ЛИЦЕВОЙ КИРПИЧ СВЕТЛЫХ ТОНОВ ИЗ СУГЛИНКОВ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ КАРБОНАТОВ И ВОДОРАСТВОРИМЫХ СОЛЕЙ

FACE BRICK LIGHT-COLORED LOAM HIGH CARBONATE CONTENT AND WATER-SOLUBLE SALTS

Nаdira Sarbayeva

рh.D., Associate Professor of the International University of Innovation Technologies,department of construction,

Kyrgyzstan, Bishkek

АННОТАЦИЯ

Разработан способ получения лицевого кирпича светлых тонов из суглинков с высоким содержанием карбонатов и водорастворимых солей. Подобран состав шихты из суглинка с добавлением сиенита и известняка. Совместное использование сиенита и известняка в составе суглинка осветляет не только цвет керамического черепка, но и улучшает физико-технические характеристики лицевого кирпича и его архитектурную выразительность.

ABSTRACT

A method for producing facing brick light tones of loam with a high content of carbonates and water-soluble salts. Selected composition of the batch of clay loam with the addition of syenite and limestone. Sharing syenite and limestone composed of loam brightens not only the color of the ceramic shard, but also improves the physical and technical characteristics of face brick and architectural expressiveness.

Ключевые слова: Лицевой кирпич, цвет, способ, керамический черепок, суглинок, карбонатная порода, сиенит, мел, прочность, спекание, водопоглощение, морозостойкость, высолообразования.

Keywords: Face brick, color, fashion, ceramic body, loam, carbonate rock, syenite, whiting, strength, sintering, water absorption, frost, vysoloobrazovaniya.

Одним из эффективных средств, создающих и улучшающих конкурентоспособный внешний вид лицевых керамических изделий является цвет черепка.

За счет расширения цветовой палитры лицевой кирпич может получить новые конкурентные преимущества в градостроительстве, а предприятия, его выпускающие – увеличение сбыта и улучшение экономических показателей [1].

В архитектуре и дизайне немаловажную роль играет светлые тона лицевого кирпича для облицовки стен зданий и сооружений.

Существует множество способов получения светлых тонов кирпича путем использования различных модифицирующих добавок, особенно окрашивание керамической массы тонкомолотыми карбонатами [1; 2; 3; 5].

Цвет черепка определяется химико-минералогическим составом сырья, условиями обжига, наличием и воздействием окрашивающих добавок.

Основным критерием при получении светлых тонов керамического черепка с использованием окрашивающих карбонатных добавок ‒ выполнение условие предельно допустимого содержания оксидов железа и кальция в исходном сырье [1; 2; 5].

В работе Гурова Н.Г. [2] указано, что получение керамического черепка кремового цвета возможно при соблюдении условии Fe₂O₃/CaO<3.

По-нашему мнению, при условии Fe₂O₃/CaO<3 чистых светлых тонов лицевого кирпича не обеспечивается ввиду неоднородности исходного глинистого сырья. Так, например, при использовании высококарбонатных суглинков условие Fe₂O₃/CaO<3 выполняется без использования окрашивающих добавок, однако чистых светлых тонов кирпича при этом не обеспечивается, так как сырье характеризуется высоким содержанием карбонатов (15–20 %) и в тоже время красящих оксидов (4–10 %), которые в результате обжига обеспечивают получение керамического черепка светло-розового или оранжеватого цветов.

Введение карбонатных добавок в таких суглинках может увеличить общей массовой доли карбонатов в их составе, что приводит к значительному снижению прочности изделий и повышению их водопоглощения (16–22 %) сверх нормативных значений.

Поэтому технология объемного окрашивания лицевого кирпича добавками карбонатных пород нецелесообразно.

Для достижения светлых тонов кирпича с характеристиками, соответствующего требованиям ГОСТ 7478-78 «Кирпич и камни керамические лицевые», в работе модифицировалась шихта из суглинка с добавками сиенита и известняка.

Химический состав используемых сырьевых материалов приведен в табл. 1.

Результаты исследования приведены в табл. 2.

Таблица 1.

Химический состав сырьевых материалов

* ппп – потери при прокаливании

Таблица 2.

Влияние сиенита и известняка на цвет и свойства керамического черепка из суглинка, обожженные при 950^оС

Из результатов исследования следует (табл. 2), что при совместном использовании сиенита и известняка в составе суглинка, цвет обожженного черепка изменяется от розового до ярко-кремового цвета. Это объясняется тем, что в процессе обжига при взаимодействии сиенита с известняком оксид железа полностью вовлекается в бесцветные минералы, так как в составе массы увеличивается количество свободного СаО+MgО и жидкой фазы, которые растворяет красящих оксидов в составе массы, тем самым обесцвечивает черепок.

Из работы Павлова В.Ф [4] известно, что при молекулярном соотношении R₂O/Fe₂O₃≤1 красящие минералы растворяются в расплаве массы и переходят в стеклофазу, а цвет черепка изменяется в сторону осветления. В данном случае на эффективность отбеливания керамического черепка оказывает суммарное влияние оксидов щелочей и карбонатов (NaO+K₂O+СаО+МgO).

В работе произведен расчет указанных шихтовых составов при условии (R₂O+RO)/Fe₂O₃≤1, результаты которого приведен в табл. 3.

Установлено, что условие (R₂O+RO)/Fe₂O₃≥1 выполняется, причем с большим запасом. Цвет обожженных образцов характеризуется однотонными светлыми тонами (от кремового до ярко-кремового). Это говорит о том, что в составе массы ионы хромофоров полностью растворяются в расплаве и переходит в стеклофазу.

Температура появления стеклофазы указанных шихтовых составов снижается, вследствие повышения количества жидкой фазы в процессе обжига.

Результаты физико-технических испытаний (табл. 1) показывают, что образцы уже при 950^оС имеют улучшенные показатели прочности (22,5–30,1 МПа), водопоглощения (14,1–13,2 %) и морозостойкости (27–38 циклов), что соответствует требованиям ГОСТ 7484-78 «Кирпич и камни керамические лицевые».

Следует отметить, что модифицированный лицевой кирпич светлых тонов ‒ высолостойкие, так как на поверхности обожженных образцов не обнаружены налеты. Это объясняется высокой текучести стеклофазы, которая покрывает алюминатные частицы глины тонкой пленкой стекла, что предотвращает миграцию солей на поверхность образцов.

Таблица 3.

Изменения цветности черепка из модифицированных шихт в зависимости от соотношения R₂O+RO/Fe₂O₃

* RO – CaO+MgO; R₂O – NaO+K₂O

Для подтверждения высолостойкости лицевого кирпича, образцы из указанных составов шихт были насыщены дистиллированной водой в одинаковом объеме и высушены досуха при 22–24^оС, в результате которых на их поверхности также не обнаружены налеты, т. е. высолообразования не происходит.

Таким образом, проведенные исследования позволяют сделать выводы о том, что при использовании суглинков с высоким содержанием карбонатов и водорастворимых солей получение лицевого кирпича светлых тонов с улучшенными физико-техническими характеристиками и архитектурной выразительности возможно с использованием модифицирующих добавок (сиенита, в сочетании с известняком).

Список литературы:

1. Альперович И.А. Лицевой кирпич объемного окрашивания на основе карбонатной глины / И.А. Альперович, Н.Г. Перадзе // Промышленность керамических стеновых материалов и пористых заполнителей. Сер. 4. Экспресс-обзор. – М.: ВНИИЭСМ, 1990. – Вып. 2. – С. 20–23.
2. Абдыкалыков А.А. Фасадная керамика светлых тонов из местного сырья и отходов промышленности [Текст]: Сб. научн. трудов НАН КР / А.А. Абдыкалыков, Б.Т. Ассакунова, Б.Б. Маразыкова, Т.Т. Болотов. – Б.: Илим, 1998. – С. 64–69.
3. Гуров Н.Г. Производство керамического кирпича светлых тонов из красножгущегося глинистого сырья / Н.Г. Гуров, JI.В. Котлярова, Н.Н. Иванов // Строительные материалы. 2005 – № 9. – С. 58–59.
4. Патент RU 2024463 C1. Состав для изготовления лицевых керамических стеновых изделий и способ для его осуществления. – М.,1980. – 8 с.
5. Павлов В.Ф. Физико-химические основы обжига изделий строительной керамики. – М.: Стройиздат, 1997. – 240 с.