к.т.н., Тамазов М.В.¹, к.х.н., Буравчук Н.И.², ассистент Тамазова Н.А.¹

¹ Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт), Россия

² Южный федеральный университет, Россия

Управление цветностью лицевого керамического кирпича из красножгущихся глин

В настоящее время наряду с проблемой изготовления продукции, обладающей высокими физико-техническими свойствами, ставится вопрос создания широкой цветовой гаммы получаемых керамических изделий. Ввиду преобладания в Ростовской области месторождений красножгущегося глинистого сырья, поиск эффективных хромофорных добавок для получения керамических изделий светлых тонов, удовлетворяющих требованиям ГОСТа 530-2007 [1], является актуальной научно-практической задачей.

Целью работы является анализ изменения колориметрических характеристик образцов объемно-окрашенной керамики светлых тонов с применением спектрофотометрических измерений для определения эффективности осветления керамического черепка.

Применение для осветления керамического черепка техногенных кальцийсодержащих материалов позволяет значительно снизить материалоемкость производства лицевого керамического кирпича. Вместе с этим решается актуальная проблема утилизации техногенных материалов. При проведении экспериментов в качестве пластичных компонентов применялись суглинок Большелогского месторождения с высоким содержанием оксида железа (Fe₂O₃=5,41 %) и тугоплавкая глина Владимировского месторождения ВКС-2 со средним содержанием оксида железа (Fe₂O₃=2,59 %). В качестве кальцийсодержащих добавок в керамические массы вводились мел и металлургический шлак. За базовый был принят состав №1. Образцы, изготовленные на его основе, имели красный цвет. Составы, температура термообработки и визуально определенный цвет анализируемых образцов приведены в табл. 1.

Таблица 1

Характеристики анализируемых проб

№ состава	Материал	Температура обжига, ^0С	Цвет образца
1	68 % суглинок Большелогский+ +17 % ВКС-2+15 % Песок	1000	красный
2	60 % суглинок Большелогский+ +15 % ВКС-2+25 % мел	1060	бежевый
3	64 % суглинок Большелогский+ +16 % ВКС-2+20 % высококальциевый металлургический шлак	1000	светло-желтый
4	гематит (α-Fe2O3)	-	красный

Снятие спектров отражения производилось на спектрофотометре Cary Varian 5000 (Австралия) в видимой области 380-780 нм при шаге сканирования 1 нм. При проведении эксперимента использовался стандартный источник света D₆₅. Определение колориметрических характеристик выполнялось в расчетном модуле Chromaticity программы Color, входящей в стандартную поставку оборудования Varian. Результаты обработки спектрофотометрических кривых приведены в табл. 2.

Таблица 2

Результаты определения колориметрических характеристик образцов

№ образца	Колориметрические характеристики
	Цветовой тон λдом, nm	Светлота L, %	Чистота Р, %	КО, %
1	589	58,2	35,8	60,8
2	576	79,0	32,9	79,8
3	581	81,2	34,3	81,6
4	600	31,1	93,2	41,2

С целью определения фазового состава полученных образцов керамики были проведены рентгенографические исследования, которые выполнялись на дифрактометре ARL X'TRA (США - Швейцария). На дифрактограмме образца №1 идентифицированы следующие кристаллические фазы (в ): кварц (4,26; 3,34; 2,12; 1,81), гематит (3,68; 2,69; 1,45), плагиоклаз (4,04; 2,32; 1,99). Фазовый состав образца №2 представлен кварцем (3,34; 2,43; 2,13; 1,81), анортитом (3,20; 2,79; 1,98), волластонитом (3,52; 2,98 1,74), мелилитом (3,47; 2,85; 2,30; 1,94). На дифрактограмме образца №3 распознаны следующие кристаллические фазы: кварц (4,26; 3,34; 2,13; 1,81), анортит (3,19; 3,10), волластонит (3,52; 2,98; 2,72), пироксен (2,91; 2,56; 2,04). Исследованиями рядом авторов в области технологии объемного окрашивания было установлено, что осветление керамического черепка происходит за счет вхождения ионов железа в состав сложных алюмосиликатных комплексов [2-4].

Таким образом, спектрофотометрическими исследованиями было подтверждено, что образцы объемно-окрашенной керамики светлых тонов №2 и №3 имеют более высокий коэффициент отражения (КО=80,4 и 79,1 % соответственно) по сравнению с образцом №1 (КО=60,8 %), изготовленным без применения хромофорных добавок. Также отмечается, что образцы объемно-окрашенной керамики характеризуются повышенными значениями светлоты (L₂=79,0 % и L₃=81,2 %) по сравнению с образцом базового состава №1 (L₁=58,2 %). Это может быть объяснено отсутствием в фазовом составе образца №1 гематита в качестве самостоятельной фазы, имеющего низкий коэффициент отражения (КО=41,2 %).

Литература:

1. ГОСТ 530-2007. Кирпич и камень керамические. Общие технические условия.

2. Альперович И.А. Производство лицевого глиняного кирпича. Обзор. М.: ВНИИЭСМ, 1978. – 67 с.

3. Абдрахимов В.З. Роль оксида железа в формировании структуры керамических материалов // Известия вузов. Строительство. – 2009. - №2. – С. 31-36.

4. Довженко И.Г. Лицевой керамический кирпич светлых тонов с применением отхода черной металлургии // Стекло и керамика. – 2011. - №8. – С. 11-13.