Склокристалічні покриття для лицьової керамічної цегли

Abstract

В даній роботі досліджена можливість одержання полив'яної лицьової керамічної цегли за ресурсозберігаючою технологією з використанням однократного випалу за максимальної температури 1030 °C. Методом статистичного планування експерименту визначено оптимальний склад частково фритованого покриття на основі промислових відходів у вигляді гранульованого доменного шлаку. Знайдено спосіб регулювання кристалізаційної здатності покриття при взаємодії двох видів скловидної речовини: алюмоборосилікатної фрити і шлаку за рахунок різних показників в'язкості та поверхневого натягу розплавів. Наявність алюмоборосилікатної фрити, розплав якої містить групи [AlO₄], [BO₄] і [BO₃], визначає особливості протікання лікваційних процесів та наступної кристалізації покриттів. Фазовий склад покриттів містить поряд із склофазою такі кристалічні фази, як діопсид та анортит. Розглянуто можливість одержання кольорових покриттів за механізмом ізоморфного заміщення при вбудовуванні катіонів полівалентних металів у гратку діопсиду. Лицьова керамічна цегла володіє високими показниками фізико-механічних і експлуатаційних властивостей: зносостійкість – ≤0,2 г/см² ; мікротвердість – 6500-7500 МПа, термостійкість 200 ÷ 225 °C; водопоглинання 10 %, морозостійкість – 50 циклів.

The paper contains investigation of the possibility of obtaining glazed brick for resource-saving technology and the using of a single firing at maximum temperature 1030 °C. The Sheffe simplex-lattice plan method has optimized the composition of partially fritted coatings based on industrial waste in the form of granulated blast furnace slag. A method is found for controlling the crystallization ability of a coating during the interaction of two types of glass substances: alumoborosilicate frit and slag due to various viscosity and surface tension of melts. The presence of alumoborosilicate frits, the melt of which contains the groups [AlO₄], [BO₄] і [BO₃], determines the features of the flow of liquation processes and the subsequent crystallization. The phase composition contains, along with the glass phase, crystalline phases such as diopside and anorthite. The possibility of obtaining coatings for the color face bricks by the mechanism of isomorphous substitution is considered when incorporating the staining oxides of polyvalence metals into the diopside lattice. Face ceramic brick has high physic-mechanical and operational properties: wear resistance ≤ 0.2 g / cm²; heat resistance (200 ÷ 225) °C; micro hardness 6500 - 7500 MPa; water absorption 10 %; frost resistance 50 cycles.