Суміш для виготовлення керамічної плитки
Власники патенту UA 2487846:
Винахід відноситься до галузі виробництва будівельних матеріалів та може бути використане для створення суміші, призначеної для виготовлення керамічних плит. Технічний результат винаходу полягає у підвищенні міцності керамічної плитки. Суміш для виготовлення керамічної плитки містить наступні компоненти мас.%: глину 21-34; мелене скло 30,5-34; кам'яновугільну золу 25-27; нанопорошок оксиду кремнію 0,5-3; воду 10–15. 2 табл.
Пропоноване технічне рішення відноситься до галузі виробництва будівельних матеріалів і може бути використане для створення суміші, призначеної для виготовлення керамічних плит, що мають більш високу міцність порівняно з аналогами.
Аналогічні технічні рішення відомі див., наприклад, опис винаходу Україна до патенту №2425003, в якому охарактеризована сировинна суміш для виготовлення облицювальної керамічної плитки, що містить нижченаведене співвідношення компонентів, мас.%:
| кам'яновугільна зола | 49…51 |
| глина | 2,0…3,0 |
| кварцевий пісок | 11,0 ... 13,0 |
| склобій мелений | 15,0 ... 17,0 |
| рідке скло | 16,0 ... 21,0 |
| вода | інше |
Загальними ознаками пропонованого технічного рішення та вищеохарактеризованого технічного рішення є:
Відомо аналогічне технічне рішення див. опис винаходу Україна до патенту №2420485, яке обрано в якості найближчого аналога, прототипу, що містить нижченаведене співвідношення компонентів, мас. %:
| компоненти: мас, % кам'яновугільна зола | 34,5 ... 37,5 |
| глина | 60…64 |
| кварцевий пісок | 11,0 ... 13,0 |
| скловолокно | у вигляді нарізаних |
| відрізків завдовжки | 2-7 |
| вода | інше |
Загальними ознаками пропонованого технічного рішення та прототипу є:
Технічний результат, який неможливо досягти жодним з відомих аналогічних технічних рішень, полягає у забезпеченні більш високих сил зчеплення між поверхнями частинок глини, меленого скла та кам'яновугільної золи.
Причиною неможливості досягнення вищевказаного технічного результату є те, що між поверхнями частинок глини, меленого скла і кам'яновугільної золи є нанорозмірні порожнини, заповнені водою, повітрям, які надалі при виготовленні керамічної плитки створюють нанорозмірні каверни, що значно знижують її міцність.
Враховуючи характеристику та аналіз відомих аналогічних технологічних рішень, можна зробити висновок, що завдання створення суміші для виготовлення керамічних плит, що має у складі тверді техногенні відходи та має більш високу міцність, є актуальною на сьогоднішній день.
Технічний результат, зазначений вище, досягається тим, що суміш для виготовлення керамічної плитки, що містить глину, склобій мелений, кам'яновугільну золу теплових електростанцій (попередньо просіяну і минулу радіаційний контроль) і воду, вводять нанопорошок оксиду кремнію при наступних співвідношеннях компонентів, мас. %:
| глина | 21…34 |
| склобій мелений | 30,5…34 |
| попел | 25…27 |
| нанопорошок оксиду кремнію | 0,5…3 |
| вода | 10…15 |
Використання нанопорошку оксиду кремнію в сумішівиготовлення керамічної плитки, разом з глиною, склобоєм меленим з крупністю частинок менше 1 мкм, кам'яновугільною золою і водою в процесі їх перемішування, створює рівномірний розподіл частинок за обсягом, що забезпечує в подальшому отримання керамічних плит з більш високою міцністю (порівняно, наприклад , з керамогранітом) та низьким водопоглинанням, що зумовлює високу морозостійкість. У чому й проявляється досягнення вищезазначеного технічного результату.
При цьому необхідно зазначити, що використання глини більше 34 мас.% призводить до її неефективного використання (перевитрати) і зниження фізико-хімічних параметрів готової суміші (наприклад, міцності), а використання глини менше 21 мас.% призводить до недостатньої кількості глини, щоб отримати суміш для керамічної плитки з необхідною високою міцністю.
Використання меленого скла (з крупністю частинок менше 1 мкм) більше 34 мас.% призводить до його перевитрати і великих цінових витрат, а використання меленого скла менше 30,5 мас.% призводить до зниження фізико-хімічних параметрів готового продукту.
Використання кам'яновугільної золи більше 27 мас.% призводить до недостатньо високого зчеплення частинок з меленим склом, а використання кам'яновугільної золи менше 25 мас.% призводить до перевитрати наповнювача, у вигляді меленого скла, і підвищення вартості керамічної плитки.
Використання нанопорошку оксиду кремнію більше 3 мас.% призводить до перевитрати оксиду кремнію, що економічно не доцільно, а використання оксиду кремнію менше 0,5 мас.% призводить до недостатнього заповнення простору між частинками меленого скла, кам'яновугільної золи та глини і як наслідок цього , до нижчої міцності керамічної плитки, виготовленої зпропонованої суміші.
Використання води більше 15 мас.% призводить до перевитрати води та непродуктивних витрат при її видаленні в процесі виготовлення керамічної плитки, а використання води менше 10 мас.% не призводить до утворення однорідної суспензії.
Таким чином, з наведених вище обґрунтованих граничних значень компонентів пропонованої суміші для виготовлення керамічної плитки слід, що технічний результат досягається тільки в діапазоні граничних значень і не досягається за його межами.
Проведений аналіз відомих технічних рішень показав, що жодне з них не містить як усієї сукупності, так і відмінних ознак пропонованого до патентування технічного рішення, що дозволило зробити висновок про наявність критеріїв патентоспроможності "новизна" та "винахідницький рівень".
Для підтвердження досягнення вищевказаного технічного результату пропонованої суміші для виготовлення керамічної плитки було підготовлено та випробувано три серії зразків (див. додаток 1, таблиці - 1, 2 з результатами проведених випробувань).
- склобій мелений - 30,5 мас. %;
- кам'яновугільна зола – 25 мас. %;
- нанопорошок оксиду кремнію – 0,5 мас. %;