Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ АНГОБИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ БЕТОНА

Изобретение относится к способам ангобирования стеновых строительных материалов, в том числе изделий из бетона.

Известен способ ангобирования стеновых строительных материалов, включающий технологические операции приготовления ангоба, его нанесения, сушки и оплавления пламенем газовой горелки [Котлярова Л.В. Декорирование кирпича методом глазопламенной обработки: дис. канд. тех. наук: 05.23.05 / Л.В. Котлярова. - 1979, 174 с.].

Недостатками данного способа являются трудоемкие операции по предварительному получению дегидратационной беложгущейся глины, приготовление ангоба, его нанесения, сушки, а также применение достаточно дефицитного сырья, в частности ортофосфорной кислоты.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ ангобирования стеновых строительных материалов методом плазменного напыления, заключающийся в измельчении и рассеве фракции каолинов и беложгущихся глин, подаче частиц размером 30-250 мкм порошковым питателем в плазменную горелку и плазменном напылении на лицевую поверхность стеновых строительных материалов [Бессмертный B.C., Паршин Н.М., Ляшко Α.Α., Крохин В.П., Осыков А.И. Ангобирование стеновой керамики методом плазменного напыления // Стекло и керамика. - 2000. - №2. - С. 23-25].

Недостатком данного способа является высокая энергоемкость технологического процесса, невысокая прочность сцепления и морозостойкость покрытия.

Задача, решаемая предлагаемым способом, заключается в повышении качества ангобирования стеновых строительных материалов при снижении энергоемкости технологического процесса.

Технический результат заключается в повышении прочности сцепления и морозостойкости покрытия при снижении энергоемкости технологического процесса.

Технический результат от применения предлагаемого изобретения достигается тем, что способ ангобирования изделий из бетона включает в себя измельчение и рассев каолинов или беложгущихся глин, подачу порошка в плазменную горелку и плазменное напыление, причем механическую смесь каолинов и беложгущихся глин с керамическими пигментами и порошком высушенного жидкого стекла готовят предварительно при соотношении 10:1:2, а плазменное напыление производят при мощности 5 кВт и расходе плазмообразующего газа 2,0 м³/час.

Отличительным признаком предлагаемого способа является плазменное напыление технической смеси коалинов и беложгущихся глин с керамическим пигментом и порошком высушенного жидкого стекла при массовом соотношении 10:1:2.

При этом наблюдается по сравнению с известным способом повышение прочности сцепления покрытия с подложкой, так как смесь имеет более низкую температуру плавления, чем каолины и беложгущиеся глины. Так, Просяновский каолин имеет огнеупорность 1730-1770°C, а беложгущаяся Часов-Ярская глина - 1710-1750°C. Жидкое стекло позволяет снизить энергозатраты при ангобировании.

Порошок, высушенный из жидкого стекла, снижает жесткость термоудара при плазменной обработке бетона, что минимизирует процессы образования микротрещин в поверхностном слое изделия из бетона. Это способствует существенному повышению качества и долговечности покрытия, в частности прочности сцепления покрытия с подложкой.

При содержании в механической смеси высушенного порошка жидкого стекла менее 2 частей наблюдается незначительное увеличение прочности сцепления покрытия с подложкой. При содержании в механической смеси высушенного порошка жидкого стекла более 2-х частей ухудшаются эстетико-потребительские свойства покрытия, в частности наблюдается частичное вспенивание покрытия.

При содержании в механической смеси керамического пигмента менее 1 части существенно снижается интенсивность окраски покрытия. При содержании в механической смеси керамического пигмента более 2-х частей интенсивность окраски покрытия практически не изменяется.

Проведенный анализ известных способов ангобирования стеновых строительных материалов, в частности изделий из бетона, позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию «новизна».

Сопоставительный анализ технологических операций известного и предлагаемого способов представлен в таблице 1.

Пример 1

В качестве исходных материалов брали образец размером 50×50×50 мм, вырезанный из бетонной плиты стандартного размера.

Для приготовления механической смеси брали Просяновский каолин со следующим химическим составом (мас. %): SiO₂ - 47,6; Al₂O₃ - 36,77; TiO₂ - 0,24; Fe₂O₃ - 0,56; CaO - 0,83; MgO - 0,50; K₂O - 0,43; Na₂O - 0,10; SiO₂ свободный - 5,26; П.П.П. - 13,48. После рассева на ситах получали фракции 60-120 мм.

Натриевое жидкое стекло сушили при 95°C, измельчали и рассеивали на ситах на фракции 60-120 мм.

Брали стандартные заводские порошки керамических пигментов следующего химического состава (мас. %): CoO - 23; CoSO₄ - 69; ZnO - 5; SnO_2-3 [Масленникова Г.Н., Пищ И.В. Керамические пигменты. - 2009, М: РИФ «Стройматериалы», с. 140].

Порошки Просяновского каолина, сухого молотого жидкого стекла, керамического пигмента голубого цвета брали при массовом соотношении 10:1:2 и усредняли в лопастном смесителе в течение 60 мин.

Порошки подавали в порошковый питатель, а из него в плазменную горелку ГН-5р электродугового плазмотрона УПУ-3М.

Образец изделия из бетона устанавливали на пластинчатый конвейер с возвратно-поступательным механизмом, на который была установлена плазменная горелка ГН-5р.

Мощность работы плазмотрона составляла 5 кВт. Расход плазмообразующего газа аргона составлял 2,00 м³/час. Расход механической смеси порошка составлял 2,25 г/сек.

После плазменного напыления ангоба голубого цвета производили контроль качества готового изделия. Оптимальные параметры плазменного напыления представлены в таблице 2.

Пример 2

В качестве образца брали стандартных размеров куб размером 50x50x50 мм, вырезанный алмазным кругом из бетонной плиты.

Для механической смеси брали Часов-Ярскую глину следующего химического состава (мас. %): SiO₂ - 54,21; Al₂O₃ - 30,50; TiO₂ - 0,36; Fe₂O₃ - 1,56; CaO - 0,40; MgO - 0,90; SO₃ - 0,17; K₂O - 2,35; Na₂O - 0,47; SiO_{2 свободный} - 13,01; П.П.П. - 9,05.

Глину рассеивали на ситах и использовали для плазменного напыления фракцию 60-120 мкм.

Стандартное натриевое жидкое стекло сушили при 95°C, мололи и рассеивали на фракции 60-120 мкм.

Брали стандартный керамический пигмент красного цвета следующего химического состава (мас. %): FeSO₄·7H₂O - 91,4; ZnO - 8,6 [Масленникова Г.Н., Пищ И.В. Керамические пигменты; 2009. - М.: РИФ «Стройматериалы», с. 158].

Механическую смесь порошков Часов-Ярской глины, керамического пигмента красного цвета и высушенного жидкого стекла при массовом соотношении 10:1:2 подавали в порошковый питатель, а из него в плазменную горелку ГН-5р электродугового плазмотрона УПУ-8.

Параметры работы плазмотрона были следующие: мощность 5 кВт, расход плазмообразующего газа аргона - 2,00 м³/час. Расход порошка составил 2,75 г/сек.

Условия плазменного напыления механической смеси порошка изделия из бетона были такие же, как в примере 1.

Показатели качества ангобированного изделия из бетона представлены в таблице 3.

Пример осуществления контроля качества

Прочность сцепления покрытия с основой определяли методом отрыва на разрывной машине R-0,5 при испытании 5 образцов.

Среднюю прочность сцепления определяли, как среднеарифметическое пяти измерений: