КИРПИЧНАЯ ГЛАЗУРЬ
GLASE FOR BRICKS

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и касается составов глазурей для нанесения на керамический кирпич из трепела, предназначенный для выполнения конструкционных и декоративных функций, для отделки внутренних стен вестибюлей, лестничных клеток, переходов, интерьеров отдельных архитектурных элементов зданий и фасадов.
Известен состав глазурной массы, приведенный в способе получения глазурованного кирпича, для нанесения ее в виде слоя на предварительно обожженный кирпич и обжиг (см. патент РФ №2231511 «Способ получения глазурованного кирпича» заявл. 2003.03.31, опубл. 2004.06.27, МПК С04В 41/86, С04В 33/14, С04В 33/32).
2
2
3
2
3
2
2
В известном способе глазурную массу готовят следующего состава, мас.%: SiO 46,0-52,0; АlO 7,0-14,0; ВO 12,0-14,0; NaO 6,0-7,5; KO 5,0-6,0; MgO 1,5-2,5; SrO 8.0-12,0.
Недостатком известного состава глазурованной массы является недостаточное качество глазури из-за непрочного сцепления глазури с керамическим кирпичом из трепела, которое выражается в образовании сетки трещин в глазурном слое или отскакивании глазури от кирпича после обжига и охлаждения.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является состав глазури по патенту РФ №2301217 «Кирпичная глазурь» заявл. 2006.02.08, опубл. 2007.06.20, МПК С04В 41/86.
Кирпичная глазурь, по данному патенту, включает легкоплавкую глину, мел, свинцовый глет, пиролюзит, металлургический шлак, стеклобой при следующем соотношении компонентов, вес.ч.: легкоплавкая глина 90-100; мел 10-15; свинцовый глет 40-50; пиролюзит 6-10; металлургический шлак 10-30; стеклобой 10-15.
Недостатком известной кирпичной глазури является недостаточное качество из-за непрочного сцепления глазури с керамическим кирпичом из трепела, которое выражается в образовании сетки трещин в глазурном слое или отскакивании глазури от кирпича после обжига и охлаждения.
Целью заявленного технического решения является повышение качества глазури за счет создания прочного сцепления глазури с керамическим кирпичом из трепела.
Указанная цель достигается тем, что кирпичная глазурь, включающая легкоплавкую глину, мел, свинцовый глет, пиролюзит, металлургический шлак, стеклобой, согласно изобретению дополнительно содержит трепел при следующем соотношении компонентов, вес.ч.:
легкоплавкая глина
60-70
мел
10-15
свинцовый глет
40-50
пиролюзит
6-10
металлургический шлак
10-30
стеклобой
10-15
трепел
30-35
3
Трепел - тонкопористая опаловая осадочная горная порода, рыхлая или слабосцементированная, очень легкая. По физико-химическим свойствам трепел аналогичен диатомиту, но содержит мало или почти лишен органических остатков. Сложен преимущественно мелкими сферическими опаловыми, иногда халцедоновыми тельцами (глобулями) размером 0.01-0,02 мм. Обычно в небольшом количестве содержит глинистое вещество, зерна глауконита, кварца, полевых шпатов. Цвет от белого и сероватого до бурового, красного и черного. Плотность трепела 2000-3000 кг·м, пористость 60,2-64%; твердость 1-3.
Залежи трепела известны среди морских отложений мела, реже среди палеогеновых и каменноугольных. Происхождение, вероятно, биохимическое. Подобно диатомиту, трепел применяется как изоляционный, фильтровальный, абразивный, строительный материал, а также используется в качестве поглотителя, катализатора, наполнителя, адсорбента (см. Яндекс. Словари: Трепел. Большая советская энциклопедия).
Кирпичную глазурь получают следующим образом.
Подготавливают и дозируют компоненты кирпичной глазури, например 70 кг легкоплавкой глины (используемой в производстве кирпича из трепела, подлежащего глазурованию), 15 кг мела, 40 кг свинцового глета, 10 кг пиролюзита, 10 кг металлургического шлака, 15 кг стеклобоя (листового или тарного стекла) и 35 кг трепела.
3
В качестве металлургического шлака предпочтительно используют доменный шлак. Компоненты кирпичной глазури измельчают до полного прохождения через сито 1 мм, тщательно перемешивают и фриттуют при температуре 1200+10°С. Выдержка составляет 1 час. Расплавленную фритту гранулируют в проточной воде. Далее фритту смешивают с пигментом (1-5%), белой глиной (10%) и в шаровой мельнице в воде (70% от сухих компонентов) производят помол до фракционного состава менее 63 мкм. Плотность глазури составляет 1,6-1,7 г/см.
Поверхности кирпича: ложок, тычок и до 20% постелей, покрывают глазурью методом пульверизации. Обжиг кирпича проводят в туннельной печи. Время подъема температуры при обжиге кирпича с нанесенным слоем глазури до 700-800°С и время охлаждения суммарно составляют предпочтительно не более 4-х часов.
При таком обжиге слой глазури взаимодействует только с наружной поверхностью кирпича, в поры которого проникла глазурь. Т.к. кирпич используется обожженный, то из него влага не выделяется, и при этом способе обжига получается глазурованный кирпич из трепела с высокой сплошностью без микропор и трещин и хорошей адгезией глазури к кирпичу.
При обжиге глазурь может не расплавляться в стекловидную жидкость, а только образовывать спекшийся слой, прочно удерживающийся на поверхности кирпича. Температура обжига может выбираться в зависимости от технологии производства кирпича и свойств используемой в составе глазури глины.
Низкая температура обжига достигается благодаря тому, что заявляемая глазурь является легкоплавкой и имеет высокие коэффициенты текучести.
Коэффициенты расширения кирпича из трепела и глазурного слоя, содержащего трепел в своем составе, уравнены.
Необходимость введения трепела в глазурь в количестве 30-50 вес.ч., легкоплавкой глины 60-70 вес.ч. установлена экспериментально.
В результате получают керамический кирпич из трепела с защитно-декоративным стекловидным покрытием, имеющим цвет от темно-коричневого до черного.
Для изучения показатателей глазурованного покрытия на поверхности керамического кирпича из трепела и кирпичной глазури, описанной в патенте №2301217, были проведены испытания по ГОСТ 27180-2001 в лаборатории кирпичного производства ОАО Потанинский завод строительных материалов «Полистром» 27 ноября 2008 г. с использованием модельных составов каждой из них.
Получены образцы глазури с коэффициентом линейного расширения, равным коэффициенту расширения материала кирпича, и проведены испытания образцов с использованием четырех модельных составов следующих концентраций:
I состав - нижний предел количества компонентов, вес.ч.:
легкоплавкая глина 60;
мел 10;
свинцовый глет 50;
пиролюзит 6;
металлургический шлак 30;
стеклобой 10;
трепел 30
II состав - верхний предел количества компонентов, вес.ч.:
легкоплавкая глина 70;
мел 15;
свинцовый глет 40;
пиролюзит 10;
металлургический шлак 10;
стеклобой 15;
трепел 35
III состав - за пределами минимального количества компонентов, вес.ч.:
легкоплавкая глина 50;
мел 10;
свинцовый глет 50;
пиролюзит 6;
металлургический шлак 30;
стеклобой 10;
трепел 20
IV состав - за пределами максимального количество компонентов, вес.ч.:
легкоплавкая глина 80;
мел 15;
свинцовый глет 40;
пиролюзит 10;
металлургический шлак 10;
стеклобой 15;
трепел 40
Кирпичная глазурь, описанная в патенте №2301217, опробована в тех же лабораторных условиях с использованием двух модельных составов следующих концентраций:
№1 состав - нижний предел количества компонентов, вес.ч.:
легкоплавкая глина 90;
мел 10;
свинцовый глет 50;
пиролюзит 6;
металлургический шлак 30;
стеклобой 10
№4 состав - верхний предел количества компонентов, вес.ч.:
легкоплавкая глина 100;
мел 15;
свинцовый глет 40;
пиролюзит 10;
металлургический шлак 10;
стеклобой 15.
Результаты экспериментов приведены в таблице.
№ п/п
Показатели
Номер состава изобретения
Номер состава по патенту №2301217
I
II
III
IV
№1
№4
1
Водопоглощение слоя, %
1,56
1,44
3,12
2,86
2,14
2,58
2
Адгезионные свойства, МПа
27
27
25
27
22
23
3
Твердость лицевой поверхности по Моосу
7
7
6
7
6
7
4
Мушки, шт.
1
2
12
7
3
3
5
Морозоустойчивость, циклов не менее
50
50
50
50
50
50
6
Трещины, см\см<sup>2</sup>
-
-
0,054
0,035
0,012
0,19
7
Щербины и зазубрины, шт.
1
1
3
2
2
2
Из таблицы видно, что введение трепела в количестве ниже предельного значения приводит к возникновению мелких трещин и зазубрин, а введение трепела в количестве выше предельного значения, указанного в формуле изобретения, не улучшает качество глазури, а приводит только к неоправданному его расходу.
Полученные результаты доказывают, что в заявляемой кирпичной глазури совместное воздействие компонентов в указанном выше соотношении позволяет уравнять коэффициент теплового расширения (КТР) кирпича и глазури, позволяет избежать трещин и сколов на поверхности глазури, увеличить за счет этого долговечность и надежность глазурного покрытия в процессе эксплуатации, а также повысить морозостойкость, т.е. улучшить качество глазури, при этом кирпич обладает хорошим сцеплением глазури с поверхностью и имеет высокие декоративные качества.