RU2119468C1 - Method of removing sulfate salting out products on ceramic facing article surface - Google Patents

Method of removing sulfate salting out products on ceramic facing article surface Download PDF

Info

Publication number
RU2119468C1
RU2119468C1 RU96113266A RU96113266A RU2119468C1 RU 2119468 C1 RU2119468 C1 RU 2119468C1 RU 96113266 A RU96113266 A RU 96113266A RU 96113266 A RU96113266 A RU 96113266A RU 2119468 C1 RU2119468 C1 RU 2119468C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
efflorescence
mixture
clay
charge
salting out
Prior art date
Application number
RU96113266A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96113266A (en
Inventor
Н.Г. Чумаченко
П.А. Арбузов
Original Assignee
Самарская государственная архитектурно-строительная академия
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Самарская государственная архитектурно-строительная академия filed Critical Самарская государственная архитектурно-строительная академия
Priority to RU96113266A priority Critical patent/RU2119468C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2119468C1 publication Critical patent/RU2119468C1/en
Publication of RU96113266A publication Critical patent/RU96113266A/en

Links

Images

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

FIELD: building industry. SUBSTANCE: method involves addition of high-aluminous cement at amount 0.5-2.0 wt.-% of charge mass or 100-200% of SO3 content in charge to raw charge. Then blanks are formed, dried and calcined. Method is used for production of ceramic bricks, stones, blocks, tiles and plates. Method ensures to eliminate salting out products on facing article surface completely. EFFECT: improved method of removing. 2 cl, 3 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и позволяет получать керамические изделия (керамические кирпич, камни, блоки, черепицу, плитку) преимущественно на основе красножгущихся глин. The invention relates to the building materials industry and allows to obtain ceramic products (ceramic bricks, stones, blocks, tiles, tiles) mainly on the basis of red-burning clays.

Одним из основных источников образования высолов на поверхности керамических изделий являются растворимые сульфатные соли в составе формовочной массы. В процессе сушки водорастворимые соли выносятся влагой на поверхность сырца, где и отлагаются. При обжиге они закрепляются на поверхности и становятся заметными на фоне естественной окраски черепка в виде белых и цветных пятен, делая лицевые поверхности изделий неоднотонными. One of the main sources of efflorescence on the surface of ceramic products is soluble sulfate salts in the molding composition. During the drying process, water-soluble salts are carried out by moisture to the surface of the raw material, where they are deposited. During firing, they are fixed on the surface and become noticeable against the background of the natural color of the crock in the form of white and colored spots, making the front surfaces of the products non-uniform.

Известен способ устранения сульфатных высолов [1], предусматривающий введение добавки тонкомолотого кварцевополевошпатового песка, измельченного в вибромельнице, в количестве 10-15% совместно с угольной пылью (6-7 мас.%) или без нее. A known method of eliminating sulfate efflorescence [1], involving the introduction of additives of finely ground quartz feldspar sand, crushed in a vibratory mill, in an amount of 10-15% with or without coal dust (6-7 wt.%).

Недостатки данного способа: не обеспечивает полного устранения высолов, а только уменьшает их; имеет ограниченную область применения только для лессов и лессовидных пород. The disadvantages of this method: does not provide a complete elimination of efflorescence, but only reduces them; has a limited scope only for loess and loesslike rocks.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ предотвращения сульфатных высолов за счет введения в шихту соединений бария (прототип) [2], связывающих содержащиеся в формовочной массе растворимые сульфатные соли в нерастворимую соль сернокислого бария. The closest in technical essence and the achieved effect is a method of preventing sulfate efflorescence by introducing barium compounds into the charge (prototype) [2], which bind soluble sulfate salts contained in the molding mass into an insoluble salt of barium sulfate.

В качестве барийсодержащих добавок применяют разные соединения: BaCO3, Ba(HCO3)2, Ba(OH)2 • 8H2O, BaCl2 • 2H2O, BaF2 и др., которые в формовочную массу вводятся в виде сухого порошка или в виде суспензий с водой затворения. Лучшие результаты получены при введении добавки в виде тонкой однородной суспензии [3] . Барийсодержащие добавки взаимодействуют с растворимыми солями, например, по следующим реакциям:
CaSO4 + BaCO3 _______→ BaSO4 + CaCO3 (1)
CaSO4+ Ba(OH)2•8H2O __→ BaSO4+ Ca(OH)2 +8H2O (2)
CaSO4+ BaCl2•2H2O __→ BaSO4+ CaCl2+ 2H2O (3)
CaSO4 + BaF _________→ BaSO4 + CaF2 (4)
Образование в ходе реакций новых растворимых соединений [Ca(OH)2, CaCl2, CaF2] не гарантирует отсутствие высолов на поверхности обожженных керамических изделий.
Various compounds are used as barium-containing additives: BaCO 3 , Ba (HCO 3 ) 2 , Ba (OH) 2 • 8H 2 O, BaCl 2 • 2H 2 O, BaF 2 , etc., which are introduced into the molding composition as a dry powder or in the form of suspensions with mixing water. The best results were obtained with the introduction of additives in the form of a thin homogeneous suspension [3]. Barium-containing additives interact with soluble salts, for example, in the following reactions:
CaSO 4 + BaCO 3 _______ → BaSO 4 + CaCO 3 (1)
CaSO 4 + Ba (OH) 2 • 8H 2 O __ → BaSO 4 + Ca (OH) 2 + 8H 2 O (2)
CaSO 4 + BaCl 2 • 2H 2 O __ → BaSO 4 + CaCl 2 + 2H 2 O (3)
CaSO 4 + BaF _________ → BaSO 4 + CaF 2 (4)
The formation of new soluble compounds [Ca (OH) 2 , CaCl 2 , CaF 2 ] during the reactions does not guarantee the absence of efflorescence on the surface of fired ceramic products.

В присутствии CaCO3 в глиномассе может происходить следующая обменная реакция с образованием BaCO3:

Figure 00000001

При этом BaCO3 может сплавиться с черепком, а CaSO4 - образовать высолы на обоженном кирпиче. Следовательно, введение солей бария в глины с высоким содержанием карбонатов нецелесообразно.In the presence of CaCO 3 in the clay mass, the following metabolic reaction can occur with the formation of BaCO 3 :
Figure 00000001

At the same time, BaCO 3 can fuse with the shard, and CaSO 4 can form efflorescence on fired brick. Therefore, the introduction of barium salts in clay with a high content of carbonates is impractical.

Общим недостатками данного способа являются: ограниченная область применения, т. к. добавка солей бария не дает должного эффекта для глинистых пород с большим содержанием карбоната кальция [2, 4, 5]; имеется вторичное загрязнение окружающей среды при обжиге за счет диссоциации, например, CaCl2, CaF2 (3,4) и выделения хлоридов и фторидов; возможно образование вторичных высолов за счет образования новых растворимых соединений, например, Ca(OH)2 (2).Common disadvantages of this method are: limited scope, since the addition of barium salts does not give the desired effect for clay rocks with a high content of calcium carbonate [2, 4, 5]; there is secondary environmental pollution during firing due to dissociation, for example, CaCl 2 , CaF 2 (3,4) and the release of chlorides and fluorides; secondary efflorescence is possible due to the formation of new soluble compounds, for example, Ca (OH) 2 (2).

Кроме того, разные способы введения добавок имеют свои недостатки: при использовании сухого порошка не достигается равномерно его распределение в массе, что приводит к образованию местных высолов на поверхности изделий или к перерасходу добавки; при введении добавки в виде суспензии осложняется технология за счет дополнительного приготовления ее и стабилизации. In addition, different methods of introducing additives have their drawbacks: when using a dry powder, its distribution in the mass is not evenly achieved, which leads to the formation of local efflorescences on the surface of the products or to excessive consumption of additives; when introducing an additive in the form of a suspension, the technology is complicated due to its additional preparation and stabilization.

Целью изобретения является полное устранение высолов на керамических облицовочных изделиях, изготовленных из формовочной массы, содержащей соли растворимых сульфатов, на основе любого глинистого сырья. The aim of the invention is the complete elimination of efflorescence on ceramic cladding products made from a molding material containing soluble sulfate salts, based on any clay raw materials.

Указанная цель достигается тем, что в способе, включающем введение в шихту добавки, связывающей содержащиеся в формовочной массе растворимые сульфатные соли в нерастворимые соединения, формование, сушку и обжиг, в качестве добавки используют высокоглиноземистый цемент (ВГЦ) в количестве 0,5 - 2,0 мас.% от массы шихты (глины, глиносодержащего сырья или смеси глиносодержащего сырья и отощителя). This goal is achieved by the fact that in the method comprising introducing into the mixture additives that bind the soluble sulfate salts contained in the molding material into insoluble compounds, molding, drying and firing, high-alumina cement (VHC) in an amount of 0.5 - 2 is used as an additive, 0 wt.% By weight of the mixture (clay, clay-containing raw materials or a mixture of clay-containing raw materials and a detergent).

Устранение высолов обеспечивается за счет следующих факторов. Растворимые соли сульфатов в воде диссоциируют, например, на CaSO4 _____→ Ca2+ + SO 2- 4 . ВГЦ содержит активные клинкерные минералы - алюминаты кальция (CaO•Al2O3, CaO•2Al2O3), которые при гидратации за короткий промежуток времени образуют положительно заряженные мицеллы гидроалюминатов кальция. Ионы SO 2- 4 взаимодействуют в формовочной массе с гидроалюминатами кальция при обычной температуре с образованием нерастворимого гидросульфоалюмината кальция, например, по реакции [6]:

Figure 00000002

Взаимодействуя таким образом с растворимыми сульфатами, гидроалюминаты будут задерживать соли во внутренних слоях изделий, не допуская образования высолов на поверхности. С учетом молекулярных масс взаимодействующих по реакции (6) компонентов - 201 и 288, для образования гидросульфоалюмината кальция, содержание вводимых алюминатов должно приближаться к содержанию
Figure 00000003
в шихте. В ходе этой реакции не образуются новые растворимые соединения - источники вторичных высолов. Побочным продуктом является аморфный Al(OH)3, который улучшает технологические параметры за счет расширения интервала спекания.The elimination of efflorescence is ensured by the following factors. Soluble sulfate salts in water dissociate, for example, on CaSO 4 _____ → Ca 2+ + SO 2- 4 . The VHC contains active clinker minerals - calcium aluminates (CaO • Al 2 O 3 , CaO • 2Al 2 O 3 ), which, when hydrated for a short period of time, form positively charged micelles of calcium hydroaluminates. Ions SO 2- 4 interact in the molding mass with calcium hydroaluminates at ordinary temperature with the formation of insoluble calcium hydrosulfoaluminate, for example, by the reaction [6]:
Figure 00000002

Interacting in this way with soluble sulfates, hydroaluminates will retain salts in the inner layers of the products, preventing the formation of efflorescence on the surface. Taking into account the molecular masses of the components interacting by reaction (6), 201 and 288, for the formation of calcium hydrosulfoaluminate, the content of the introduced aluminates should approach the content
Figure 00000003
in the charge. In the course of this reaction, no new soluble compounds are formed - sources of secondary efflorescence. Amorphous Al (OH) 3 , which improves process parameters by extending the sintering interval, is a by-product.

Сопоставимый анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного введением нового компонента ВГЦ. Признаки заявляемого решения не совпадают с признаками известного решения (табл. 1). Благодаря отличиям решения достигается новый положительный эффект, выраженный в полном устранении высолов на поверхности керамических облицовочных изделий, изготовленных из любого глинистого сырья. A comparable analysis with the prototype shows that the inventive method differs from the known introduction of a new component of the HCV. The signs of the proposed solutions do not coincide with the signs of the known solutions (table. 1). Thanks to the differences in the solution, a new positive effect is achieved, expressed in the complete elimination of efflorescences on the surface of ceramic cladding products made from any clay raw materials.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

Из глины, глиносодержащего сырья или смеси глиносодержащего сырья и отощителя готовят шихту, вводя в нее технологическую добавку ВГЦ, перерабатывают ее по традиционной технологии и способом пластического формования готовят, например, кирпич, сушат его и обжигают. A mixture is prepared from clay, clay-containing raw materials, or a mixture of clay-containing raw materials and a detergent, introducing a VHC technological additive into it, it is processed according to traditional technology and, for example, brick is prepared by plastic molding, dried and fired.

Примеры экспериментальной проверки. Examples of experimental verification.

Пример 1. Example 1

На Чапаевском кирпичном заводе Самарской обл. изготавливают лицевой керамический кирпич из шихты следующего состава, мас.%:
78% - беложгущейся глины (г. Чапаевск);
22% - красножгущейся глины Воздвиженского месторождения.
At the Chapaevsky brick factory in the Samara region. make the front ceramic brick from a mixture of the following composition, wt.%:
78% - white-burning clay (Chapaevsk);
22% of the red-burning clay of the Vozdvizhenskoye deposit.

Обе глины имеют значительное содержание карбонатов, содержание которых подтверждается интенсивным вскипанием при действии HCl. На поверхности кирпича имеются высолы за счет наличия сульфатов в сырьевой шихте. Химические составы сырьевых компонентов приведены в табл. 2. Общее содержание сульфатов в пересчете на SO3 в шихте составляет ≈ 1%. В сырьевую шихту заводского состава вводили ВГЦ Подольского завода марки 400 в количестве от 0,5 до 3% от массы шихты. Шихту тщательно перемешивали, увлажняли до формовочной влажности, и, после суточного вылеживания, формовали пластическим способом образцы - плиточки размеров 60x30x10 мм. После сушки в естественных условиях образцы обжигали в лабораторной электрической печи (в окислительной среде) при температуре 950oC. Режим обжига: подъем температуры - 7 ч, выдержка при максимальной температуре - 1 ч, охлаждение до 50oC - 15 ч. Анализ высолов после обжига проводили визуально. В табл. 3 приведены показатели степени устранения высолов на поверхности в зависимости от состава. Как видно из таблицы, при введении 1-3% ВГЦ (100 - 300% ВГЦ от содержания SO3) высолы на поверхности кирпича полностью устранены. Введение BaCO3 (прототип) только уменьшает интенсивность образования высолов, т.к. в сырье содержится много карбонатных примесей и включений.Both clays have a significant carbonate content, the content of which is confirmed by intense boiling under the action of HCl. There are efflorescences on the surface of the brick due to the presence of sulfates in the raw material charge. The chemical compositions of the raw materials are given in table. 2. The total sulfate content in terms of SO 3 in the mixture is ≈ 1%. VGTs of the Podolsky plant of brand 400 was introduced into the raw material charge of the factory composition in an amount of 0.5 to 3% by weight of the charge. The mixture was thoroughly mixed, moistened to a molding moisture, and, after daily aging, plastic samples were formed - tiles 60x30x10 mm in size. After drying under natural conditions, the samples were fired in a laboratory electric furnace (in an oxidizing environment) at a temperature of 950 o C. Firing mode: temperature rise - 7 hours, holding at maximum temperature - 1 hour, cooling to 50 o C - 15 hours. Analysis of efflorescence after firing was carried out visually. In the table. 3 shows indicators of the degree of elimination of efflorescence on the surface, depending on the composition. As can be seen from the table, with the introduction of 1-3% VHC (100 - 300% VHC of the content of SO 3 ) efflorescence on the surface of the brick is completely eliminated. The introduction of BaCO 3 (prototype) only reduces the intensity of efflorescence, because the feed contains many carbonate impurities and inclusions.

Пример 2. Example 2

На Тольяттинском кирпичном заводе лицевой керамический кирпич изготавливают из следующей шихты, мас.%:
35% беложгущейся глины (г. Чапаевск Самарской обл.);
58% глины Даниловского месторождения;
7% фосфорного шлака.
At the Togliatti brick factory, front ceramic bricks are made from the following mixture, wt.%:
35% of white-burning clay (Chapaevsk, Samara region);
58% clay Danilovskoye deposits;
7% phosphorus slag.

Глина Даниловского месторождения содержит карбонатные примеси и включения. Химический состав приведен в табл. 2. Общее содержание сульфатов в шихте в пересчете на SO3 составляет 0,78%
Составы шихт, способ формирования, сушки и обжига аналогичны изложенным в примере 1. Результаты представлены в табл. 3. Как видно из таблицы, при введении 0,78 - 3,0% ВГЦ (100-256% ВГЦ от содержания SO3 в шихте) высолы полностью устранены. Введение BaCO3 (прототип) только уменьшает интенсивность образования высолов, что связано с наличием в сырье карбонатных примесей и включений.
Clay of the Danilovsky deposit contains carbonate impurities and inclusions. The chemical composition is given in table. 2. The total content of sulfates in the mixture in terms of SO 3 is 0.78%
The compositions of the charges, the method of formation, drying and firing are similar to those described in example 1. The results are presented in table. 3. As can be seen from the table, with the introduction of 0.78 - 3.0% HCV (100-256% HCV of the content of SO 3 in the charge), the efflorescence is completely eliminated. The introduction of BaCO 3 (prototype) only reduces the intensity of efflorescence formation, which is associated with the presence of carbonate impurities and inclusions in the feed.

Полученные данные позволяют утверждать, что добавка ВГЦ полностью устраняет высолы и оптимальным количеством является 0,5 - 2,0 мас.%. The data obtained suggest that the addition of VHC completely eliminates efflorescence and the optimal amount is 0.5 - 2.0 wt.%.

Источники информации:
1. 147514 (СССР), кл. 80в, 1201. Способ изготовления обожженного кирпича из лессов и лессовидных пород/ С.Ф.Лозицкий, К.Ш.Шатемиров. - Бюл. N 10 // Бюллетень изобретений, 1962.
Sources of information:
1. 147514 (USSR), cl. 80c, 12 01 . A method of manufacturing burnt bricks from loesses and loesslike rocks / S.F. Lozitsky, K.Sh. Shatemirov. - Bull. N 10 // Bulletin of inventions, 1962.

2. Зальманг Г. Физико-химические основы керамики. -М.:Госстройиздат, 1959, - С. 90-91. 2. Zalmang G. Physical and chemical foundations of ceramics. -M.: Gosstroyizdat, 1959, - S. 90-91.

3. Адамова Ю.С., Шапошникова А.Н., Причины появления выцветов на облицовочных изделиях // Труды НИИСтройкерамики. М., 1952, вып. 6, с. 22-48. 3. Adamova Yu.S., Shaposhnikova AN, Reasons for the appearance of fading on the facing products // Transactions of NIISstrokeramiki. M., 1952, no. 6, p. 22-48.

4. Философов П. С. Сульфатная коррозия керамических изделий // Местные строительные материалы, 1947, N 6. 4. Filosofov P. S. Sulfate corrosion of ceramic products // Local building materials, 1947, N 6.

5. Соколов Я. А., Якопсон Т.С., Большухин В.П. Использование баритовых отходов для связывания растворимых солей в глинах // Стекло и керамика, 1965, N 10, с.35-37. 5. Sokolov Ya. A., Yakopson TS, Bolshukhin VP The use of barite waste for binding soluble salts in clays // Glass and Ceramics, 1965, N 10, p. 35-37.

6. Кузнецова Т.В. Алюминатные и сульфоалюминатные цементы. - М.: Стройиздат, 1986, с.39,50. 6. Kuznetsova T.V. Aluminate and sulfoaluminate cements. - M.: Stroyizdat, 1986, p. 39.50.

Claims (1)

Способ устранения сульфатных высолов на поверхности керамических облицовочных изделий путем введения в сырьевую шихту добавки, формования, сушки и обжига, отличающийся тем, что в качестве добавки в шихту вводят высокоглиноземистый цемент в количестве 0,5 - 2,0 мас.% от массы шихты или 100 - 200 % от содержания SO3 в шихте.A method for eliminating sulfate efflorescences on the surface of ceramic cladding products by introducing additives into the raw material mixture, molding, drying and firing, characterized in that high-alumina cement is added to the mixture in the amount of 0.5 - 2.0 wt.% By weight of the mixture or 100 - 200% of the content of SO 3 in the mixture.
RU96113266A 1996-07-02 1996-07-02 Method of removing sulfate salting out products on ceramic facing article surface RU2119468C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96113266A RU2119468C1 (en) 1996-07-02 1996-07-02 Method of removing sulfate salting out products on ceramic facing article surface

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96113266A RU2119468C1 (en) 1996-07-02 1996-07-02 Method of removing sulfate salting out products on ceramic facing article surface

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2119468C1 true RU2119468C1 (en) 1998-09-27
RU96113266A RU96113266A (en) 1998-10-20

Family

ID=20182645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96113266A RU2119468C1 (en) 1996-07-02 1996-07-02 Method of removing sulfate salting out products on ceramic facing article surface

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2119468C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2597213C1 (en) * 2015-09-21 2016-09-10 Юлия Алексеевна Щепочкина Ceramic mixture for making bricks
RU2619567C1 (en) * 2016-05-04 2017-05-16 Юлия Алексеевна Щепочкина Ceramic mass for brick production

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Зальманг Г. Физико-химические основы керамики. - М.: Госстройиздат, 1959, с. 90 - 91. Адамова Ю.С. и др. Причины появления выцветов на облицовочных изделиях. Труды НИИСТРОЙКЕРАМИКИ. - М., 1952, вып.6, с.22-48. Философов П.С. и др. Сульфатная коррозия керамических изделий. Местные строительные материалы, 1947, N 6. Соколов Я.А. и др. Использование баритовых отходов для связывания растворимых солей в глинах. Стекло и керамика, 1965, N 10, с.35 - 37. Кузнецова Т.В. Алюминатные и сульфоалюминатные цементы. - М.: Стройиздат, 1986, с. 39,50. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2597213C1 (en) * 2015-09-21 2016-09-10 Юлия Алексеевна Щепочкина Ceramic mixture for making bricks
RU2619567C1 (en) * 2016-05-04 2017-05-16 Юлия Алексеевна Щепочкина Ceramic mass for brick production

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0476031B1 (en) Very early setting ultra high early strength cement
US4066471A (en) Constructional cement
EP0650940B1 (en) Inorganic hardening composition
US5073198A (en) Method of preparing building materials
KR20120057616A (en) Additives for a hydraulic binder based on a belite-calcium- sulphoaluminate-ferrite clinker
RU2119468C1 (en) Method of removing sulfate salting out products on ceramic facing article surface
US4220475A (en) Raw mix for producing Portland cement clinker
US20100193986A1 (en) Processing method for waste residue produced by burning and desulfurizing oil dregs
KR100544062B1 (en) Crack inhibitor for cement mortar
RU2161596C2 (en) Method of eliminating sulfate salted-out areas on surface of facing ceramic products
KR20210092729A (en) Method for producing hydraulic binder
RU2137731C1 (en) Raw mix for fabrication of ceramic products
CA2298328C (en) Hydrated calcium aluminate based expansive admixture
KR100473642B1 (en) a Method for Manufacturing Aluminate Clinker and Cement using a By-Product Steel and By-Plaster
US3748158A (en) Refractory aluminous cements
Shatov et al. Potential utilizations of soda production wastes
SU833828A1 (en) Method of brick leaching based on red-annealed clays
RU2431622C1 (en) Method to produce binder
SU1293138A1 (en) Method of producing portland cement clinker
JP3461019B2 (en) Environmentally friendly hydraulic composition and method for producing the same
RU2232735C1 (en) Raw meal for manufacturing masonry products
RU2746607C2 (en) Method for making facing ceramic articles
SU1765135A1 (en) Composition for production of building articles
RU2125545C1 (en) Binding agent
SU1299996A1 (en) Method for producing lower-base clinker