Сырьевые материалы, применяемые для изготовления плитки

Основным сырьем для производства керамических плиток яв­ляются глинистые материалы (глины и каолины), кварцевый песок, причем содержание глинистых компонентов в массах составляет не менее 45 – 50%, в т. ч. глин – не менее 30%.[1]

1. Глины и каолин, которые обеспечивают пластичность влажной массы, необходимую для формовки заготовок плитки, обеспечение достаточной прочности полуфабриката в высушенном состоянии. Но с увеличением их содержания в массе увеличивается воздушная и общая усадка, следовательно, увеличивается количество брака в производстве.

2. Кварцевый песок который образует «скелет» керамического изделия, то есть выполняет структурную функцию, необходимую для того, чтобы ограничить и контролировать изменение размеров изделия, неизбежное при сушке и обжиге;

3. Карбонатные материалы, в зависимости от характера действия, разделяющиеся на плавни (полевые шпаты – алюмосиликаты натрия, калия, кальция, пегматит, доломит и др.) и отощающие (шамот, кварцевый песок, и т.д.), благодаря которым при обжиге достигается нужная вязкость, которая обеспечивает стекловидную и плотную структуру готового изделия.

Кроме основных сырьевых материалов, в производстве используются добавочные, вводимые в массу в качестве электролитов – растворимое стекло, каустическая сода, ПАВ органического происхождения (Сульфитно – спиртовая барда и др.); отбеливающие материалы – сернокислый кобальт и др.

Глазурь представляет собой смесь различных минералов и соединений (фритты, каолин, песок, различные окислы, красящие пигменты), которая наноситься на поверхность изделий и расплавляется. По температуре спекания глазурь подразделяют на: тугоплавкие (1100 – 1350°C) и легкоплавкие (900 – 1100°C). Плавкость глазури зависит от входящих в ее состав материалов.

Тугоплавкие глазури наносятся на изделия в сыром виде, т.е. без предварительного сплавления. В их состав входят: кварц, каолин, глина, природные карбонаты двухвалентных металлов (доломит, мрамор, и др).

Легкоплавкие глазури предварительно сплавляют. Материалы для сплавления таких глазурей: кварц, полевой шпат, бура или борная кислота, карбонат стронция, магнезит, доломит, и др.При последующем охлаждении расплавленная масса затвердевает, образуя стекло, которое придает верхнему слою плитки особые свойства.

Решающее влияние на технологические свойства глин, при­меняемых для керамических изделий, оказывает их минералоги­ческий состав. Он очень разнообразен, что объясняется различ­ным содержанием основных глинистых минералов (каолинита, гидрослюды, монтмориллонита, смешанослойных образований) и различными сочетаниями их. Лучшими для производства керамических изделий являются глины каолинитового и каолинит-гидрослюдистого или гидрослюдисто – каолинитового состава. Основные требования к глинам и другим материалам, из кото­рых составляют керамическую массу, определяются задаваемыми свойствами готового керамического изделия и его назначением. Например, к глазурованным плиткам для внутренней облицовки предъявляются требования по водопоглощению и цекоустойчивости (термостойкости), к плиткам для полов – по водопоглощению и сопротивлению на истираемость, к фасадным плиткам – по во­допоглощению и морозостойкости и т. д. Для производства глазурованных плиток для внутренней обли­цовки применимы как светложгущиеся тугоплавкие и огнеупорные глины, так и легкоплавкие глины некоторых видов, средне – или умеренно пластичные, без крупнодисперсных железистых или кар­бонатных включений, а также гипса и значительного количества органических примесей.

Большинство составов масс, применяемых при производстве керамических плиток на поточно-автоматизированных конвейер­ных линиях, содержат не только глинистые материалы, кварцевые пески, но и флюсующие добавки, снижающие температуру обжига, благодаря чему обеспечиваются нормальные условия работы жа­ростойких металлических роликов или жаростойких сеток в ще­левых печах.

Наряду с глинами и кремнеземом важным видом керамического сырья являются силикаты магния. Для плиточного производства значительный интерес представляет тальк. Это перспективное сырье для получения малоусадочных масс, для скоростных режи­мов обжига на поточно-конвейерных линиях. Цвет чистого талька белый, светло – серый [3].

Согласно ГОСТ 9169 – 75 глинистое сырье классифицируют: по огнеупорности, по содержанию Al2O3, по содержанию красящих оксидов (Fe2O3 и TiO2), по содержанию водорастворимых солей, по минеральному составу, по содержанию тонкодисперсных фракций, по содержанию крупнозернистых включений, по пластичности, по механической прочности на изгиб в сухом состоянии, по спекаемости, по содержанию свободного кремнезема.

Для керамических плиток для внутренней облицовки стен применяют: глины огнеупорные, тугоплавкие, реже легкоплавкие, средне – или умереннопластичные, с низким содержанием крупных и средних включений железистых минералов, гипса и органических остатков.[1]

В зависимости от огнеупорности глинистое сырье подразделяют на группы: огнеупорные (1580 и выше (%)), тугоплавкие (от 1350 до 1580 (%)), легкоплавкие

(менее 1350%). По количеству, размеру и виду крупнозернистых включений глинистое сырье подразделяют на группы: количество включений размером более 0,5 мм,%: с низким содержанием (менее 1), со средним содержанием (от 1 до 5), с высоким содержанием (св. 5).

Размер преобладающих включений (св.50%), мм: с мелкими включениями (менее 1), со средними включениям (от 1 до 5), с крупными включениями (св. 5).

Вид преобладающих включений (св. 50%): с включениями обломков горных пород (граниты, сланцы, кварциты); с включением кварца (кварц); с включениями железистых минералов (пирит, марказит, сидерит, окислы и гидроокислы железа); с включениями гипса (гипс);с карбонатными включениями (кальцит, доломит и др.); с включениями органических (растительные остатки, торф, уголь и др.).

В зависимости от пластичности глинистое сырье подразделяют на группы: высокопластичные (число пластичности св. 25), среднепластичные (от 15 до 25), умереннопластичные (от 7 до 15), малопластичные (от 3 до 7), непластичные (не дают пластичного теста).

В зависимости от температуры спекания глинистое сырье подразделяют на группы: низкотемпературного спекания (до 1100°C), среднетемпературного спекания (св. 1100 до 1300°C), высокотемпературного спекания (св. 1300°C) [4].

Глазурь представляет собой смесь различных минералов и соединений (фритты, каолин, песок, различные окислы, красящие пигменты, которые наносятся на поверхность изделия и расплавляются).

Глазурь (нем. Glasur, от Glas – стекло) - стекловидное защитно – декоративное покрытие на керамике, закрепляемое обжигом (прозрачное или непрозрачное, бесцветное или окрашенное).

Температура плавления глазурей в зависимости от вида черепка и температуры его спекания составляет 900 – 1400°C.

Назначение глазурей – прикрыть пористый черепок изделий плотным и гладким слоем, придать изделиям с плотным черепком повышенную механическую прочность и хороший внешний вид, повысить химическую устойчивость, гарантировать электрические свойства, защитить внутри и подглазурный декор от механического и химического воздействия, служить декоративным элементом, а также подложкой над – и внутриглазурного декора. Декорирование плиток может осуществляться методом сериографии, набрызгивания, нанесения глазурей с различным поверхностным натяжением.

Существуют следующие виды глазурей:

1. По прозрачности – прозрачные и глухие, по наличию окраски – бесцветные и окрашенные, а так же одноцветные и многоцветные. Прозрачные глазури не прячут цвет и фактуру поверхности самой плитки. Глухая глазурь почти полностью отражает световые лучи и таким образом скрывает поверхность керамического изделия. В глазурном слое глухих глазурей имеются микроскопической величины кристаллы, рассеивающие световые лучи. Глушение глазури достигается введением в ее состав компонентов, которые не расплавляются при обжиге изделия и продолжают оставаться в глазури в кристаллическом состоянии либо которые обуславливают образование новых кристаллов во время затвердевания глазурного расплава.

2. По степени блеска существуют глазури глянцевые и матовые, по методу изготовления – сырые и фриттованные. В сырых глазурях глазурный шликер изготавливается помолом и смешением компонентов. Фриттой называется сплав первичных компонентов, входящих в состав глазурей. Таким образом, фриттованные глазури приготовляются путем предварительного сплавления ее исходных компонентов и последующим помолом фритты с добавками или без них.

3. По температуре плавления глазури различают легкоплавкие (для температур обжига 900-1100°C) и тугоплавкие (до 1350°C), по предназначению – фарфоровые, фаянсовые и майоликовые.

4. По составу временами глазури называют в соответствии наименованию одного или же нескольких компонентов, которые применяются в процессе изготовления глазури и определяют их основные свойства. Глазури бывают: полевошпатные, свинцовые, борные, циркониевые, стронциевые, литиевые, фосфатные и др.