1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 28450
(51) C04B 33/00 (2006.01)
C04B 38/08 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/0998.1
(22) 26.07.2013
(45) 15.05.2014, бюл. №5
(72) Монтаев Сарсенбек Алиакбар лы; Таскалиев
Азамат Тюлепкалиевич; Шакешев Бекбулат
Темержанович; Жарылгапов Сабит Муратович;
Монтаева Айнур Сарсенбековна; Монтаева Аружан
Сарсенбековна
(73) Республиканское государственное предприятие
на праве хозяйственного ведения "Западно-
Казахстанский аграрно-технический университет
им. Жангир хана" Министерства образования и
науки Республики Казахстан
(56) А.с. СССР №638576, кл. С04В 35/16, опубл.
25.12.78г
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕНОВОЙ
КЕРАМИКИ С ПОРИСТЫМ
НАПОЛНИТЕЛЕМ
(57) Изобретение относится к области
строительных материалов и может быть
использовано в производстве строительной
керамики, в частности керамического кирпича и
керамического блока с улучшенными
теплоизоляционными свойствами.
Способ изготовления стеновой керамики,
включающий рыхление глины, дробление и
отделение камня на дезинтеграторных вальцах,
помол глины на бегунах, добавка золы ТЭЦ,
гидроудаления, совместное перемешивание с глиной
формование, сушка и обжиг, отличающиеся тем, что
в качестве глинистой породы используют
лессовидный суглинок, при этом суглинок
измельчают без подсушки с естественной карьерной
влажностью с помощью вальца тонкого помола
(зазор между вальцами менее 1,0 мм) и
дополнительно содержит легкий пористый
наполнитель с насыпной плотностью 400 - 450 кг/м3
дробленый до образования фракции 5,0 - 0,1мм без
специального рассева в количестве 30,0 - 70,0% от
массы лессовидного суглинка, затем сырьевая
композиция совместно смешивается с лессовидным
суглинком с корректировкой формовочной
влажности до 8,0 - 10,0%. Сырьевая композиция
формуется по способу полусухого прессования и
обжигается без предварительной сушки.
Предлагаемый способ устранит содержание
несвязанной окиси кальция, снизит температуру
обжига на 100 - 130°С, среднюю плотность на 20 -
30%, теплопроводность на 25 - 35% по сравнению с
прототипом. При этом сохраняются прочностные
показатели на уровне 10,4 - 11,7 МПа.
Предлагаемый способ позволяет получить
керамический материал, выполняющий
одновременно ограждающую, несущую и
теплозащитную функцию. (19)KZ(13)A4(11)28450

2. 28450
2
Изобретение относится к области строительных
материалов и может быть использовано в
производстве строительной керамики, в частности
керамического кирпича и керамического блока с
улучшенными теплоизоляционными свойствами.
Известен способ изготовления керамического
кирпича, включающий рыхление глины, дробление
и отделение камня на дезинтеграторных вальцах,
помол глины на бегунах, формование, сушка и
обжиг (Ботвина Л.М. Строительные материалы из
лессовидных суглинков. Ташкент; Укитовчи, 1994.
с.128).
Наиболее близким к изобретению являются
способ изготовления строительного кирпича
состоящей из переделов: рыхление глины,
дробление и отделение камня на дезинтеграторных
вальцах, помол глины на бегунах, добавка золы
ТЭЦ, гидроудаления, совместное перемешивание с
глиной формование, сушка и обжиг
(Сайбулатов С.Ж., Куатбаев К.К., Рончинский Е.М.
Сырьевая смесь для изготовления стеновых
керамических изделий "золокерам". А.с. СССР
№638576 Бюл.изобр.,1979, №47).
Недостатками данного способа является высокие
показатели температуры обжига, теплопроводности
и средней плотности готового продукта.
Технический результат изобретения - снижение
температуры обжига, теплопроводности и средней
плотности готовых изделий.
В качестве глинистого компонента использовали
лессовидный суглинок Чаганского месторождения
(Западно - Казахстанская обл.) химический состав
которого представлен в таблице 1.
Табл. 1.
Химический состав сырьевого материала
Содержание оксидов, мас.%Наименование сырья
SiO2 Аl2O3 СаО MgO Fe2O3 SO3 Na2O п.п.п.
Лессовидный суглинок
Чаганского
месторождения
51,27 12,13 11,97 2,09 4,88 2,43 3,56 11,67
В качестве легкого пористого наполнителя
использовали керамзит со средней плотностью 350 -
400кг/м3
.
Отличительная особенность предлагаемого
способа состоит в том, что измельчение суглинка
производится без подсушки с естественной
карьерной влажностью с помощью вальца тонкого
помола (зазор между вальцами менее 1,0 мм) и
дополнительно содержит легкий пористый
наполнитель с насыпной плотностью 350 - 400кг/м3
дробленый до образования фракции 5,0 -0,1мм без
специального рассева в количестве 30,0 - 70,0% от
массы лессовидного суглинка, затем сырьевая
композиция совместно смешивают с лессовидным
суглинком с корректировкой формовочной
влажности до 8,0 - 10,0%. Сырьевая композиция
формуется по способу полусухого прессования и
обжигается без предварительной сушки.
Предлагаемый способ обеспечивает
порошкообразное состояние камневидных
карбонатных включений в виде известняка,
содержащихся в суглинках. Тем самым на этом
технологическом этапе устраняется образование
свободной окиси кальция оказывающее
разрушающее воздействие обожженных изделий. А
совместное смешение тонкомолотого суглинка с
гранулированным шлаком с фракциями 5,0 - 0,1 мм
в присутствии влаги происходит процесс
самогрануляции смеси за счет обволакивания зерен
дробленого легкого пористого наполнителя с
тонкодисперсными частицами суглинка, тем самым
отпадает необходимость специальной грануляции
глинистого порошка. В результате формования
изделий полностью исключается процесс
запрессовки воздуха и гарантируется плотность
упаковки без трещин и посечек.
При термообработке сырьевой композиции
образуются легкоплавкие эвтектики за счет
взаимодействия мелких частиц лессовидного
суглинка и дробленого легкого пористого
наполнителя, и способствует образованию
стеклофазы в области низких температур. В
результате структура керамического черепка
представляет собой армированный спеченный
каркас из стекло - и кристаллических фаз с пористой
макроструктурой, что способствует снижению
температуры обжига, средней плотности и
теплопроводности при сохранений прочностных
показателей готовых изделий.
Сравнительные характеристики полученных
изделий по предлагаемому способу представлены в
таблице 2.
Табл.2.
Сравнительные характеристики полученных изделий по предлагаемому способу
Способы Способ подготовки
глиностого сырья
Температура
обжига °С
Средняя
плотность,
кг/м3
Теплопровод
ность, Вт/мК
Прочность при
сжатии, МПа

3. 28450
3
Способы Способ подготовки
глиностого сырья
Температура
обжига °С
Средняя
плотность,
кг/м3
Теплопровод
ность, Вт/мК
Прочность при
сжатии, МПа
Предлагаемый
способ
измельчение без подсушки с
естественной карьерной
влажностью с помощью
вальца тонкого помола
(зазор между вальцами
менее 1,0 мм)
950-970 1500 0,5 10,4-11,7
Прототип рыхление глины, дробление
и отделение камня на
дезинтеграторных вальцах,
помол глины на бегунах,
добавка золы ТЭЦ
гидроудаления
1050-1100 1800 0,7 11,2-12,5
Из таблицы 3 видно, что предлагаемый способ
устранить содержание несвязанной окиси кальция,
снизить температуру обжига на 100-130°С, среднюю
плотность на 20 - 30%, теплопроводность на 25 -
35% по сравнению с прототипом. При этом
сохраняются прочностные показатели на уровне
10,4 - 11,7 МПа. Предлагаемый способ позволяет
получить керамический материал выполняющую
одновременно ограждающую, несущую и
теплозащитную функцию.
Предложенный способ реализуется следующим
образом (фиг.1): в качестве глинистой породы
используют лессовидной суглинок, а в качестве
волластонитсодержащего сырья гранулированный
фосфорный шлак, химический состав которых
приведены в таблице 3.
Табл.3
Химический состав сырьевого материала
Содержание оксидов, масс %Сырьевые
материалы SiO2 Аl2O3 СаО MgO F2O3 P2O5 F SO3 Na2O п.п.п
Фосфорный
шлак
52,58 12,25 12,0 2,13 5,10 - - 2,57 3,60 9,78
Лессовидный суглинок из приемного бункера
дозируется и подвергается подсушке и тонкому
помолу до удельной поверхности 1200-1300 г/см2
.
Полученный пресс порошок суглинка совместно
смешивают с гранулированным волластонит
содержащим шлаком с фракциями 3 - 0,14 мм не
подвергнутых предварительной механической
обработке в количестве 10-15% от массы глинистой
породы. Параллельно сырьевая смесь увлажняется
до 8 - 10% и формуется по способу полусухого
прессования под давлением 15-20 МПа.
Отформованные изделия подсушиваются и
обжигаются по специально разработанному режиму
при температуре 950-1000°С с экспозицией
1,5-2 часа.
Гранулированный фосфорный шлак
представляет собой зернистый материал серого
цвета. Модуль крупности 3,9 - 4,1.
Гранулометрический состав шлака характеризуется
следующими соотношениями (таблица 4)
Табл. 4.
Гранулометрический состав шлака
Диаметр отверстий
сита, мм
2,5 1,25 0,63 0,315 0,14 Менее 0,14
Остаток на сите 14-17 35-37 26-30 14-17 2-5 2-4
Зерна гранулированного шлака имеют в
основном стекловидное строение. Содержание
стеклофазы в них составляет 65-97%.
Минералогический состав шлака
термообработанного при 900°С в основном сложена
низкотемпературной формой волластонита
(β-СаSiO2).
Пример 1.
Сначала суглинок из приемного бункера
дозируется и подвергается подсушке и тонкому
помолу до удельной поверхности 1000-1200 г/см2
.
Полученный пресс порошок суглинка совместно
смешивают с дробленой кремнистой породой с
фракциями 3,0 - 1,25 мм в количестве 20,0 - 50,0%
от массы лессовидного суглинка. Параллельно
сырьевая смесь увлажняется до 8 -10% и формуется
по способу полусухого прессования под давлением
15 - 20 МПа. Отформованные изделия
подсушиваются и обжигаются по специально
разработанному режиму при температуре 950 -
1000°С с экспозицией 1,5-2 часа. Керамическая
масса формуется полусухим способом и обжигается
без предварительной сушки. Полученный
керамический кирпич обладает следующими

4. 28450
4
свойствами: прочность при сжатии - 10 МПа,
средняя плотность -1800кг/м3
, теплопроводность -
0,7 Вт/м К.
Пример 2.
Лессовидный суглинок из приемного бункера
дозируется и подвергается подсушке и тонкому
помолу до удельной поверхности 1200-1300 г/см2
.
Полученный пресс порошок суглинка совместно
смешивают с керамзитовым материалом с
фракциями 3 - 0,14 мм, не подвергнутых
предварительной механической обработке в
количестве 10-15% от массы глинистой породы и
дополнительно добавляют 3% угля. Параллельно
сырьевая смесь увлажняется до 10 - 12% и
формуется по способу полусухого прессования под
давлением 20 МПа. Отформованные изделия
подсушиваются и обжигаются по специально
разработанному режиму при температуре 950-
1000°С с экспозицией 1,5-2 часа. Полученный
керамический кирпич обладает следующими
свойствами: прочность при сжатии - 8 МПа, средняя
плотность - 1700 кг/м3
, теплопроводность - 0,7 Вт/м·
К.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ изготовления стеновой керамики,
включающий рыхление глины, дробление и
отделение камня на дезинтеграторных вальцах,
помол глины на бегунах, добавка золы ТЭЦ,
гидроудаления, совместное перемешивание с
глиной, формование, сушка и обжиг,
отличающийся тем, что в качестве глинистой
породы используют лессовидный суглинок, при
этом суглинок измельчают без подсушки с
естественной карьерной влажностью с помощью
вальца тонкого помола, зазор между вальцами менее
1,0 мм и дополнительно содержит легкий пористый
наполнитель с насыпной плотностью 400 - 450 кг/м3
,
дробленый до образования фракции 5,0 - 0,1мм, без
специального рассева в количестве 30,0 - 70,0% от
массы лессовидного суглинка, затем сырьевую
композицию совместно смешивают с лессовидным
суглинком с корректировкой формовочной
влажности до 8,0 - 10,0%, сырьевую композицию
формуют по способу полусухого прессования и
обжигают без предварительной сушки.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор Е. Барч