способ устранения сульфатных высолов на поверхности керамических облицовочных изделий
Классы МПК: | C04B33/08 предотвращение выцветов |
Автор(ы): | Чумаченко Н.Г., Арбузов П.А. |
Патентообладатель(и): | Самарская государственная архитектурно-строительная академия |
Приоритеты: |
подача заявки:
1996-07-02 публикация патента:
27.09.1998 |
Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к производству керамических кирпича, камней, блоков, черепицы, плитки, и позволяет полностью устранить высолы на поверхности облицовочных изделий. Способ заключается в том, что в сырьевую шихту вводят высокоглиноземистый цемент в количестве 0,5 - 2,0 мас.% от массы шихты или 100 - 200 % от содержания SO3 в шихте, формуют заготовки, сушат и обжигают. 3 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
Способ устранения сульфатных высолов на поверхности керамических облицовочных изделий путем введения в сырьевую шихту добавки, формования, сушки и обжига, отличающийся тем, что в качестве добавки в шихту вводят высокоглиноземистый цемент в количестве 0,5 - 2,0 мас.% от массы шихты или 100 - 200 % от содержания SO3 в шихте.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к промышленности строительных материалов и позволяет получать керамические изделия (керамические кирпич, камни, блоки, черепицу, плитку) преимущественно на основе красножгущихся глин. Одним из основных источников образования высолов на поверхности керамических изделий являются растворимые сульфатные соли в составе формовочной массы. В процессе сушки водорастворимые соли выносятся влагой на поверхность сырца, где и отлагаются. При обжиге они закрепляются на поверхности и становятся заметными на фоне естественной окраски черепка в виде белых и цветных пятен, делая лицевые поверхности изделий неоднотонными. Известен способ устранения сульфатных высолов [1], предусматривающий введение добавки тонкомолотого кварцевополевошпатового песка, измельченного в вибромельнице, в количестве 10-15% совместно с угольной пылью (6-7 мас.%) или без нее. Недостатки данного способа: не обеспечивает полного устранения высолов, а только уменьшает их; имеет ограниченную область применения только для лессов и лессовидных пород. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ предотвращения сульфатных высолов за счет введения в шихту соединений бария (прототип) [2], связывающих содержащиеся в формовочной массе растворимые сульфатные соли в нерастворимую соль сернокислого бария. В качестве барийсодержащих добавок применяют разные соединения: BaCO3, Ba(HCO3)2, Ba(OH)2

CaSO4 + BaCO3 _______

CaSO4+ Ba(OH)2


CaSO4+ BaCl2


CaSO4 + BaF _________

Образование в ходе реакций новых растворимых соединений [Ca(OH)2, CaCl2, CaF2] не гарантирует отсутствие высолов на поверхности обожженных керамических изделий. В присутствии CaCO3 в глиномассе может происходить следующая обменная реакция с образованием BaCO3:

При этом BaCO3 может сплавиться с черепком, а CaSO4 - образовать высолы на обоженном кирпиче. Следовательно, введение солей бария в глины с высоким содержанием карбонатов нецелесообразно. Общим недостатками данного способа являются: ограниченная область применения, т. к. добавка солей бария не дает должного эффекта для глинистых пород с большим содержанием карбоната кальция [2, 4, 5]; имеется вторичное загрязнение окружающей среды при обжиге за счет диссоциации, например, CaCl2, CaF2 (3,4) и выделения хлоридов и фторидов; возможно образование вторичных высолов за счет образования новых растворимых соединений, например, Ca(OH)2 (2). Кроме того, разные способы введения добавок имеют свои недостатки: при использовании сухого порошка не достигается равномерно его распределение в массе, что приводит к образованию местных высолов на поверхности изделий или к перерасходу добавки; при введении добавки в виде суспензии осложняется технология за счет дополнительного приготовления ее и стабилизации. Целью изобретения является полное устранение высолов на керамических облицовочных изделиях, изготовленных из формовочной массы, содержащей соли растворимых сульфатов, на основе любого глинистого сырья. Указанная цель достигается тем, что в способе, включающем введение в шихту добавки, связывающей содержащиеся в формовочной массе растворимые сульфатные соли в нерастворимые соединения, формование, сушку и обжиг, в качестве добавки используют высокоглиноземистый цемент (ВГЦ) в количестве 0,5 - 2,0 мас.% от массы шихты (глины, глиносодержащего сырья или смеси глиносодержащего сырья и отощителя). Устранение высолов обеспечивается за счет следующих факторов. Растворимые соли сульфатов в воде диссоциируют, например, на CaSO4 _____




Взаимодействуя таким образом с растворимыми сульфатами, гидроалюминаты будут задерживать соли во внутренних слоях изделий, не допуская образования высолов на поверхности. С учетом молекулярных масс взаимодействующих по реакции (6) компонентов - 201 и 288, для образования гидросульфоалюмината кальция, содержание вводимых алюминатов должно приближаться к содержанию

78% - беложгущейся глины (г. Чапаевск);
22% - красножгущейся глины Воздвиженского месторождения. Обе глины имеют значительное содержание карбонатов, содержание которых подтверждается интенсивным вскипанием при действии HCl. На поверхности кирпича имеются высолы за счет наличия сульфатов в сырьевой шихте. Химические составы сырьевых компонентов приведены в табл. 2. Общее содержание сульфатов в пересчете на SO3 в шихте составляет

35% беложгущейся глины (г. Чапаевск Самарской обл.);
58% глины Даниловского месторождения;
7% фосфорного шлака. Глина Даниловского месторождения содержит карбонатные примеси и включения. Химический состав приведен в табл. 2. Общее содержание сульфатов в шихте в пересчете на SO3 составляет 0,78%
Составы шихт, способ формирования, сушки и обжига аналогичны изложенным в примере 1. Результаты представлены в табл. 3. Как видно из таблицы, при введении 0,78 - 3,0% ВГЦ (100-256% ВГЦ от содержания SO3 в шихте) высолы полностью устранены. Введение BaCO3 (прототип) только уменьшает интенсивность образования высолов, что связано с наличием в сырье карбонатных примесей и включений. Полученные данные позволяют утверждать, что добавка ВГЦ полностью устраняет высолы и оптимальным количеством является 0,5 - 2,0 мас.%. Источники информации:
1. 147514 (СССР), кл. 80в, 1201. Способ изготовления обожженного кирпича из лессов и лессовидных пород/ С.Ф.Лозицкий, К.Ш.Шатемиров. - Бюл. N 10 // Бюллетень изобретений, 1962. 2. Зальманг Г. Физико-химические основы керамики. -М.:Госстройиздат, 1959, - С. 90-91. 3. Адамова Ю.С., Шапошникова А.Н., Причины появления выцветов на облицовочных изделиях // Труды НИИСтройкерамики. М., 1952, вып. 6, с. 22-48. 4. Философов П. С. Сульфатная коррозия керамических изделий // Местные строительные материалы, 1947, N 6. 5. Соколов Я. А., Якопсон Т.С., Большухин В.П. Использование баритовых отходов для связывания растворимых солей в глинах // Стекло и керамика, 1965, N 10, с.35-37. 6. Кузнецова Т.В. Алюминатные и сульфоалюминатные цементы. - М.: Стройиздат, 1986, с.39,50.
Класс C04B33/08 предотвращение выцветов