович(73) Патентообладатель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(57) Керамическая масса для изготовления стеновых изделий, содержащая глину и выгорающую органическую добавку, отличающаяся тем, что в качестве выгорающей органической добавки содержит костру льна фракции 0,5-2,0 мм и дополнительно содержит ПАВ на нафталинформальдегидной основе при следующем соотношении компонентов, мас.глина 88,0-93,5 костра льна 5-10 ПАВ на нафталинформальдегидной основе 1,5-2,0. Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления керамических стеновых изделий. Известны составы керамической массы, содержащие глинистое сырье и различные добавки отощающие, выгорающие, пластифицирующие, плавни 1, 2. В качестве выгорающих добавок известно применение дробленого угля, древесных опилок, древесной пыли, шелухи гречихи, торфа, отходов бумаги и др. 1-3. Недостатками известных составов являются высокая стоимость добавок, например угля, торфа, отсутствие сырьевой базы рядом с предприятиями по производству керамических стеновых материалов, что приводит к повышению стоимости керамических изделий. Кроме того, использование в качестве добавок керамической массы, например опилок,шелухи гречихи и др., снижает прочность изготавливаемых изделий. Наиболее близкой к заявляемой является керамической масса, содержащая глину 79,3 , выгорающую органическую добавку в виде смеси дробленого торфа - 13 и мазута - 7,74. Недостатком известного состава является высокая формовочная влажность керамической массы, вызванная обеспечением необходимой пластичности, что приводит к боль 12727 1 2009.12.30 шой усадке образцов и снижению прочности керамических стеновых изделий. Стоимость керамических изделий с использованием известной керамической массы высока из-за применения дорогостоящих сырьевых компонентов - мазута и торфа. Кроме того, торф требует дополнительной обработки, а именно - дробления. Задача данного изобретения - улучшение качества керамических стеновых изделий за счет снижения формовочной влажности керамической массы, усадки образцов и повышения прочности, а также снижение стоимости керамических стеновых изделий. Поставленная задача достигается тем, что предлагаемая керамическая масса содержит глину и выгорающую органическую добавку костру льна фракции 0,5-2,0 мм и дополнительно содержит ПАВ на нафталинформальдегидной основе при следующем соотношении компонентов, мас.глина 88-93,5 костра льна 5-10 ПАВ на нафталинформальдегидной основе 1,5-2. Отличительными признаками заявляемого изобретения являются качественный и количественный состав керамической массы. Вводимая выгорающая органическая добавка костра льна позволяет снизить среднюю плотность черепка, уменьшить усадку изделий и способствует утилизации отходов переработки льна. Использование ПАВ на нафталинформальдегидной основе улучшает формовочные свойства керамической массы без увеличения влажности, в результате снижается формовочная влажность смеси. Благодаря снижению влажности керамической массы возможно ускорение процесса сушки, что сокращает энергозатраты. Добавление костры льна позволяет в процессе сушки создать каркас керамической массы, препятствующий усадке образцов, что улучшает качество изделий. Для определения граничных соотношений компонентов керамической массы были изготовлены три состава. Соотношения компонентов (впо мас.) керамической массы приведены в табл. 1. Таблица 1 ПАВ на нафталинформальдегидной основе Состав керамиГлина Костра льна Суперпластификатор Суперпластификатор ческой массы С-3 Стахепласт М 1-2 93,5 5 1,5 1,5 3-4 90,7 7,5 1,8 1,8 5-6 88 10 2 2 Костра льна является отходом, получаемым при производстве льноволокна из льняной тресты. В исследованиях применялась костра льна Полоцкого льнозавода. Костру льна вначале просеивали через сито с размером ячеек 22 мм, а затем - через сито с размером ячеек 0,50,5 мм. В экспериментах использовали костру льна фракции 0,5-2 мм и влажностью 10 . Глину использовали умереннопластичную легкоплавкую месторождения Заполье нормальной рабочей влажности. В качестве ПАВ на нафталинформальдегидной основе использовали суперпластификатор С-3 в соответствии с ТУ 6-36-020429-625 и суперпластификатор Стахепласт М в соответствии с ТУ 800013176-545-2007. Изготовление керамической массы включает подготовку глины в соответствии с ГОСТ 21216-93. Для этого брали навеску сухой глины массой 2 кг, добавляли воду, предварительно растворив в ней порошок добавки С-3 или Стахепласт М в количестве, необходимом для образования густой пластичной массы. При этом полученная паста не прилипала и не оставляла следов на тыльной стороне руки. Составы готовились следующим образом. Отвешивались компоненты керамической массы и перемешивались в чашке. Для оценки формовочных свойств составов определяли 2 12727 1 2009.12.30 усилие сдвига, воспринимаемое массой, на приборе Толстого. После определения формовочных свойств керамической массы формовали образцы-близнецы размером 222 см,замеряли размеры образцов с помощью штангенциркуля с точностью до 0,05 мм, штангенциркуль по ГОСТ 166-80. Массу образцов определяли взвешиванием на весах лабораторных технических Т-1000 с точностью до 0,01 г. Сушку образцов производили в сушильном шкафу СНОЛ-3,5.3,5.3,5/3,5-И 1 при температуре 1005 С в течение 48 ч. По потере массы определяли формовочную влажность керамической массы по формуле в соответствии с ГОСТ 21216.1-931 ф 100 , где ф - формовочная влажность керамической массы,- масса образца до высушивания, г 1 - масса образца после высушивания, г. Высушенные образцы обжигались в муфельной печи СНОЛ 1,6.2,5.1/11-И 2 с выдержкой при максимальной температуре 970 С 1 ч. Охлаждение образцов - естественное в печи. После остывания образцов определяли плотность, общую усадку и прочность. Плотность определяли в соответствии с ГОСТ 7025-91. Общую усадку определяли по методике, изложенной в 5. Проверку прочности на сжатие образцов осуществляли в соответствии с ГОСТ 846285. Для этого образцы испытывали на гидравлическом прессе ИП 6010-100-1, скорость нагружения - 0,60,2 МПа/с. Прочность на сжатие образца вычисляли по формуле в соответствии с ГОСТ 8462-85 сж, где сж - прочность на сжатие, кг/см 2 Р - наибольшая нагрузка, установленная при испытании образца, кг А - площадь поперечного сечения, см 2. Полученные результаты представлены в табл. 2. Таблица 2 Формовочная Общая объУсилие влажность кераПлотность Прочность,Состав емная усадсдвига, кг мической массы,черепка, кг/м кг/см 2 ка,Заявленный состав 1-2 9,3 18,2 18,1 1350 145 состав 3-4 9,5 18,6 17,4 1210 110 состав 5-6 9,4 18,3 15,5 1130 78 Прототип 9,4 22,4 19,4 1160 70 Использование добавок костры льна и ПАВ на нафталинформальдегидной основе позволяет получить изделия с плотностью черепка от 1350 до 1130 кг/м 3 и прочностью от 14,5 до 7,8 МПа. Общая усадка по сравнению с известным составом снизилась на 7-20 ,что позволяет улучшить качество изделий. Формовочная влажность уменьшилась на 1819 и равна 18,2-18,6 . Это приводит к сокращению сроков сушки сырца, а следовательно, к снижению энергозатрат. Использование добавок костры льна и суперпластификаторов С-3 или Стахепласт М позволяет снизить плотность керамических изделий и при использовании пустотообразователей на 24 и 33 получить изделия плотностью 910-760 кг/м 3 с обеспечением прочности изделий не менее 75 кг/см 2. При этом общая стоимость изготовления стеновых керамических изделий снижается за счет использования отходов производства льна и снижения энергозатрат. 3 12727 1 2009.12.30 Источники информации 1. Горчаков Г.И., Баженов Ю.М. Строительные материалы Учеб. для вузов. - М. Стройиздат, 1986. - С. 97-99. 2. Августиник А.И. Керамика. - Л. Стройиздат, 1975. - С. 138. 3. Габидулин М.Г. Научные и технологические основы управления структурой и свойствами энерго- и ресурсосберегающей строительной керамики Автореф. дис.докт. техн. наук 05.23.05. Казанский государственный архитектурно-строительный университет. - Казань, 2006. - С. 14. 4. Патент Республики Беларусь 8682, МПК С 04 В 38/06, 2006 (прототип). 5. Волкова Ф.Н. Общая технология керамических изделий. - М. тройиздат, 1983. С. 16-17. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4