Вибір та обрунтування технології виробництва керамічних плиток для підлоги (стр. 2 из 20)

Можливість надання плиткам різних кольорів дозволяє використовувати їх для декоративного оформлення архітектурних елементів приміщень. Внаслідок високої кислотостійкості такі керамічні плитки можливо застосовувати для настилу підлоги в хімічних цехах [1,2].

В даному проекті планується організувати виробництво неглазурованої плитки для підлоги розміром 400×400×10 мм, яка має високий попит у будівництві і населення.

Керамічні плитки для підлоги відрізняються довговічністю і високими санітарно-гігієнічними якостями. І у зв'язку з цим до зовнішнього виду, форм і точності розмірів, а також фізико-керамічних властивостей плиток для підлоги пред'являють вимоги стандарту ДСТУ БВ.2.7-117-2002 [3]:

1 Не допустимі тріщини плиток.

2 Кольорові відтінки і плями видимі на відстані 1,7 м від плиток не допускаються.

3 Викривлення одного кута плитки по відношенню до інших допускається не більше 1,5 мм.

4 Розшарування плиток і пухирців на лицьовій поверхні не допускаються.

5 Черепок плиток у зламі повинний бути спечений.

6 Водопоглинення плиток не повинно перевищувати 3,5 %.

7 Плитки повинні бути дуже міцними на стирання й удар. На стирання допускається максимальна втрата 0,18 г/см² поверхні тертя.

Опір удару плитки повинні витримувати згідно стандарту ДСТУ БВ.2.7-117-2002 при товщині плитки 10 мм не менше 5 ударів при падінні кулі.

8 Кислотостійкість черепка плитки, що має водопоглинання менше 3,5 %, звичайно знаходиться у межах 97- 98 %.

9 Межа міцності при вигині не менше 25 МПа.

10 Морозостійкість неглазурованих плиток не менше 25 циклів.

1.3Характеристика сировинних матеріалів, вимоги стандартів

У даному проекті планується використовувати наступні сировинні матеріали: глину положську (м. Пологи, Запорізька обл.), маріуполіт (м. Маріу-поль, Донецька обл.), червоний шлам відходи виробництва Миколаївського глиноземного заводу (м. Миколаїв). В якості реологічних додатків будуть використовуватися сода кальцинована і рідке скло.

Положська глина, марки ПЛГ-3а, має наступний хімічний склад (масові %):

- 60,5;

- 28,0;

+

- 0,8; CaO - 0,8; MgO - 0,74;

- 0,4;

- 2,0; втрати при прожарюванні 6,76%. У залежності від вмісту

в прожарювальному стані глина відноситься до основних глин, а від вмісту

+

- до глин з вісьма середнім вмістом фарбуючи окислів. Відноситься до вогнетривких глин, бо має вогнетривкість 1730°C. В залежності від температури і ступеня спечення глина відноситься до групи високо- температурного спечення з температурою 1400°C. Глина середньодисперсна, бо має вміст фракції частиць < 0,1 мкм - 40% і середньопластична - число пластичності 23-25. Вологість складської глини не більше 24%, залишок на ситі №009 не більше 9% [4,5,6].

Маріуполіт має наступний хімічний склад (масові %):

- 56,48;

- 19,0;

- 4,56;

- 0,54; CaO - 1,68; MgO - 0,65; MnO - 0,16;

- 9,87;

- 3,56; втрати при прожарюванні 3,5%. Щільність становить ρ = 2,58 - 2,64 г/см³, температура плавлення 1200°C. Вологість маріуполіту не менше 6% [7].

Червоний шлам, відходи виробництва МГЗ, має наступний хімічний склад (масові %):

- 8,37;

- 13,38;

- 58,27;

- 3,53; CaO - 1,53; MgO - 0,55; SO3 - 0,15;

- 2,35;

- 0,33; втрати при прожа-рюванні 11,54%. Вологість червоного шламу не менше 2%.

Сода кальцинована, марки Б, має такий хімічний склад (масові %):

- 59,0; втрати при прожарюванні - 41,0%.

Рідке скло, його хімічний склад (масові %):

- 31,6;

- 49,5; втрати при прожарюванні - 18,9%. Щільність становить ρ = 1,40 г/см³ і відно-шення

/

= 1,5 [5,6].

Глини - це природні водоалюмосилікати з різними домішками, що здатні при замішуванні з водою утворювати пластичне тісто, яке після випалу необоротно переходить у каменеподібний стан.

У хімічному складі глин присутні наступні основні оксиди:

,

, CaO, MgO,

,

,

,

.

Кремнезем

знаходиться в глинах у зв'язаному і вільному стані: зв'я-зувальний кремнезем входить у склад глиноутворюючих мінералів, вільний представлений домішками кварцового піску. Загальний вміст кремнезему в глинах складає 60-65%.

Глинозем

знаходиться в глинах у зв'язаному стані, бере участь в складі глиноутворюючих мінералів і слюдистих домішок. Він є найбільш тугоплавким оксидом: зі збільшенням його вмісту вогнетривкість глин збільшується.

Вапняк CaO і магнезія MgO входять звичайно у склад карбонатів - каль-циту і доломіту, в невеликих кількостях вони присутні також у складі деяких глинистих мінералів. При відносно високих температурах випалу вапняк вступає в реакцію з глиноземом і кремнеземом і, утворюючи евтектичні розплави у вигляді алюмокальцієвих силікатних стекол, різко знижує темпе-ратуру оплавлення глини [5].

Окис заліза

вміщується в глинах у складі домішок і оказує на них і на випалений черепок фарбуючи дію, а також є флюсом.

Двоокис титану

присутній у домішках і вміст її не перевищує 1,5%. Двоокис титану надає випаленому черепку колір зеленуватих тонів.

Лугові окисли

,

входять у склад деяких глиноутворюючих мінералів, але у більшій частині випадків присутні в домішках у вигляді розчинних солей і в полевошпатних пісках. Вони послаблюють фарбуючи дію

і

і знижують температуру плавлення глини [5].

Для регулювання технологічних властивостей в склад маси вводять додаткові матеріали - опіснюючи і плавні, а для отримання кольорових плиток - барвники.

В якості плавня в масі буде використовуватися маріуполіт (нефелін) - забезпечує утворення рідкої фази і знижує температуру плавлення.

Червоний шлам - відходи переробки бокситів на глинозем. Його планується використовувати в якості барвника, він придає виробам червоно-коричневого кольору [7].

Для регулювання шлікерних властивостей маси використовуються елект-роліти: рідке скло і сода кальцинована. Вони використовуються для зниження вологості і отримання оптимальної текучості шлікера [8].

1.4 Розрахунок хімічного складу кераміки

Шихтовий склад маси, %:

Глина положська - 70,0

Маріуполіт - 30,0

Понад 100%:

Червоний шлам - 3,0

Сода кальцинована - 0,18

Рідке скло - 1,0

Перерахунок маси на 100%, мас.%:

Глина положська

Маріуполіт

Червоний шлам

Сода кальцинована