способ устранения сульфатных высолов на поверхности керамического кирпича

Формула изобретения

Способ устранения сульфатных высолов на поверхности керамического кирпича за счет изменения направления влаго- и паропереноса, включающий создание на поверхности кирпича-сырца защитного слоя, отличающийся тем, что в качестве компонентов наносимого раствора используют насыщенные растворы кальцинированной соды, борной кислоты, буры и их комбинации и выходящий глиняный брус подвергают ускоренному прогреву с поверхности на глубину 0,5-1 мм до 60-80°С.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству керамических облицовочных материалов и может быть использовано для изготовления, например, лицевого керамического кирпича.

Известен способ устранения сульфатных высолов, заключающийся в нейтрализации действия растворимых солей за счет их объемного связывания и перевода в неактивное состояние, например, солями бария /Справочник по производству строительной керамики. Том 3. Стеновая и кровельная керамика. Под ред. Наумова М.М. и Нохратяна К.А. М.: Гос.изд-во лит-ры по строит., 1962, с.64-65/. Недостатками данного способа являются повышенный расход дорогостоящего и дефицитного барийсодержащего компонента (например, при содержании в глине CaSO₄ всего 0,5% на 1000 шт. кирпича потребуется ввести 29 кг углекислого бария) и усложнение массоподготовки с целью обеспечения равномерного распределения вводимой сухой добавки по объему керамической массы.

Практически аналогичными недостатками обладает способ устранения сульфатных высолов за счет введения в сырьевую шихту цемента на основе глиноземистого клинкера в количестве 0,5-1,5 мас. % от массы шихты /Чулаченко Н.Г., Евстеев С.Н. Способ устранения сульфатных высолов на поверхности керамических облицовочных изделий. Патент №2161596, БиПМ № 1, 2001/. Кроме того, процессы гидратации минералов глиноземистого цемента на стадии формования сырца и последующей дегидратации на стадии обжига изделия сопровождаются объемными изменениями, которые обусловливают опасность возникновения напряжений в формирующейся керамической структуре и уменьшения прочностных характеристик изделия.

Наиболее близким к предлагаемому является способ создания поверхностных влагозадерживающих пленок на ложковых и тычковых гранях кирпича-сырца с целью улучшения условий сушки полуфабриката за счет ослабления чувствительности к сушке кирпича-сырца (или другого керамического изделия) при неизменности чувствительности к сушке самой глины (Хигерович М.И., Байер В.Е. Производство глиняного кирпича. М.: Стройиздат, 1984, 95с.). В качестве компонентов влагоизолирующих составов использовались жидкости, характеризующиеся низкой упругостью пара (глицерин и этиленгликоль, стабилизированные растворами извести), и технические эмульсии и эмульсосуспензии типа “вода в масле”, в том числе со взвешенными минеральными частицами (нефтеизвестковая эмульсосуспензия, мазутно-водная и битумная эмульсии, эмульгированные кубовые остатки синтетических жирных кислот). Недостаками данного способа является его малая эффективность в направлении устранения высолообразования в технологиях облицовочной керамики по ряду причин: во-первых, термин “влагозадерживающие пленки” весьма условен, поскольку они обладают определенной степенью воздухо- и влагопроницаемостью, во-вторых для них характерен ограниченный срок функционирования, поскольку эти пленки сохраняют свою целостность, играя роль регуляторов скорости сушки, только в первоначальный период сушки, а с течением времени, когда в процессе сушки влажность изделий понижается, эмульсионные составы распадаются. Кроме того, наличие в составах таких композиций кальцийсодержащего (известкового) компонента и использование сернистосодержащих компонентов (мазутов и битумов) повышает опасность образования при обжиге известково-сульфатных высолов на керамике облицовочного назначения.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение высолообразования на лицевых поверхностях керамических облицовочных материалов.

Изобретение заключается в направленном регулировании влагопереноса с лицевых поверхностей облицовочного кирпича на постель при сушке и обжиге сырца за счет создания влаго- и паронепроницаемого защитного слоя, что обеспечивается комплексом операций, заключающихся в нанесении защитного раствора на эти поверхности с последующим ускоренным прогревом глиняного бруса с поверхности на глубину 0,5-1 мм до температуры 60-80°С.

Защитные функции наносимого раствора состоят в способности кристаллизоваться при сушке и расплавляться при обжиге и закрывать сквозные поры на лицевых поверхностях полуфабриката. В качестве кристаллизующихся материалов используются насыщенные растворы кальцинированной соды, борной кислоты, буры и их комбинации.

Уменьшение содержания компонентов в защитных растворах до количеств, меньших, чем необходимо для насыщения, оказывается недостаточным для обеспечения полноты защитного действия кристаллизующихся компонентов. Увеличение концентрации компонентов более, чем необходимо для получения насыщенных растворов, приводит к перерасходу компонентов, поскольку при нанесении пересыщенных растворов нерастворенные компоненты не поглощаются порами и остаются на поверхности сырца.

Пример.

В качестве глинистого сырья для лицевого кирпича используют комбинацию двух разновидностей легкоплавких красножгущихся глин.

Первая проба по внешнему виду представляет собой глину коричневого цвета в необожженном состоянии, которая является основной глинистой составляющей керамической массы, вторая проба отличается темно-серой окраской и в составе кирпичной массы используется как добавка до 20%.

Используемые разновидности отличаются различным количественным составом растворимых солей, приведенным в табл.1.

Сушка и обжиг керамического кирпича на основе данных глин в заводских условиях сопровождается появлением высолов на поверхностях, ухудшающих его декоративные качества.

Критерием выбора материалов для защитных слоев, устраняющих высолы за счет блокирования сквозных пор, служит их способность кристаллизоваться при сушке и расплавляться при практически применяемых температурах обжига.

В качестве компонентов для таких защитных слоев применяют насыщенные растворы кальцинированной соды, борной кислоты, буры, а также смеси борной кислоты и кальцинированной соды, которые кристаллизуются при сушке и забивают тем самым на лицевых поверхностях сквозные поры, перекрывая пути выхода водяных паров из объема изделий на лицевые поверхности и вынуждая диффундировать их на постель. Кроме того, расплавляясь при обжиге, составляющие этих покрытий реагируют с сернистыми соединениями, осевшими на поверхности полуфабриката из водяных паров и дымовых газов, усваиваются стеклофазой и нейтрализуют их негативное влияние на состояние поверхности обжигаемого материала.

Подготовленные насыщенные растворы выбранных компонентов (табл.2) наносят на лицевые поверхности (тычковые и ложковые) керамического бруса поливом или распылением после выхода бруса из вакуум-пресса, который по пути движения от вакуум-пресса до нарезки его на кирпич-сырец ускоренно прогревают с поверхности на глубину 0,5-1 мм до температуры 60-80°С либо инфракрасным излучением, либо резким обдувом горячим воздухом с целью активизации процессов образования кристаллогидратов из насыщенных растворов компонентов защитного слоя. Далее сырец равномерно высушивают в сушилах до влажности 4-6%.

Обжиг сушняка производится при температуре 1000-1050°С в течение 24 часов с выдержкой при конечной температуре не менее 2 часов.

Лицевые поверхности обожженных изделий отличаются ровностью окраски и насыщенностью цвета (табл.3).

Отсутствие высолов на лицевых поверхностях обусловлено экранирующим действием созданных при формовании сырца защитных слоев, которые меняют направление влагопереноса в процессе сушки сырца в сушилах и подготовки полуфабриката в зоне подогрева в туннельной печи (табл.3).