Способ изготовления керамических облицовочных плиток

Способ изготовления керамических облицовочных плиток

Реферат

 

Сущность изобретения: готовят исходную смесь, включающую глину, мас.%: 45 - 75%, пирофиллит 9 - 23%, алюминий 3,5 - 5%, флюорит 2,5 -4%, каолин 6 - 20%, датолит 2 - 5, формуют плитки, термообработку ведут от 25 до 650^oС со скоростью 4 - 5,5 град/мин, а затем со скоростью 45 - 50 град/мин до температуры самовоспламенения плитки (1050 - 1150^oС) с последующей экзотермической выдержкой в течение 10 - 15 мин и охлаждением. Характеристики: предел прочности на изгиб 49,6 - 60,1 МПа, предел прочности на излом 85,4 - 119,5 кг, водопоглощение 0,6 - 1,2%, пористость1,8 - 2,2%. 2 табл.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к изготовлению керамических облицовочных плиток. Целью изобретения является повышение скорости облицовочных плиток и снижение водопоглощения. Это достигается тем, что в способе изготовления керамических плиток, заключающемся в приготовлении исходной смеси из глины, пирофиллита, алюминия и флюорита, формирование плиток, последующей термообработке со спеканием в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза и охлаждении, в смесь дополнительно вводят каолин и датолит при следующих соотношениях компонентов, мас. Глина 45-75 Пирофиллит 9-23 Алюминий 3,5-5 Флюорит 2,5-4 Каолин 6-20 Датолит 2-5 термообработку от 25 до 650^оС проводят со скоростью 4,0-5,5 град/мин, а затем со скоростью 45-50 град/мин до температуры самовоспламенения плитки 1050-1150^оС с последующей экзотермической выдержкой в течение 10-15 мин. Керамическая плитка, полученная предложенным способом, имеет следующие характеристики: предел прочности на изгиб 49,6-60,1 МПа, предел прочности на излом 85,4-119,5 кг, водопоглощение 0,8-1, пористость 1,8-2,2% Подбор компонентов осуществляли таким образом, чтобы обеспечить достаточную формуемость керамической массы, образование необходимого количества стеклофазы и наиболее полное протекание синтеза. Повышение прочности облицовочных плиток происходит за счет того, что в результате самораспространяющегося высокотемпературного синтеза образуются следующие продукты горения: стеклофаза с центрами кристаллизации в форме вытянутых призм и представленных муллитной фазой Al₂O₃4SiO₂2H₂O 3Al₂O₃4SiO 2SiO₂+1 (I) 2SiO₂2H₂O Al₂O₃+SiO₂ 2SiO₂+SiO₂ (II) При 1150^оС происходит (III) При 950-970^оС происходит разложение оксида железа, входящего в состав глин, и взаимодействие продуктов реакции с алюминием. Реакции взаимодействия происходят с выделением большого количества тепла, способствующего повышению температуры внутри кристаллического тела черепка и ускорению процессов формирования конечных структур 2Fe₂O₃ 4FeO+O₂ (IV) 4Al+3O₂ ______ Al₂O₃+Q (V) 4Al+3SiO₂ Al₂O₃+3Si+Q (VI) SiO+O₂ ______ SiO₂+Q (VII) Присутствие оксидов Р₂О₅ и Fe₂O₃, служащих катализаторами, способствует кристаллизации аморфной стеклофазы, это обуславливает достигаемую прочность изделий. В качестве основы керамической массы используют глину тугоплавкую Тургайского месторождения, богатую О₂ (59,4%) и Al₂O₃ (27,1%) и обладающую высокими пластическими свойствами. Приготовленную смесь из указанных компонентов пропускают через смеситель-увлажнитель, где добавляют в смесь 20-22 мас. воды. Отклонение от указанного диапазона приведет к низкой пластичности массы или получению жидкой массы, неспособной к пластическому формованию. Увлажненную смесь пропускают через смеситель для получения высокой степени гомогенности. Затем тщательно приготовленную смесь пропускают через формовочную машину вакуумный ленточный пресс. Полученные плитки подвергают термообработке в интервале температур 25-650^оС, увеличивая температуру сушки при этом со скоростью 4,0-5,5 град/мин. При таком достаточно медленном нагревании происходит испарение механически добавленной воды сначала с поверхности образца, затем из его объема, а далее происходит испарение кристаллизационной воды и дегазация механических примесей исходных компонентов (сульфатов, карбонатов и т.д.). В случае уменьшения скорости повышения температуры сушки неоправданно затягивается технологический процесс, а в случае увеличения скорости интенсивно испаряется влага, происходит бурный процесс дегазации, что приводит к растрескиванию или разрыву образца. Весь процесс сушки происходит в течение 115-155 мин. Спекание плитки производят со скоростью 40-45 град/мин, что приводит к плавлению алюминия, равномерному его распределению по объему образца и при достижении 1050^оС стартует СВС. При этом синтезируются фазы, определяющие конечные характеристики плитки, одновременно происходит заплавление образовавшихся пор стеклофазой (боратами), что улучшает физико-механические характеристики готового продукта. Выдерживание указанного режима обжига позволяет получить облицовочную керамическую плитку, с высокой прочностью, влагостойкостью, без короблений и усадки. П р и м е р 1. Готовят исходную смесь, состоящую из компонентов при следующем соотношении, мас. глина 58, пилофиллит 20, каолин 12, алюминий 35, флюорит 2,5, датолит 4. Смесь тщательно перемешивают и пропускают через смеситель-увлажнитель, где ее затворяют 21 мас. воды. Затем смесь пропускают через смеситель, например лопастной, для получения равномерной и гомогенной смеси без комков (см. табл.1). Приготовленную таким образом смесь пропускают через вакуумный ленточный пресс с размером выходного мундштука 75х5 мм. Выходящую ленту разрезают (длина отрезков 65 мм) и подвергают предварительной термообработке, повышая температуру от 25 до 650^оС со скоростью 4,5 град/мин. Затем со скоростью 47 град/мин до самовоспламенения плитки (1050^оС). При максимальной температуре плитку выдерживают в течение 15 мин (см. табл.2). Обожженную плитку охлаждали в режиме закалки (перепад температур 1050-25^оС) на воздухе. Плитка имеет следующую характеристику: прочность на изгиб 60,1 МПа, прочность на излом 119,5 кг, водопоглощение 0,8% пористость 1,8% В табл. 1 приведены примеры получения керамической плитки с указанием состава исходной смеси и показателей свойств плитки при оптимальном режиме проведения технологического процесса, скорость подъема температуры при термообработке равна 4 град/мин в интервале 25-650^оС и 50 град/мин при обжиге до температуры воспламенения 1050-1150^оС. В табл.2 приведены изменения режима технологического процесса относительно состава исходной смеси, содержащего, мас. глина 58, пирофиллит 20, алюминий 3,5, флюорит 2,5, каолин 12, датолит 4, затворенный 21 мас. воды. Оптимальным режимом изготовления облицовочных керамических плиток является скоростью подъема температур: при сушке 4,5 град/мин, 47 град/мин при обжиге.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ОБЛИЦОВОЧНЫХ ПЛИТОК путем приготовления исходной смеси из глины, пирофиллита, алюминия и флюорита, пластического формования плиток, последующей термообработки со спеканием в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза и охлаждения, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и снижения водопоглощения, при приготовлении смеси в нее дополнительно вводят каолин и датолит до получения состава, мас.%: Глина - 45 - 75 Пирофиллит - 9 - 23 Алюминий - 3,5 - 5,0 Флюорит - 2,5 - 4,0 Каолин - 6 - 20 Датолит - 2 - 5 термообработку от 25 до 650^oС проводят со скоростью 4,0 - 5,5 град/мин, затем со скоростью 45 - 50 град/мин до температуры самовоспламенения плитки (1050 - 1150^oС) с последующей экзотермической выдержкой в течение 10 - 15 мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 29-2000

Извещение опубликовано: 20.10.2000