RU2576743C1

RU2576743C1 - Complex additive for ceramic sanitary ware

Info

Publication number: RU2576743C1
Application number: RU2014148048/03A
Authority: RU
Inventors: Наталья Михайловна Здоренко
Priority date: 2014-11-27
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2016-03-10

Abstract

FIELD: ceramic industry.

SUBSTANCE: invention relates to ceramic industry, in particular to production of complex additives, which can be used in production of ceramic sanitary ware, produced by slip casting. Technical result consists in increase of mobility of ceramic mass with reduced moisture content. Complex additive for ceramic sanitary ware consists of a superplasticiser, calcined soda (sodium carbonate) and liquid glass, wherein superplasticiser used is a superplasticiser SB-3 at ratio of components, wt%: superplasticiser SB-3 - 1, calcined soda (sodium carbonate) - 2, liquid glass - 1.5.

EFFECT: invention improves quality of finished product.

1 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится в керамической промышленности, в частности к области получения комплексных добавок, которые могут быть использованы в производстве керамических санитарно-технических изделий.The invention relates to the ceramic industry, in particular to the field of complex additives, which can be used in the manufacture of ceramic sanitary products.

Из уровня техники известна комплексная добавка, которая применяется для производства изделий санитарной керамики [Косенко В.Г., Петров А.А., Протасова Л.Г. Перспективное направление в развитии производства изделий санитарной керамики // Стекло и керамика, 2000, №2, с. 10-18], содержащая дорогостоящий импортный электролит реотан в комплексе с кальцинированной содой и жидким стеклом при следующем массовом соотношении компонентов:The prior art complex additive, which is used for the production of sanitary ceramics [Kosenko V.G., Petrov A.A., Protasova L.G. A promising direction in the development of production of sanitary ceramics // Glass and Ceramics, 2000, No. 2, p. 10-18], containing an expensive imported reotan electrolyte in combination with soda ash and liquid glass in the following mass ratio of components:

РеотанReotan 1one Кальцинированная сода (карбонат натрия)Soda ash (sodium carbonate) 1one Жидкое стеклоLiquid glass 22

Недостатком аналога является высокая стоимость импортного электролита.The disadvantage of the analogue is the high cost of imported electrolyte.

Наиболее близким к предполагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является комплексная органоминеральная добавка [Слюсарь А.А. Реологические свойства и агрегативная устойчивость водных минеральных суспензий с модификаторами на основе оксифенолфурфурольных олигомеров: дис.… докт. тех. наук: 02.00.11 / А.А. Слюсарь. - Белгород: БГТУ им. В.Г. Шухова. 2009. 408 с.], содержащая суперпластификатор СБ-5, кальцинированную соду и жидкое стекло при следующем массовом соотношении компонентов:The closest to the proposed method according to the technical nature and the achieved result is a complex organomineral additive [Slyusar A.A. Rheological properties and aggregative stability of aqueous mineral suspensions with modifiers based on oxyphenol-furfural oligomers: dis. ... Doct. those. Sciences: 02.00.11 / A.A. Slusar. - Belgorod: BSTU them. V.G. Shukhov. 2009. 408 S.], containing SB-5 superplasticizer, soda ash and water glass in the following mass ratio of components:

Суперпластификатор СБ-5Superplasticizer SB-5 1one Кальцинированная сода (карбонат натрия)Soda ash (sodium carbonate) 22 Жидкое стеклоLiquid glass 1,21,2

Существенным недостатком прототипа является недостаточная подвижность шликерной керамической массы при уменьшении ее влажности, что существенно снижает прочность керамических изделий и, как следствие, низкое качество готовой продукции.A significant disadvantage of the prototype is the lack of mobility of slip ceramic mass with a decrease in its moisture content, which significantly reduces the strength of ceramic products and, as a result, the low quality of the finished product.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение показателей качества керамической продукции.The problem to which the invention is directed is to increase the quality indicators of ceramic products.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в увеличении подвижности шликерной керамической массы при уменьшении ее влажности.The technical result of the invention is to increase the mobility of slip ceramic mass while reducing its moisture content.

Технический результат достигается тем, что комплексная добавка для керамических санитарно-технических изделий состоит из суперпластификатора, кальцинированной соды (карбоната натрия) и жидкого стекла, причем в качестве суперпластификатора используется суперпластификатор СБ-3, при соотношении компонентов:The technical result is achieved by the fact that the complex additive for ceramic sanitary products consists of superplasticizer, soda ash (sodium carbonate) and liquid glass, and SB-3 superplasticizer is used as a superplasticizer, with a ratio of components:

Суперпластификатор СБ-3Superplasticizer SB-3 1one Кальцинированная сода (карбонат натрия)Soda ash (sodium carbonate) 22 Жидкое стеклоLiquid glass 1,51,5

Добавка СБ-3 известна как суперпластификатор для бетонных смесей [Ломаченко В.А., Косухин М.М., Ломаченко С.М., Шаблицкий В.Н. Действие суперпластификатора СБ-3 на бетонные смеси и бетоны // Строительные материалы. 2005. №6. С. 34-35]. Суперпластификатор СБ-3 (ТУ 24.211-80) представляет собой продукты поликонденсации отходов производства резорцина с формальдегидом. Для приготовления суперпластификатора СБ-3 используются отходы производства резорцина по ТУ-14-05-01-83, формалин по ГОСТ 1625-75, едкий натр технический по ГОСТ 2263-79. Суперпластификатор СБ-3 по ГОСТ 12.1.007-76 относится к веществам 4 класса опасности (малоопасные вещества).SB-3 additive is known as a superplasticizer for concrete mixtures [Lomachenko VA, Kosukhin MM, Lomachenko SM, Shablitsky VN The effect of SB-3 superplasticizer on concrete mixes and concretes // Building materials. 2005. No. 6. S. 34-35]. Superplasticizer SB-3 (TU 24.211-80) is a polycondensation product of the production of resorcinol with formaldehyde. For the preparation of SB-3 superplasticizer, waste products of resorcinol according to TU-14-05-01-83, formalin according to GOST 1625-75, technical caustic soda according to GOST 2263-79 are used. Superplasticizer SB-3 according to GOST 12.1.007-76 refers to substances of hazard class 4 (low-hazard substances).

Кальцинированную соду (карбонат натрия) и жидкое стекло широко применяют в керамической промышленности. Однако введение в шликерные керамические массы кальцинированной соды (карбоната натрия) или жидкого стекла в качестве самостоятельных электролитов, как и введение суперпластификатора СБ-3 не приводит к столь эффективному разжижению шликерной керамической массы, как введение комплекса, содержащего СБ-3, кальцинированную соду (карбоната натрия) и жидкое стекло. Это связано с тем, что шликерные керамические массы являются сложной многокомпонентной системой и для эффективного разжижения необходимы комплексы, состоящие из нескольких компонентов.Soda ash (sodium carbonate) and water glass are widely used in the ceramic industry. However, the introduction of calcined soda (sodium carbonate) or liquid glass into slip ceramic masses as independent electrolytes, as well as the introduction of SB-3 superplasticizer, does not lead to such an effective thinning of the slip ceramic mass, as the introduction of a complex containing SB-3, calcined soda (carbonate) sodium) and water glass. This is due to the fact that slip ceramic masses are a complex multicomponent system and complexes consisting of several components are necessary for effective liquefaction.

Экспериментально проведен сопоставительный анализ реологических параметров и показателей качества известного и предлагаемого составов шликерной керамической массы (таблица 1, 2).A comparative analysis of the rheological parameters and quality indicators of the known and proposed compositions of slip ceramic mass was carried out experimentally (table 1, 2).

Для этих целей готовили шликерные керамические массы методом помола в шаровой мельнице: известный состав (состав 1) и предлагаемый состав (состав 2). Компонентами данных масс являются: глинистые (53 мас.%) и отощаюшие (32 мас.%) материалы, плавни (15 мас.%.). Тонкость помола определяли по остатку на сите 0063 (1,5-2%). Массовая доля дисперсной фазы составляла 60 %.For these purposes, slip ceramic masses were prepared by grinding in a ball mill: the known composition (composition 1) and the proposed composition (composition 2). The components of these masses are: clay (53 wt.%) And thinning (32 wt.%) Materials, smooth (15 wt.%.). The grinding fineness was determined by the residue on a sieve 0063 (1.5-2%). The mass fraction of the dispersed phase was 60%.

Реологические свойства шликерных керамических масс изучали на приборе "Реотест-2М" с коаксиальными цилиндрами. Скорость вращения рабочего цилиндра изменяли от 0,33 с^-1 до 146 с^-1. По результатам измерений строили реологические кривые. Аппроксимацию реологических кривых проводили по уравнению Оствальда

Бингама-Шведова

и Ньютона

Предельное динамическое напряжение сдвига (τ₀) уравнения Бингама-Шведова определяли как отрезок на оси сдвигающих напряжений, получаемый при аппроксимации прямолинейного участка реологической кривой. Пластическую вязкость (η_пл.) определяли как тангенс угла наклона прямой к оси скорости сдвига.The rheological properties of slip ceramic masses were studied on a Reotest-2M instrument with coaxial cylinders. The rotation speed of the working cylinder was varied from 0.33 s ^-1 to 146 s ^-1 . Based on the measurement results, rheological curves were constructed. Rheological curves were approximated using the Ostwald equation

Bingama-Shvedova

and Newton

The limiting dynamic shear stress (τ ₀ ) of the Bingham-Shvedov equation was determined as a segment on the axis of shear stresses obtained by approximating a straight section of a rheological curve. Plastic viscosity (η _square ) was determined as the tangent of the slope of the line to the axis of shear rate.

Подвижность шликерных керамических масс с влажностью W=32% оценивали по времени истечения 100 мл данных масс после выдерживания их в покое в течение 30 с (первая текучесть) и в течение 30 мин (вторая текучесть), а также определяли коэффициент загустевания (К) и скорость набора массы. Из данных шликерных керамических масс отливали опытные образцы и обжигали при максимальной температуре обжига 1200°С.The mobility of slip ceramic masses with a moisture content of W = 32% was evaluated by the time of expiration of 100 ml of these masses after keeping them at rest for 30 s (first fluidity) and for 30 minutes (second fluidity), and the thickening coefficient (K) was determined and mass gain rate. Experimental samples were cast from these slip ceramic masses and fired at a maximum firing temperature of 1200 ° C.

Из таблицы 1 видно, что в составе 2 шликерной керамической массы с разработанной комплексной добавкой по сравнению с составом 1 шликерной керамической массы наблюдается снижение динамического напряжения сдвига, времени истечения, коэффициента загустевания и увеличение скорости набора массы. Это свидетельствует о переходе от структурированного характера течения к ньютоновскому, о повышении агрегативной устойчивости, а также об улучшении его фильтрационных свойств шликерной керамической массы, что, в свою очередь, сокращает продолжительность технологического процесса и позволяет увеличить объем выпускаемой продукции.From table 1 it is seen that in the composition of 2 slip ceramic mass with the developed complex additive compared with the composition of 1 slip ceramic mass, a decrease in dynamic shear stress, expiration time, thickening coefficient and an increase in the rate of mass gain are observed. This indicates a transition from a structured flow to a Newtonian flow, an increase in aggregate stability, as well as an improvement in its filtration properties of slip ceramic mass, which, in turn, reduces the duration of the process and allows to increase the volume of output.

Разработанная комплексная добавка увеличивает плотность керамических образцов (таблица 2), что обусловлено более плотной упаковкой частиц и является результатом увеличения содержания дисперсной фазы в шликерной керамической массе. Более плотная однородная структура образцов благоприятно влияет на процесс спекания, в результате чего снижается пористость и увеличивается прочность готовых изделий, что значительно сокращает брак продукции на всех стадиях технологического процесса.The developed complex additive increases the density of ceramic samples (table 2), which is due to a denser packing of particles and is the result of an increase in the content of the dispersed phase in the slip ceramic mass. A denser homogeneous structure of the samples favorably affects the sintering process, as a result of which the porosity decreases and the strength of the finished products increases, which significantly reduces product rejection at all stages of the technological process.

Экспериментально установлено, что предлагаемая комплексная добавка, содержащая суперпластификатор СБ-3, кальцинированную соду (карбонат натрия) и жидкое стекло, может вводиться в шликерные керамические массы в любой последовательности совместно или раздельно в виде порошка или растворов плотностью 1,30 г/см³ из расчета 0,1% от массы сухого вещества суспензии.It was experimentally established that the proposed complex additive containing SB-3 superplasticizer, soda ash (sodium carbonate) and liquid glass can be introduced into slip ceramic masses in any sequence, together or separately, in the form of powder or solutions with a density of 1.30 g / cm ³ from calculation of 0.1% by weight of dry matter of the suspension.

Из приведенного выше примера видно, что заявленная комплексная добавка позволяет получить шликерную керамическую массу с меньшей влажностью при сохранении ее подвижности, что повышает показатели качества керамической продукции. Таким образом, заявленный технический результат достигнут.From the above example it can be seen that the claimed complex additive allows to obtain slip ceramic mass with lower humidity while maintaining its mobility, which increases the quality indicators of ceramic products. Thus, the claimed technical result is achieved.

Claims

The complex additive for ceramic sanitary products consists of a superplasticizer, soda ash (sodium carbonate) and liquid glass, characterized in that the SB-3 superplasticizer is used as a superplasticizer with a ratio of components, weight h:
Superplasticizer SB-3 one Soda ash (sodium carbonate) 2 Liquid glass 1,5