RU2059593C1

RU2059593C1 - Coating for ceramic brick facing decoration

Info

Publication number: RU2059593C1
Authority: RU
Inventors: Олег Юрьевич Лапин
Original assignee: Олег Юрьевич Лапин
Priority date: 1992-08-28
Filing date: 1992-08-28
Publication date: 1996-05-10

Abstract

FIELD: building materials production, that is application of colored decoration-facing coating on any raw brick made of different types of clay with following calcination under temperature of 960 -1000 C. SUBSTANCE: coating is distinguished from others by the fact, that before calcination sodium silicate in the form of sodium liquid glass with density of 1.25 - 1.3 g/cm³ is used as binding component and calcium carbonate in the form of marble, marble slime or limestone is used as filler. Yet before calcination the components provide good bond of other components with raw brick surface and does not affect coating color. Coating composition has following ratio of components, mass % : glass 43.5 - 5; liquid glass 52 - 53; calcium carbonate 1.5 - 3.5. To produce coatings of different colors colored opacify glasses and coloring pigments are used, for example, coating of following composition, mass %: white color opacify glass 43.5; calcium carbonate 3.5; liquid glass 52; blue vitriol 1.0 during calcination gives light blue surface. EFFECT: coating is durable, chemically stable, frost-proof. 2 cl

Description

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. The invention relates to the building materials industry, to the compositions of the coatings of front wall ceramics, and in particular to the production of colored decorative bricks used for the construction and cladding of buildings and structures.

Известен ангоб, близкий по результату к предлагаемому, включающий следующие сырьевые компоненты, мас. Known engobe, close in result to the proposed, including the following raw materials, wt.

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.White clay
refractory 2.85
Kaolin 2.00
Glass waste
lokna Novgorodsky
glass factory 85.00
Sodium Chloride 10.00
Mineral dye
nd VK-42 0.15.

Цвет покрытия светло-голубой. The coating color is light blue.

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.Angob is prepared as follows. Glass fiber waste is changed in a dry grinding ball mill to a residue on a sieve of 140 holes / cm ² 0.2-2.0%, then a mixture of fiberglass with other components is prepared and it is ground to a residue on a sieve of 10,000 holes / cm ² 1.42 -1.5%
The disadvantages of this composition, which complicate its widespread use, are: the presence of white-burning, refractory clays and kaolins, the deposits of which are very rare, the scarcity and high cost of other components, as well as the need for energy-intensive fine grinding.

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. The closest analogue-prototype to the proposed coating is frit-free glaze containing (wt.) Cullet container or window 60-90, kaolin 5-20 and, for example, sodium silicate 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. This fritless glaze is intended for the production of glazed facing ceramic tiles made of high-quality clay raw materials, usually consisting of plastic clays, which are usually carefully ground by wet grinding in ball mills with additives of various glass-containing components, the poem molded tile has a dense structure and temperature coefficient linear expansion obtained after firing ceramics is close to the coefficient of glaze, and the coating has good adhesion to kera Ikoyi. However, when applying this glaze to a dried brick / raw, after firing, the coating peels off, that is, it does not adhere to the surface of the brick. This is because the dried brick / raw has a large number of micropores, since it consists of a coarse clay mass with various burnable additives. The role of the binder components before firing in this composition is performed by kaolin and water. Sodium silicate in the form of a powder from a silicate block does not have a significant effect as an astringent component, since when mixing the composition of its part, it only chemically interacts with water on the surface, remaining solid inside, while the process of liquid glass formation from a silicate block with its adhesive Properties occurs over an extended period when heated with large amounts of water.

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. Similarly, kaolin interacts with water, this leads to the fact that part of the water by capillaries instantly departs into the bulk of the brick, and an intermediate, transition layer penetrated by glass-containing components is not formed. Therefore, after application to the dried raw brick, these compositions are instantly dehydrated and, after further firing, do not adhere to the brick surface. When coating a dry brick / raw, the capillaries of the brick are filled with water, the glaze is not dehydrated, but no intermediate layer is formed, as the coating dries faster, which leads to the same result. Applying the glaze composition to the fired brick and re-firing the coated brick will cause additional labor and energy costs, which is economically impractical due to the high cost of products. The presence of kaolin in the composition, as mentioned above, will cause a significant increase in the cost of glaze due to transportation costs, and kaolin will also affect the color of the coating.

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. These shortcomings of known analogues and fritless glazes, similar in composition or result to the proposed coating, make it difficult to use them as a coating for ceramic bricks.

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. The aim of the invention is to obtain universal coating compositions designed for applying to any raw brick from various types of clay raw materials, including raw brick obtained from coal waste, with various technologies for its manufacture, low componentity, indivisibility and relatively low cost of raw materials for them, ease of preparation of the mixture, obtaining durable frost-resistant and chemically resistant coatings with a variety of decorative and facing effects.

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. In this coating for ceramic bricks containing such well-known components as glass, sodium silicate, a binder and a filler, the goal is achieved by using sodium liquid glass as sodium silicate, in contrast to the prototype analogue, where a silicate block is used, and as a filler and flux, calcium carbonate, as well as the percentage of coating components, wt.

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.Glass 43.5-46.5
Liquid glass fiber
density
1.25-1.3 g / cm ³ 52.0-53.0
Calcium carbonate 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.This composition during firing allows to obtain a colorless glass-crystal coating of ceramic brick using ordinary transparent unlabelled building glass. In the case of using damped colored glasses, or introducing dyes into the composition, it is possible to obtain coatings of various colors from dark to light tones. The following are specific formulations of such coatings:
Composition 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.Stained glass
white fr. no more
0.14 mm 43.5%
Liquid glass
sodium density
1.25-1.3 g / cm ³ 52.0%
Calcium carbonate
in the form of marble
sludge marble
or limestone fr.

не более 0,14 мм 3,5%
Медный купорос
фр. не более 0,63 мм 1,0%
Цвет получаемого покрытия голубой.no more than 0,14 mm 3,5%
Blue vitriol
fr. no more than 0,63 mm 1,0%
The color of the resulting coating is blue.

Состав 2. Composition 2.

Стекло черное
глушеное фр.Glass black
jammed fr.

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.not more than 0.14 mm 45.0%
Liquid glass
sodium density
1.25-1.3 g / cm ³ 53.0%
Calcium carbonate
in the form of marble
sludge marble
or limestone fr.

не более 0,14 2,0%
Цвет получаемого покрытия коричневый.not more than 0.14 2.0%
The color of the resulting coating is brown.

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. The inventive compositions differ from the known ones in that they use sodium silicate in the form of sodium liquid glass, which has a density greater than water, which ensures the suspension of larger particles of other components in the liquid phase, which in its queue can significantly reduce the grinding time of dry components.

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. Together with the addition of calcium carbonate, liquid glass quickly sets with the other components and the surface of the brick, creates a stable, sufficiently strong coating even before firing, which, unlike analogues, does not peel off and does not fly off during various technological movements.

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. This is because brick / raw, as already indicated, has a large number of micropores. Sodium silicate in the form of liquid glass is chemically bound to water and, having a density greater than water, and also chemically interacting with calcium carbonate, which is characterized by a faster setting process of liquid glass, penetrates into the pores of raw brick to a certain limited depth, thereby creating an intermediate frame layer with a thickness of about 1 mm, penetrated by glass-containing components, which is clearly visible under a microscope, which has a temperature coefficient of linear expansion closer to the coating coefficient I.

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.Liquid glass during heat treatment does not significantly affect the color of the coating, in contrast to the use of various clays and kaolins as a bundle. The presence in the coating composition of calcium carbonate additives in the form of limestone, marble or marble sludge in combination with water glass and other components increases the abrasion resistance of the coating, resistance to food acids and weathering. Calcium carbonate at t ^o = 800-900 ^о С decomposes into CaO and carbon dioxide. CaO, being in a finely dispersed state in contact with other components, gives fusible compounds (eutectics) during firing, which helps to obtain better smooth and shiny coatings, as well as better adhesion (adhesion) of the coating to the ceramic surface from various types of clay raw materials.

Смесь для получения покрытия приготавливается следующими способами. The coating mixture is prepared in the following ways.

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.1. In glass vector factories, when glass is crushed into glass granulate on cyclones, glass dust accumulates, which can be used without additional processing to prepare the coating composition. Marble sludge, waste when sawing marble slabs, is dried and sieved through a sieve of 0.14 mm size. The dye can be dissolved in water and added together with water upon dilution of water glass to a density of 1.25-1.3 g / cm ³ or it can be added as a powder to a dry mixture.

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. 2. The components are ground by joint dry grinding to a fraction of not more than 0.14 mm in a ball mill. The mixture of dry components is closed with liquid glass in standard mixers and mixed.

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.The resulting mixture is applied to dried or un-dried raw brick, where and more conveniently according to the technology of the brick factory, by spraying, then by the general technology of making bricks, it is either dried, then fired, or immediately fired with brick at a temperature of 960-100 ^о С.

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. These coating compositions were tested in a laboratory in furnaces with electric heaters on raw bricks from several plants, as well as in a number of brick factories in Kuzbass operating on gaseous fuels. An experimental batch of colored brick was launched at the Mazurovsky factory of wall ceramic materials in Kemerovo and the beginning of its production.

Состав покрытия N 2 рекомендуется использовать на заводах с окислительной средой в печах, так как в газообразных (восстановительных) средах он обесцвечивается. The composition of the coating N 2 is recommended to be used in plants with an oxidizing environment in furnaces, since in gaseous (reducing) environments it is discolored.

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. The decorative-facing brick made by this technology in brick factories was tested for frost resistance in accordance with GOST 7025-78 “Wall and facing materials” and withstood more than 35 cycles, which corresponds to brick of the highest quality category in accordance with GOST 7484-78 “Brick and ceramic stones” facial ". And also passed the test for chemical resistance of glaze according to GOST 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. The cost of the finished coating is 20% of the cost of bricks in prices as of 1.10.93. The estimated profit from the sale of decorative-facing bricks is 60-70 million rubles. for 1 million pieces of brick.

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. Thus obtained front brick can be used for the construction and simultaneous cladding of internal and external walls of buildings and structures, to create original architectural solutions, as well as for decorating fireplaces.

Claims

1. COATING FOR FACE FINISHING OF A CERAMIC BRICK, including ground glass, a binder and a filler, characterized in that liquid binder is sodium glass with a density of 1.25 1.3 g / cm ³ and calcium carbonate is used as a filler in the following ratio of components wt.

Ground glass 43.5 46.5
Sodium water glass 52.0 53.0
Calcium Carbonate 1.5 3.5
2. The coating according to claim 1, characterized in that, to obtain a blue coating, it additionally contains copper sulfate, and the glass is white damped with a ratio of components, wt.

Glass, white, 43.5 46.0
Sodium water glass 52.0 53.0
Calcium Carbonate 1.5 3.5
Copper sulfate Up to 1.5