КЕРАМИЧЕСКАЯ МАССА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБЛИЦОВОЧНОЙ ПЛИТКИ
CERAMIC MIXTURE FOR MAKING FACING TILE

Изобретение относится к области технологии силикатов и касается составов керамических масс, которые могут быть использованы для изготовления облицовочной плитки.
Известна шихта для изготовления керамических стеновых и облицовочных изделий включающая следующие компоненты, мас.%: сульфат натрия десятиводный 1,0-3,0, известь 1,0-2,0, кремнезем - остальное (патент РФ №2085541 С1, дата приоритета 26.04.1993, дата публикации 27.07.1997, авторы Гладких Ю.П. и др., RU).
Недостатком известного аналога является высокое водопоглощение - 13-16,5%.
Известен состав, используемый для изготовления лицевой керамики, содержащий, мас.%: закарбонизованный суглинок - 94,0-97,0; сульфатное мыло - 3,0-6,0 (патент РФ №2317275 С1, дата приоритета 17.07.2006, дата публикации 20.02.2008, авторы Лохова Н.А. и др., RU).
Недостатком аналога является низкая морозостойкость и высокое водопоглощение.
Известна керамическая масса для изготовления плит, принятая в качестве прототипа, включающая диопсид, эгириновый концентрат, жидкое стекло и глину при следующем соотношении компонентов, мас.%: диопсид - 1-85; эгириновый концентрат - 1-85; жидкое стекло - 1-10; глина - 5-50 (патент РФ №2072337 С1, дата приоритета 17.08.1993, дата публикации 27.01.1997, авторы Назимова Е.К. и др., RU, прототип).
Недостатком прототипа является высокий показатель усадки - 0,10-0,40%.
Задача изобретения - повышение морозостойкости и уменьшение усадки изделий.
Для решения поставленной задачи керамическая масса для изготовления облицовочной плитки, включающая диопсид, глину и жидкое стекло, согласно изобретению, содержит диопсид с дисперсностью 150 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%: диопсид указанной дисперсности - 75,0-85,0; глина -5,0-10,0; жидкое стекло - 10,0-15,0.
Химический состав компонентов, используемых в составах предлагаемых сырьевых смесей, приведен в таблице 1.
Таблица 1
Химический состав компонентов
Массовая доля, %
Диопсид
SiO<sub>2</sub>
ТЮ<sub>2</sub>
A1<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
СаО
MgO
Na<sub>2</sub>O
K<sub>2</sub>O
54,41
0,01
1,2
0,65
26,21
17,31
0,17
0,04
Глина
73,16
0,6
21,31
1,40
0,51
1,01
-
2,01
Жидкое стекло
74,7
-
-
-
-
-
25,3
-
Диопсид представляет собой продукт обогащения Бурутуйского месторождения Слюдянской группы Южного Прибайкалья. Содержание диопсида в продукте достигает 80%. К основным примесным минералам относится кварц. В исследованиях использовался концентрат дисперсностью - 150 микрон.
Жидкое стекло использовалось как технологическая связка при формовании изделий и как компонент, активизирующий спекание керамических масс.
Глина вводилась в составы для увеличения пластичности при формовании изделий.
Составы предлагаемой керамической массы приведены в таблице 2.
Таблица 2
Компонентный состав исследованных керамических масс, %
Компонент
Обозначение массы
1
2
3
4
Диопсид дисперсностью 150 мкм
75
80
80
85
Компановская глина
10
10
5
-
Жидкое стекло
15
10
15
15
Керамическую массу для изготовления облицовочной плитки получают по следующей технологии. Из компонентов приготовляют пресс-порошки с влажностью 10%, из которых полусухим способом прессуют образцы при удельном давлении 20 МПа. Полученный сырец подвергают сушке при температуре 100-110°С и обжигу при 1000-1100°С.
Пример 1. Приготовляют керамическую массу, содержащую диопсид с дисперсностью 150 мкм, компановскую глину, жидкое стекло в следующих соотношениях, мас.%: диопсид - 80,0; компановская глина - 10,0; жидкое стекло - 10,0.
Физико-механические свойства плиток приведены в таблице 3.
Из табл.3 следует, что использование изобретения позволяет получать керамические изделия из малокомпонентных масс с использованием диопсида дисперсностью 150 мкм с высокими физико-механическими свойствами и малой огневой усадкой. Введение в керамическую массу диопсида дисперсностью менее или более 150 мкм приводит к снижению прочностных характеристик образца и увеличению его водопоглощения.
Технический результат заключается в том, что керамическая масса, содержащая 75-85% диопсида с дисперсностю - 150 микрон, в композиции с жидким стеклом 10-15% и глиной 5-10%, обеспечивает безусадочное спекание материала до 1200°С. При этом водопоглощение после обжига 1000-1050°С не превышает 6%, прочность при изгибе составляет 17-18 МПа, а морозостойкость превышает 50 циклов.
Незначительная усадка обусловлена тем, что в процессе спекания наряду с появлением жидкой фазы, за счет плавления минералов глины (альбита) и жидкого стекла, отмечается рост кристаллов диопсида. Это обеспечивает при формировании структуры образование жесткого каркаса, сохраняющего линейные размеры образца в процессе термической обработки. Данный результат достигается вводом диопсида дисперсностью - 150 микрон. Созданная таким образом структура керамического черепка, объединенная стеклофазой и игольчатой конструкцией диопсида, позволяет получать изделия с высокими физико-механическими свойствами, малой усадкой и большой морозостойкостью.