Строительство и архитектура/4.Современные строительные материалы

К.т.н. Бирюк В.А., Недбайло М.А.

Учреждение образования «Белорусский государственный технологический университет», Республика Беларусь

ЛИЦЕВОЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ КИРПИЧ ОБЪЕМНОГО ОКРАШИВАНИЯ

В последнее время все большее значение придается декоративным качествам лицевого керамического кирпича. Его широко используют для облицовки фасадов, при создании интерьеров общественных зданий и жилых домов, а также при проведении реставрационных работ.

При производстве лицевого кирпича светлых тонов существует проблема получения равномерно распределенной по объему однотонной окраски, которая может быть решена за счет подбора рациональных соотношений минерального и техногенного сырья, а также установления оптимальных режимов обжига.

Целью настоящей работы явилась разработка составов масс и технологии получения лицевого керамического кирпича на основе глин Республики Беларусь. В качестве способа объемного окрашивания кирпича был выбран наиболее доступный технологический прием – введение окрашивающих добавок. В работе были использованы белорусские глины месторождений «Гайдуковка» и «Щебрин», а в качестве добавок – природный тонкодисперсный мел и отход, образующиеся при производстве сахара, т.н. дефекат, объемы которого сопоставимы с выходом основного продукта.

Глины характеризуются полиминеральностью состава и отличаются содержанием значительного количества свободного кварца (до 35-38 %), красящих оксидов (Fe₂O₃ + TiO₂ 5-8 %), а также наличием карбонатных включений (до 7 %).

Дефекат (фильтрационный осадок) образуется при взаимодействии несахаров диффузионного сока с известью и диоксидом углерода, содержит около 50 % воды, примерно 40% карбоната кальция и 10 % прочих составляющих (калий, азотистые вещества, органические соединения). При среднем выходе сахара 12-13 % свеклосахарное производство дает к массе переработанной свеклы 10-12 % дефеката, который не находит промышленного применения и в настоящий момент вносятся в почву для нейтрализации и улучшения ее структуры [1].

Количество добавок в массах варьировалось при их постоянном суммарном содержании 15 %. Синтез материалов осуществлялся методом пластического формования при влажности массы 17–19 % по классической керамической технологии, с последующей сушкой при температуре (100±5) °С и обжигом в лабораторной муфельной печи при температурах 950, 1000 и 1050 °С с выдержкой при максимальной температуре в течение 1 ч.

Следует отметить, что в процессе формования опытных образцов, наблюдалось улучшение формовочных свойств масс, в состав которых вводили дефекат. Определение числа пластичности опытных масс показало увеличение данного показателя от 17 до 20 с ростом содержания дефеката, что обусловлено наличием в последнем остаточных органических составляющих.

Обожженные образцы охлаждали и испытывали на механическую прочность при сжатии и изгибе по ГОСТ 8462, открытую пористость по ГОСТ 4734, морозостойкость по ГОСТ 7025 и определяли коэффициент теплопроводности на приборе ИТЭМ-1М по ТУ 25-1175.127. Кроме того, с целью изучения закономерностей поведения керамических масс в процессе термообработки проведен их дифференциально-термический анализ, а для выявления взаимосвязи свойств со структурой синтезированных материалов – рентгенофазовый анализ и оптическая микроскопия.

Определение окраски материалов проводилось визуально по атласу цветов, путем сопоставления цвета образца с эталонной карточкой [2]. Отмечено положительное влияние добавок на окраску материалов. Так, при температуре обжига 1000 °С, образцам на основе глины «Гайдуковка» без добавок соответствовала красно-коричневая окраска, а с максимальным содержанием дефеката – желто-розовая.

Определение опытных образцов на морозостойкость показало, что они могут выдерживать около 40 циклов попеременного замораживания и оттаивания, что соответствует марке морозостойкости F 35.

Сравнительная характеристика опытных образцов приведена в таблице.

Таблица ‑ Свойства образцов лицевого кирпича

Наименование показателя	Значение показателя для образцов
	без добавок	с использованием добавок
Температура обжига, ºC	1000	1000
Визуальная окраска	Красно-коричневая	Желто-розовая
Водопоглощение, %	10,5	13,2
Кажущаяся плотность, кг/м^3	1850	1780
Открытая пористость, %	19,2	23,1
Предел прочности при сжатии, МПа	20,5	17,8

Исследование фазового состава синтезированных образцов методом рентгенофазового анализа позволило выявить присутствие дифракционных максимумов a-кварца, гематита и анортита. Было установлено, что относительная интенсивность дифракционных максимумов анортита зависит от состава массы и увеличивается с ростом содержания дефеката, что обуславливает отбеливание керамических образцов.

На основании результатов проведенных исследований показана реальная возможность получения керамического кирпича с улучшенными эксплуатационными свойствами и хорошими цветовыми характеристиками, соответствующих СТБ 1160–99 «Кирпич и камни керамические. Технические условия».

Литература:

1. Савостина О.А., Крицкая Е.Б. Отходы сахарного производства / Успехи современного естествознания // Российская Акад. Естествознания. – 2008. – №7.

2. Рабкин Е.Б. Атлас цветов. – М.: Медгиз, 1956. – 36 с.