КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА
CERAMIC MIXTURE

Керамическая масса может быть использована в производстве керамической плитки для внутренней облицовки, производимой по технологии однократного обжига. Керамическая масса содержит глину, щелочной необогащенный каолин, полевой шпат, фаянсовый бой. Введение в массу щелочного каолина и полевого шпата позволяет обеспечить снижение себестоимости и интенсификацию процесса спекания, а также повысить технико-эксплуатационные характеристики продукции. Данная масса содержит в своем составе доступные и широко распространенные компоненты (табл.1).
Изобретение относится к керамической промышленности, а именно к производству керамической плитки для внутренней облицовки методом однократного обжига.
Наиболее близкой к предлагаемой является масса [1], принимаемая за прототип, включающая в себя (% по массе):
глина 25-30;
каолин 14-18;
песок кварцевый 10-12;
череп фаянсовый 16-20;
нефелин-сиенит 4,5-5,5;
доломит 2-4;
сода кальцинированная 0,1-0,2;
жидкое стекло 7,3-8,4;
известь 6-8;
пемза 3-6.
Недостатком данной керамической массы является повышенная себестоимость вследствие использования дорогостоящего сырьевого материала - каолина, многокомпонентность, что предопределяет технологические трудности при ее внедрении в производство. Кроме того, нефелин-сиенит, основные месторождения которого находятся на большом расстоянии от керамических заводов, содержит значительное количество примесей и зачастую имеет повышенное содержание оксидов железа, что приводит к ухудшению эстетико-потребительских свойств плитки. Введение в состав массы доломита может негативно сказаться на эстетических свойствах плитки, в частности, вызвать микронаколы не глазурном покрытии, связанные с диссоциацией карбоната кальция, входящего в состав доломита. Помимо этого, наличие карбонатных веществ предопределяет повышение открытой пористости при обжиге, что влечет за собой перерасход дорогостоящих глазури и ангоба. Кроме того, предел прочности при изгибе, равный 30-40 МПа, является избыточным для данного строительного материала, что существенно затрудняет его монтаж.
Целью изобретения является значительное снижение себестоимости керамической массы не только за счет дешевого сырья, но и за счет применения технологии однократного обжига, интерес к которой, в связи с ростом цен на энергоносители, постоянно растет. Керамическая плитка производится по технологии однократного обжига, что подразумевает нанесение декоративного покрытия на высушенный сырец и дальнейший его политой обжиг.
Введение в массу необогащенного щелочного каолина также позволяет снизить себестоимость продукции, так как данный компонент существенно отличается от традиционного каолина минералогическим составом, содержит большее количество щелочных и щелочноземельных оксидов, интенсифицирующих процесс спекания (табл.2). Интенсификация спекания достигается также за счет содержания в щелочном необогащенном каолине повышенного количества полевого шпата - ортоклаза, который является плавнем. Кроме того, щелочной каолин обладает достаточно низкой стоимостью, а его месторождения - достаточным запасом.
В качестве плавня используется полевой шпат, который является алюмосиликатным компонентом и за счет взаимодействия со щелочным каолином существенно повышает степень спекания. Полевой шпат оказывает комплексное воздействие на керамическую массу, снижая ее пластичность и, как следствие, - усадку и деформативность черепка при обжиге.
Разработанная керамическая масса включает в себя (% по массе): глину (58), щелочной каолин (20-25), полевой шпат (12-17), череп фаянсовый (5).
Приготовление массы осуществлялось шликерным способом в шаровой мельнице с соотношением мелющие тела / материал - 2/1. Помол осуществлялся до остатка на сите № 0063 не более 5,5%. Приготовление пресс-порошка осуществлялось в лабораторном сушильном шкафу СНОЛ - 3,5.3,5.3,5/3М, при температуре 105-110°C. Максимальная крупность зерен пресс-порошка не превышала 1 мм, влажность составляла 5,5%. Прессование производилось на лабораторном гидравлическом прессе. После чего осуществлялось ангобирование и глазурование. Цикл обжига составлял 30 минут при максимальной температуре 1100°C.
Предлагаемый состав керамической массы позволяет получать облицовочную плитку с характеристиками (табл.3), которые удовлетворяют всем требованиям нормативной документации, и существенно снизить себестоимость готовой продукции.
Источники информации
1. АС № 2306295, C04B 33/13, 2006.
Таблица 1
Составы керамических масс
Наименование компонента
Содержание в шихтах, % по массе
Предлагаемый вариант
Прототип
1
2
Глина
58
58
25-30
Каолин
-
-
14-18
Песок кварцевый
-
-
10-12
Череп фаянсовый
5
5
16-20
Нефелин-сиенит
-
-
4,5-5,5
Доломит
-
-
2-4
Сода кальцинированная
-
-
0,1-0,2
Жидкое стекло
-
-
7,3-8,4
Известь
-
-
6-8
Пемза
-
-
3-6
Щелочной необогащенный каолин
20
25
-
Полевой шпат
17
12
-
Таблица 2
Химический состав используемых сырьевых материалов
Материалы
Массовое соде
ржание, %
Сумма
SiO<sub>2</sub>
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
TiO<sub>2</sub>
CaO
MgO
K<sub>2</sub>O+Na<sub>2</sub>O
П.П.П.
Глина
64,22
2,80
20,16
1,20
1,24
1,00
2,78
6,60
100,00
Щелочной каолин
64,63
0,39
16,87
0,30
0,50
0,40
11,05
5,86
100,00
Полевой шпат
69,18
0,18
17,30
0
1,00
0,20
11,97
0,17
100,00
Таблица 3
Послеобжиговые свойства керамической плитки
Наименование характеристик
Показатели характеристик обожженного черепка
1
2
Усадка, %
0,75
0,80
Механическая прочность на изгиб, σ<sub>изг</sub>, МПа
20,64
21,40
Водопоглощение, %
14,70
13,80