Покрытие для лицевой отделки керамического кирпича

 

Использование: производство, а именно цветного декоративно-облицовочного кирпича, при нанесении на любой кирпич - сырец из различных видов глинистого сырья, с последующим обжигом при t =960 - 1000 С. Сущность: покрытие отличается от известных тем, что в качестве связующего компонента до обжига используется силикат натрия в виде натриевого жидкого стекла плотностью 1,25 - 1,3 г/см³, а в качестве плавня - наполнителя карбонат кальция в виде мрамора, мраморного шлама или известняка. Эти компоненты еще до обжига обеспечивают хорошее сцепление остальных компонентов с поверхностью кирпича-сырца, не влияют на цветность покрытия. Состав покрытия имеет следующее соотношение компонентов, мас.%: стекло 43,5 - 46,5, жидкое стекло 52 -53, карбонат кальция 1,5 - 3,5. Для получения покрытий различной цветовой гаммы используются цветные глушеные стекла и красители, например, покрытие следующего состава, мас. %: стекло белое глушеное 43,5, карбонат кальция 3,5, жидкое стекло 52, медный купорос 1,0 -дает при обжиге голубую поверхность. Покрытие долговечно, химически устойчиво, морозостойко. 1 з. п. ф-лы.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, к составам покрытий лицевой стеновой керамики, а именно к производству цветного декоративно-облицовочного кирпича, применяемого для строительства и облицовки зданий и сооружений.

Известен ангоб, близкий по результату к предлагаемому, включающий следующие сырьевые компоненты, мас.

Глина беложгущаяся, тугоплавкая 2,85 Каолин 2,00 Отходы стеклово- локна Новгородского стекольного завода 85,00 Хлористый натрий 10,00 Краситель минераль- ный ВК-42 0,15.

Цвет покрытия светло-голубой.

Ангоб готовится следующим образом. Отходы стекловолокна изменяются в шаровой мельнице сухого помола до остатка на сите 140 отв./см² 0,2-2,0% затем подготавливают смесь стекловолокна с другими компонентами и производят помол ее до остатка на сите 10000 отв./см² 1,42-1,5% Недостатками данного состава, затрудняющими его повсеместное применение, являются: наличие в составе беложгущихся, тугоплавких глин и каолинов, месторождения которых очень редки, дефицитность и высокая стоимость остальных компонентов, а также необходимость энергоемкого тонкого помола.

Ближайшим аналогом-прототипом к предлагаемому покрытию является безфритовая глазурь, содержащая (мас.) стеклобой тарный или оконный 60-90, каолин 5-20 и, например, силикат натрия 5-20.

Данная безфриттовая глазурь предназначена для производства глазурованной облицовочной керамической плитки, изготавливаемой из качественного глинистого сырья, состоящего обычно из пластичных глин, которые, как правило, тщательно измельчаются мокрым помолом в шаровых мельницах с добавками различных стеклосодержащих компонентов, поэму отформованная плитка имеет плотную структуру и температурный коэффициент линейного расширения получаемой после обжига керамики близок к коэффициенту глазури, и покрытие имеет хорошее сцепление с керамикой. Однако при нанесении данной глазури на сушеный кирпич/сырец после обжига покрытие отслаивается, то есть не имеет сцепления с поверхностью кирпича. Это объясняется тем, что сушеный кирпич/сырец обладает большим количеством микропор, так как он состоит из грубой глинистой массы с различными выгорающими добавками. Роль связующих компонентов до обжига в данном составе выполняют каолин и вода. Силикат натрия в виде порошка из силикат-глыбы не оказывает существенного влияния как вяжущий компонент, так как при перемешивании состава его части лишь на поверхности химически взаимодействуют с водой, внутри оставаясь твердым веществом, тогда как процесс образования жидкого стекла из силикат-глыбы с его клеющими свойствами происходит в течение длительного периода при нагреве с большим количеством воды.

Аналогичным образом взаимодействует с водой и каолин, это приводит к тому, что часть воды по капиллярам мгновенно отходит в глубь массы кирпича, и промежуточного, переходного слоя пронизанного стеклосодержащими компонентами не образуется. Поэтому после нанесения на сушеный кирпич-сырец эти составы моментально обезвоживаются и после дальнейшего обжига не имеют сцепления с поверхностью кирпича. При нанесении покрытия на несушеный кирпич/сырец капилляры кирпича заполнены водой, глазурь не обезвоживается, но промежуточного слоя также не образуется, так как покрытие высыхает быстрее, что приводит к тому же результату. Нанесение состава глазури на обоженный кирпич и повторный обжиг кирпича с покрытием вызовет дополнительные трудо-энергозатраты, что экономически нецелесообразно из-за высокой себестоимости изделий. Наличие в составе каолина, как уже указывалось выше, вызовет значительное удорожание глазури из-за транспортных расходов, а также каолин будет оказывать влияние на цветность покрытия.

Указанные недостатки известных аналогов и безфриттовых глазурей, близких по составу или по результату к предлагаемому покрытию, затрудняют применение их в качестве покрытия для керамического кирпича.

Целью изобретения является получение универсальных составов покрытия, предназначенных для нанесения на любой кирпич-сырец из различных видов глинистого сырья, в том числе на кирпич-сырец, получаемый из отходов углеобогащения, при различных технологиях его изготовления, малокомпонентность, недифицитность и относительно невысокая стоимость сырья для них, простота приготовления смеси, получение прочных морозостойких и химически стойких покрытий с разнообразным декоративно-облицовочным эффектом.

В рассматриваемом покрытии для керамического кирпича, содержащем такие известные компоненты, как стекло, силикат натрия, связующее и наполнитель, поставленная цель достигается тем, что в качестве силиката натрия используется натриевое жидкое стекло, в отличии от аналога-прототипа, где применяется силикат-глыба, а в качестве наполнителя и плавня карбонат кальция, а также процентным содержанием компонентов покрытия, мас.

Стекло 43,5-46,5
Жидкое стеклонат-
риевое плотностью
1,25-1,3 г/см³ 52,0-53,0
Карбонат кальция 1,5-3,5.

Данный состав при обжиге позволяет получить бесцветное стеклокристаллическое покрытие керамического кирпича при использовании обычного прозрачного неглушенного строительного стекла. В случае использования глушеных цветных стекол, или вводя в состав красители, возможно получение покрытий различной цветовой гаммы от темных до светлых тонов. Ниже приведены конкретные составы таких покрытий:
Состав 1.

Глушеное стекло
белое фр. не более
0,14 мм 43,5%
Жидкое стекло
натриевое плотностью
1,25-1,3 г/см³ 52,0%
Карбонат кальция
в виде мраморного
шлама, мрамора
или известняка фр.

не более 0,14 мм 3,5%
Медный купорос
фр. не более 0,63 мм 1,0%
Цвет получаемого покрытия голубой.

Состав 2.

Стекло черное
глушеное фр.

не более 0,14 мм 45,0%
Жидкое стекло
натриевое плотностью
1,25-1,3 г/см³ 53,0%
Карбонат кальция
в виде мраморного
шлама, мрамора
или известняка фр.

не более 0,14 2,0%
Цвет получаемого покрытия коричневый.

Заявляемые составы отличаются от известных тем, что в качестве связующего компонента до обжига здесь используется силикат натрия в виде натриевого жидкого стекла, которое имеет плотность большую, чем вода, что обеспечивает нахождение во взвешенном состоянии более крупных частиц других компонентов в жидкой фазе, что в свою очередь позволяет значительно уменьшить время помола сухих компонентов.

Совместно с добавкой карбоната кальция жидкое стекло быстро схватывается с остальными компонентами и поверхностью кирпича, создает еще до обжига устойчивое, достаточно прочное покрытие, которое в отличии от аналогов не отслаивается и не отлетает при различных технологических перемещениях.

Это происходит потому, что кирпич/сырец, как уже указывалось, обладает большим количеством микропор. Силикат натрия в виде жидкого стекла химически связан с водой и, имея плотность большую, чем вода, а также химически взаимодействуя с карбонатом кальция, что характеризуется более быстрым процессом схватывания жидкого стекла, проникает в поры кирпича-сырца на определенную ограниченную глубину, создавая тем самым промежуточный каркасный слой толщиной около 1 мм, пронизанный стеклосодержащими компонентами, что хорошо видно под микроскопом, который имеет температурный коэффициент линейного расширения более близкий к коэффициенту покрытия.

Жидкое стекло при термической обработке не оказывает существенного влияния на цветность покрытия, в отличии от использования в качестве связки различных глин и каолинов. Наличие в составе покрытия добавки карбоната кальция в виде известняка, мрамора или мраморного шлама в сочетании с жидким стеклом и другими компонентами повышает прочность к истиранию покрытия, стойкость против пищевых кислот и выветривания. Карбонат кальция при t^o= 800-900^оС разлагается на CaO и углекислый газ. СaO, находясь в тонкодисперсном состоянии в контакте с другими компонентами, дает при обжиге легкоплавкие соединения (эвтектики), что способствует получению более качественных гладких и блестящих покрытий, а также лучшему сцеплению (адгезии) покрытия с поверхностью керамики из различных видов глинистого сырья.

Смесь для получения покрытия приготавливается следующими способами.

1. На векторных заводах по производству стекла при дроблении стекла на стеклогранулят на циклонах накапливается стеклянная пыль, которая может быть использована без дополнительной переработки для приготовления состава покрытия. Мраморный шлам, отход при распиловке мраморных плит, высушивается и просеивается сквозь сито размером 0,14 мм. Краситель может растворяться в воде и добавляться вместе с водой при разведении жидкого стекла до плотности 1,25-1,3 г/см³ или же вводится в виде порошка в сухую смесь.

2. Компоненты измельчаются совместным сухим помолом до фракции не более 0,14 мм в шаровой мельнице. Смесь сухих компонентов затворяется жидким стеклом в стандартных смесителях и перемешивается.

Полученная смесь наносится на сушеный или несушеный кирпич-сырец, где и как удобнее по технологии кирпичного завода, методом пульверизации, затем по общей технологии изготовления кирпича либо сушится, затем обжигается, либо сразу обжигается с кирпичом при температуре 960-100^оС.

Данные составы покрытий опробованы лабораторно в печах с электрическими нагревателями на кирпичах-сырцах с нескольких заводов, а также на ряде кирпичных заводов Кузбасса, работающих на газообразном топливе. На Мазуровском заводе стеновых керамических материалов г. Кемерово выпущена опытная партия цветного кирпича и начало его производства.

Состав покрытия N 2 рекомендуется использовать на заводах с окислительной средой в печах, так как в газообразных (восстановительных) средах он обесцвечивается.

Декоративно-облицовочный кирпич, изготовленный по данной технологии на кирпичных заводах, испытывался на морозостойкость по ГОСТ 7025-78 "Материалы стеновые и облицовочные" и выдержал более 35 циклов, что соответствует кирпичу высшей категории качества по ГОСТ 7484-78 "Кирпич и камни керамические "лицевые". А также прошел испытание на химическую стойкость глазури по ГОСТ 2180-86.

Себестоимость готового покрытия составляет 20% от стоимости кирпича в ценах на 1.10.93 г. Ориентировочная прибыль от реализации декоративно-облицовочного кирпича составляет 60-70 млн.руб. на 1 млн. шт кирпича.

Полученный таким образом лицевой кирпич может использоваться для строительства и одновременной облицовки внутренних и внешних стен зданий и сооружений, для создания оригинальных архитектурных решений, а также для отделки каминов.

Формула изобретения

1. ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ЛИЦЕВОЙ ОТДЕЛКИ КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА, включающее молотое стекло, связующее и наполнитель, отличающееся тем, что в качестве связующего используют жидкое стекло натриевое плотностью 1,25 1,3 г/см³, а в качестве наполнителя карбонат кальция при следующем соотношении компонентов, мас.

Молотое стекло 43,5 46,5
Жидкое стекло натриевое 52,0 53,0
Карбонат кальция 1,5 3,5
2. Покрытие по п. 1, отличающееся тем, что для получения покрытия голубого цвета оно дополнительно содержит медный купорос, а стекло белое глушеное при соотношении компонентов, мас.

Стекло белое глушеное 43,5 46,0
Жидкое стекло натриевое 52,0 53,0
Карбонат кальция 1,5 3,5
Медный купорос До 1,5