РАЗРАБОТКА  РЕЦЕПТУРЫ  СТЕКЛЯННЫХ  ЭМАЛЕЙ  ДЛЯ  ДЕКОРИРОВАНИЯ  ФАСАДНЫХ  ОТДЕЛОЧНЫХ  МАТЕРИАЛОВ

Мамонов  Роман  Сергеевич

студент  1  курса,  кафедра  химии,  факультет  ММТ,  СТИ  НИТУ  МИСиС,  РФ,  г.  Старый  Оскол

E-mail : 

Чичварин  Александр  Валерьевич

научный  руководитель,  канд.  хим.  наук,  доцент  СТИ  НИТУ  МИСиС,  РФ,  г.  Старый  Оскол

На  сегодняшний  день  существует  множество  видов  продукции  облицовочного  кирпича.  Высокий  интерес,  как  с  практической,  так  и  с  технической  точки  зрения  вызывает  так  называемый  глазурованный  кирпич.  Данный  кирпич  хорошо  выделяется  из  всех  облицовочных  строительных  материалов  своими  высокими  характеристиками,  декоративными  свойствами  и  технологическими  параметрами,  такими  как:  прочность,  стойкость  к  истиранию,  влагоустойчивость,  высокий  индекс  морозостойкости,  широкий  температурный  интервал.  Кроме  этого,  такой  кирпич  не  требует  ухода,  легко  моется,  не  подвержен  химическому  и  бактериологическому  воздействию.  Главным  минусом  этого  строительного  материала  является  высокие  цена  и  доля  импорта  на  Российском  рынке  [5]. 

Основные  компании,  представляющие  на  Российском  рынке  данный  вид  продукции  —  IBSTOCK  (Великобритания),  St.  Joris  (Голландия),  COVADONGA  (Испания),  Klinkerwerke  Muhr  (Германия),  ООО  НПП  "Крона-СМ"  и  ОАО  «РКЗ»  (Россия).  Доля  импорта  на  Росиийский  рынок  глазурованного  кирпича  представлена  на  рисунке  1.

Рисунок  1.  Диаграмма  экспорта  глазурованного  кирпича  на  Российский  рынок

В  представленной  работе  объектом  исследования  были  выбраны  легкие  глухие  стеклянные  эмали  на  основе  отходов  стекольного  производства.  Исследование  было  направлено  на  получение  более  дешевого  и  прочного  силикатного  глазурирующего  состава  разной  окраски,  с  целью  анализа  потенциальной  возможности  импортозамещения.  Основной  упор  для  создания  данных  стеклянных  эмалей  ставился  на  использование  вторичного  (отходы  от  производства)  материала,  в  качестве  которого  рассматривали  бой  борсиликатного  стекла.

Для  приготовления  стеклянной  глазури  использовали  оксид  свинца  (свинцовый  глет  —  PbO₂),  оксид  бора  (борный  ангидрид  —  B₂O₃)  и  бой  борсиликатного  стекла.  Основной  состав  шихты  для  изготовления  стеклянной  эмали  представлен  в  таблице  1.  Перед  варкой  компоненты  шихты  измельчали  до  пылеобразного  состояния  с  размером  фракции  от  5  до  10  мкм,  затем  механически  перемешивали  до  визуально  однородного  состояния.  В  качестве  красящего  вещества  использовали  оксиды  и  карбонаты  металлов:  карбонат  кальция  (природный  мел  CaCO₃),  карбонат  церия  (CeCO₃),  оксид  хрома  (Cr₂O₃),  оксид  меди  (CuO),  оксид  кобальта  (кобальтовая  синь  CoО),  оксид  марганца  (MnO₂),  шлам  гальванического  производства,  оксид  железа  (Fe₂O₃)  [3,  4].

Таблица  1.

Состав  шихты  для  изготовления  стеклянной  эмали

Варку  стекольной  шихты  проводили  в  лабораторной  муфельной  печи  SNOL  30/1100  при  температуре  780ºС,  после  чего  подвергали  резкому  охлаждению.  В  результате  происходило  термомеханическое  разрушения  полученной  стеклянной  массы,  что  существенно  облегчает  ее  дальнейшую  переработку  [1,  2].  Полученные  образцы  в  качестве  примера  представлены  на  рисунке  1.

Для  приготовления  стеклянной  глазури  охлажденную  стеклообразную  массу  перетирали  в  лабораторном  дисковом  истирателе  ЛДИ65.  В  результате  был  получена  порошкообразная  масса  фракции  5—10  мкм.

Рисунок  1.  Образцы  полученной  цветной  стекломассы

Полученную  массу  наносили  на  поверхность  глазурируемых  кирпичей  и  подвергали  фьюзинговому  обжигу  при  температуре  720  ºС,  что  соответствовало  точке  размягчения  стеклянной  эмали.  Полученные  образцы  представлены  на  рисунке  2.  Следует  отметить,  что  глухие  эмали,  имеющие  в  своем  составе  мел  характеризовались  интенсивностью  окраски  и  глубиной  цвета.

Рисунок  2.  Образцы  обжигового  кирпича,  декорированного  стеклянной  эмалью

В  результате  проведенного  исследования  была  показана  возможность  использования  альтернативных  рецептур  стеклянных  эмалей  на  основе  вторичного  сырья,  что  указывает  на  коммерциализуемость  полученных  продуктов  и  потенциальную  возможность  импортозамещения.  Следует  также  отметить,  что  полученная  глазурь  характеризуется  высокими  декоративными  свойствами,  прочностью,  стойкостью  к  истиранию,  высокой  адгезией  к  покрываемой  поверхности,  а  также  чрезвычайно  высокой  химической  стойкостью.

Список  литературы:

1.Будов  В.М.,  Саркисов  П.Д.  Производство  строительного  и  технического  стекла  М.:  Высшая  школа,  1991.

2.Гулоян  Ю.А.  Технология  стекла  и  стеклоизделий  Владимир:  Транзит,  2003.  —  479  с.

3.Матвеев  М.А.  Расчеты  по  химии  и  технологии  стекла:  Справ.  пособие  М.,  1972.  —  239  с. 

4.Панкова  Н.А.,  Михайленко  Н.Ю.  Стекольная  шихта  и  практика  ее  приготовления  М.:  РХТУ,  1997.  —  80  с.

5.Шелби  Дж.  Структура,  свойства  и  технология  стекла  /  Пер.  с  англ.  М.:  Мир,  2006.  —  288  с.