Spôsob zvýšenia mrazuvzdornosti keramických, najmä tehliarskych výrobkov

Číslo patentu: 285263

Dátum: 04.09.2006

Autori: Šveda Mikuláš, Komora Ladislav

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Opisuje sa spôsob zvýšenia mrazuvzdornosti keramických, najmä tehliarskych výrobkov z tehliarskych a/alebo keramických hlín, ktoré sú trvalo vystavené pôsobeniu počasia, ako sú lícovky, strešná krytina, výrobky pre exteriérovú dlažbu. Do tehliarskeho cesta sa pred homogenizovaním navyše pridávajú fosforečnany až polyfosforečnany alkalických kovov v množstve 0,1 až 10,0 % hmotn., výhodne 0,5 až 2,0 % hmotn., počítané na vysušenú hlinu.

Text

Pozerať všetko

(22) Dátum podania prihlášky 11. 12. 2002(24) Dátum nadobudnutia (51) Im C 1 (2006) účinkov patentu 5. 10. 2006 Vestník ÚPV SR a. 10/2006 C 04 B 22/00(31) Číslo priorimej prihlášky C 04 B 35/00(32) Dátum podania priorimej prihlášky ÚRAD (33) Krajina alebo regionálna PRIEMYSELNÉHO organizácia priority VLASTNÍCTVA (40) Dátum zverejnenia prihlášky 7. 7. 2004 SLOVENSKEJ REPUBLIKY Vestník ÚPV SR č. 7/2004(47) Dátum sprístupnenia patentu verejnosti 4. 9. 2006(86) Číslo podania medzinárodnej prihlášky podľa PCT(87) Číslo zverejnenia medzinárodnej prihlášky podľa PCT(54) Názov Spôsob zvýšenia mrazuvzdornosti keramických, najmä tehliarskych výrobkovOpisuje sa spôsob zvýšenia mrazuvzdomostí keramických,najmä tehliarskych výrobkov z tehliarskych a/alebo keramických hlín, ktore sú trvalo vystavené pôsobeniu počasia,ako sú lícovky, strešná krytina, výrobky pre exteriérovú dlažbu. Do tehliarskeho cesta sa pred homogenizovaním navyše pridávajú fosforečnany až polyfosforečnany alka» lických kovov v množstve 0,1 až 10,0 hmotn., výhodne 0,5 až 2,0 hmotn., počítané na vysušenú hlinu.Vynález sa týka stavebného priemyslu, výroby keramických, najmä tehliarskych výrobkov, vystavených vonkajším povetemostným podmienkam.Mnohé keramické výrobky, najmä tehliarske výrobky,sú často vystavené nepriaznivým povetemostným vplyvom ako napríklad stríedavému zmrazovaniu a rozmrazovaniu,pričom tieto sú mnohokrát vodou nasiaknuté. Vplyvom objemovej zmeny vody, ktorá sa nachádza v pórovej štruktúre črepu (počas zmrazovania) dochádza postupne k poškodeniu a znehodnoteniu výrobkov. Z tohto dôvodu sa zvyšovaniu mrazuvzdomosti keramických výrobkov venuje neustále pozomosť.Budnikov považuje za mrazuvzdome tie tehliarske výrobky, pri ktorých pomer objemu pórov stanovených nasiakavosťou za normálnej teploty vody k objemu pórov stanovených nasiakavosťou za varuje menší ako 0,85 Budnikov P. P. Technologie keramiky a žáruvzdorného zboží, str. 65,SNTL, Praha 1960.Ďalším výskumom v tejto oblasti sa zistilo, že na mrazuvzdornost vypálenćho črepu vplýva predovšetkým celkový objem pórov a objem pórov nad 3 m Maage M. Frostbeständigkeit und Porengrössenverteilung in Ziegeln. ZI, Vol. 43, No. 9, 1990, S. 472 - 481 No. 10, 1990, S. 582 - 588. Na základe výskumu s rôzne starými krytinami Lach, Vl. - Voborský, Z. O problému mrazuvzdornosti pálene krytiny. CS Logic, č. 2, 1991, str. 73 - 81 bolo stanovených až pät kritérií, ktoré musí krytina spĺňať, aby bola vysoko mrazuvzdomá1. Nasiakavost vody za chladu maximálne 12 .2. Nasiakavost vody po vare 2 hodiny maximálne 12,5 .3. Vzlinavost vody za 60 min. maximálne 33 mm.4. Objem pórov nad 0,5 m a súčasne objem pórov V rozsahu 0,075 až 0,75 m min. 60 .5. .ledna z hodnôt objemu pórov nad 0,5 m alebo V rozsahu 0,075 až 0,75 m min. 75 .Na mrazuvzdomost vplýva aj čas odležania zeminy a štruktúra výlisku Soucha A. Vady cihlářských výrobků. SNTL/SVTL, Praha 1963 a taktiež granulometrické, ako aj mineralogické zloženie suroviny Šveda M. EinfluB der Porenstruktur auf die Frostbeständigkeit von Ziegelprodukten. Z 1, Vol. 52, No. 7, 1999, S. 80 - 85. Pri rovnakom objeme pórov sa dosiahne vyššia mrazuvzdornost pri vyššom mediáne polomeru pórov.Ako je všeobecne známe, rast mediánu polomeru pórov sa získava zvyšovaním vypaľovacej teploty a predĺžením jej izotermy. Nakoľko zvyšovanie vypaľovacej teploty je ekonomicky náročné, pridávajú sa pri výrobe keramických výrobkov z vysoko taviteľných surovín rôzne tavivá, ako napr. alkalické živice, horečnaté kremičitany a pod., ktoré znižujú vypaľovaciu teplotu pri dosiahnutí rovnakej pórovltosti.Ale pri výrobe bežných tehliarskych výrobkov z nízkotaviteľných surovín by bolo pridávanie uvedených tavív neefektívne, pretože ich teplota tavenia je nad teplotou 1100 °C Hlaváč J. Základy technologie silikátů,SNTL/ALFA, Praha 1988. Pre tieto nízkotaviteľne suroviny do úvahy prichádzajú len tavivá s teplotou tavenia pod 900 °C, ako napr. NazCOg, a K 2 CO 3 a NaCl Stefanov S.Die Frostbestandigkeit keramischer Scherben. ZI lntemational, Vol. 31, No. 7, 1979, S. 370 - 377. Aplikácia uhličitanov môže však vyvolať pri rýchlom režime pálenia nafúknutie črepu a NaCl spôsobuje výraznú zmenu farby črepu do biela, čo nieje žiaduce pri výrobe pálenej krytiny.Ako tavivá sa okrem prírodných látok živcov, t. j. kremičítanov hlinitodrasených, resp. sodných s rôznym pomerom oxidov, používajú aj tzv. sekundárne tavivá, oxidy alkalických zemín a kovov a oxid železitý Pavlov V.F. Steklo i keramika, Moskva 1974, č. 8, s. 14 - 16.Autorské osvedčenie SU 482 420 opisuje prípravu keramických výrobkov zo zmesi hliny a odpadu z výroby fosfátov v pomere 2 ku 1,2 až 2,0 (piesočnatá kaolínová hmota a pomletá troska - škvára z výroby fosfátov), pričom na zvýšenie mrazuvzdomosti sa pridávajú v množstve 0,1 až 2 soli kyseliny fosforečnej a katiónov alkalických zemínFosfáty hliníka 0,03 až 0,09 a fosfáty železa alebo chrómu v množstve 0,02 až 0,06 sa používajú ako tavivo pri výrobe keramických obkladačiek na báze kaolínovej hliny piesočnej a 10 až 15 odpadu trosky - škváry z výroby železovanádia (SU 1 196 357).Použitie fosforečnanov železa, chrómu a kovov alkalických zemín je vhodné a účinné len pri použití zmesi kaolínovej hliny a pomletých trosiek z výroby železovanádia,resp. pomletćho odpadu z výroby fosforečnanov. Pri výrobkoch na báze čistých keramických a/alebo tehliarskych hlín sú fosforečnany alkalických zemín na zvýšenie mrazuvzdornosti prakticky neúčinné a chovajú sa ako chemicky inertné materiály.Podstatou tohto vynálezu je spôsob zvýšenia mrazuvzdomosti keramických, najmä tehliarskych výrobkov z tehliarskych a/alebo keramických hlín, vystavených pôsobeniu vonkajším povetemostným podmienkam prídavkom tavív, pri ktorom sa do tehliarskeho cesta pred homogenizovaním navyše pridávajú fosforečnany až polyfosforečnany alkalických kovov v množstve 0,1 až 10,0 hmotn. počítané na vysušenú hlinu.Prídavok fosforcčnanov prekvapujúco zvyšuje mrazuvzdomost keramických výrobkov, najmä strešných krytín. Fosforečnan sodný už V malých množstvách ovplyvňuje vlastnosti finálneho výrobku. Ako fosforečnany je možné použit najmä soli alkalických kovov, najmä hydrogenfosforečnan dvojsodný, dihydrogenfosforečnan sodný, fosforečnan trojsodný, ale tiež kondenzované fosforečnany a to metafosforečnany, dvojfosforečnany až polyfosforečnany sodné alebo draselné. Výhodou polyfosforečnanov je najmä tá skutočnosť, že tieto už neuvoľňujú počas výpaľovania vodu, ktorá môže spôsobovať zmeny objemu.lde o relatívne nízke množstvá prídavkov do keramického cesta, nakoľko už aj 0,25 hmotn. pridavok do keramického cesta sa znateľne prejavuje v mrazuvzdornosti vypáleného výrobku. Ich pridavok tiež poskytuje možnost znižovania teploty vypaľovania.Prisadu je možne pridávať k tehliarskej zemine v rôznych technologických fázach jej spracovania, pričom nie je potrebné menit režim sušenia. Prísada sa môže aplikovat v jemne rozomletom stave, alebo ako roztok priamo do keramickej suroviny, pričom musí byt potom zabezpečená jej dokonalá homogenizácia.Pri tehliarskych hlinách a íloch s nízkym podielom CaCOj je výhodné prísadu použit pri výrobe výrobkov pre exteriérovú dlažbu, nakoľko sa výrazne zvyšuje nielen objemová hmotnost a mrazuvzdomosť, ale sa súčasne výrazne znižuje ich obrúsnosť. Pri tehlíarskych hlinách a íloch s vysokým podielom CaCOj je výhodne prísadu použit pri výrobe pálenej krytiny, nakoľko dochádza s rastom jej dávky nielen k zvýšeniu mrazuvzdomosti a k zmene farby črepu zo svetlomžovej až na hnedočervenú, ale súčasne znižuje zväčšovanie objemu črepu V procese vypaľovania.Aplikáciou prísady sa umožní bud zvýšenie mrazuvzdomosti tehliarskych výrobkov, alebo sa umožní zníženie vypaľovacej teploty pri zachovaní pôvodných vlastností črepu.Pri spracovaní ílovitej zeminy s nízkym podielom CaC 03 ( 2 hmotn) sa doporučuje dávka prísady do 4 hmotn., naopak pri zeminách s vysokým podielom CaCOj( 2 hmotn.) sa doporučuje jej dávku zvýšiť až na 6 hmotn. sušiny na sušinu zeminy.Pri aplikácii prísady 2 hmotn. do tehliarskej hliny s vysokým podielom CaC 03 sa umožní napr. až IO-násobné zvýšenie mrazuvzdomosti bez odležania suroviny a 2,5-násobné zvýšenie oproti odležanej surovine. Súčasne dochádza aj k zvýšeniu pevnosti v tlaku až o 20 oproti porovnávacej vzorke.Príklad 1 Ako surovina na prípravu tehliarskeho cesta sa použilatehliarska zemina z lokality Stropkov - Tisinec, kde podiel jednotlivých zložiek je nasledovnýPodiel CaCO 3 je menej ako 0,1 .Vytváranie a sušenie tehliarskeho cesta sa vykonávalo v zmysle STN 72 1565 čast 4. Prísada sa pridávala do tehliarskej zeminy s prirodzenou vlhkosťou. Pri sledovaní vplyvu prísady sa volili dávky prísady O 1 a 3 hmotn. na hmotnost vysušenej zeminy.Skúšobné vzorky (trámčeky 100 x 50 x 20 mm) boli vyrobené z plastického cesta konštantnej plastícity (Pfefferkorn 28 mm). Vzorky boli potom uložené 48 hodín pri laboratómej teplote (20 °C) a následne vysušené pri teplote 110 C do ustálenia hmotnosti. Vzorky boli vypálené v elektrickej laboratómej peci pri teplote výpalu 900 °C, pričom teplotná výdrž trvala 1 hodinu.Optimálna vlhkost sa stanovila podľa normy STN 72 1074. Citlívost na sušenie sa vypočítala z Bígotovej krivky. Objemová hmotnost črepu sa stanovila hydrostatickou metódou na vzorkách, ktore boli varené vo vode 2 hodiny. Tepelná vodivost sa sledovala prístrojom ISOMET model 104, fy Applied Precision Co. pri nulovej vlhkosti materiálu.Výsledky meraní, charakterizujúce správanie sa tehliarskeho cesta, pripraveného bez prísady (porovnávacie cesto) a s rôznymi prísadami v množstvách 1 a 3 hmotn. k tehliarskej zemine, ako aj správanie sa zeminy počas sušenia a pálenia, ako aj charakteristika vypáleného črepu, sú uvedené V tabuľke 1.Dlžková zmena sušenímDlžková zmena pálením LZdanlivá pórovitost j Objemová hmotnosť lkgmSúčiniteľ tepelnej vodivosti ri nulovej vlhkosti LW/m-KPoužitá surovina, postup prípravy a vyhodnotenie ako v príklade 1 s tým rozdielom, že sa použilo plastickejšie cestoPevnosť v tlaku sa stanovila deštruktívnou metódou na vzorkách 20 x 20 x 20 mm, Mrazuvzdomost sa sledovala na vodou nasiaknutých vzorkách (po dvoch hodinách varu)Výkvety na povrchu slabý slabý slabý slabý črepu bez bez bez povlak povlak bez bez povlak povlak Mrazuvzdomost 130 160 120 140 130 150 130 150klasickým cyklovaním voda-mráz až do vizuálneho porušenia vzoriek, prípadne do výraznej zmeny zvuku poklepom. Pórová štruktúra (celkový objem a medián polomeru pórov) tehliarskeho črepu sa stanovila vysokotlakovým ortuťovým porozimetrom ñmiy Erba Science, typu 2 000.Tabuľka 2 Tabuľka 3 Pomv Hexametafosfát sodný BEZ Odležanía- . 2 hmotu. Vlastnosti vzor- š/Nâfnžä Vlasľms prísady ka 1 ° 2 4 Nasrąowoptimálna vlhkost 1 22,22 20,53 20,43 ,ĚČ,óĺ,-Í W 30,97 Zdanlivá PÓTOVlÍOSIľ/ol 27,27 25,69 25,60 objemová hmotnosť kgmü 1787 Objemová hmotnost ĺkgmł 1878 1916 1915 Penostĺ v tlaku MPal z 1 , - 28,0 Penost v tlakuiMPal 36,7 41 ,s 41,0 39,1 Celkový obiem pórov 1 mm .L 1 1954 191 I 168.9 Celkový objem pórov 158 O MMediangologrsišru pri) 11131 192,6 343,3 Zsléâímml-gl 1 1 razuvz om l o e Medián polomeru pórov nm 660,7 mpolyfosfüt 5 mm M d tPostup prípravy a vyhodnotenie ako v príkladoch l a 2 s tým rozdielom, že ako surovina sa použila tehliarska zemina z lokality Malá nad Hronom. Granulometrické zloženie použitej zeminyje nasledovnéPodiel CaCO 3 v surovine je 14,3 . Plasticita cesta bola 28 mm podľa Pfefferkorna. Dosiahnuté výsledky sú uvedene V tabuľke 3.Postup prípravy a vyhodnotenie ako v príkladoch l. a 2. len s tým rozdielom, že sa použila tehliarska surovina z lokality Devínska Nová Ves, kde podiel tehliarsky il piesok 3 1. Granulometrické zloženie tehliarskeho ilu je nasledovnéPodiel CaC 03 v tehliarskom íle je 9,1 . Plasticita cesta bola 24 mm podľa Pfefferkoma. Teplota výpalu na rozdiel od príkladov l a 2 bola 930 °C pri čase výdrže l h. Dosiahnuté výsledky sú uvedené v tabuľke 4.Prísada hexametafosfát sodný (NaPO 3) 1 hmmObjemová hmotnosť lkgmCelkový objem pórov mm Medián polomeru pórov nmAko surovina na prípravu tehliarskeho cesta bola použitá hlina z lokality Nitrianskeho Pravna zo stredného Slovenska.Hlinu možno charakterizovať ako montmorillonítickochloritickú na báze minerálu Hydromuskovitu. Obsah uhličitanu vápenatého 0,2 hmotu.Do hliny sa dávkovalo 0,25 až 2,0 hmotn. polyfosforečnanu sodného (NaPO 3), počitané na sušinu hliny a p 0 stupom uvedeným v príklade 1 boli vyrobene skúšobná telieska, ktoré po odstáti 48 h, vysušení, boli vypálené pri teplotách 920 až 1021 °C počas 6,5 h a následne v priebehu 12 h postupne ochladzované.Na vzorkách sa sledovala mrazuvzdomost postupom,uvedeným v príklade 2. Výsledky sú zhmuté v tabuľke S.Tabuľka 5 Vplyv prídavku polyfosforečnanu sodného na mrazuvzdornosť teliesok vypaľovaných pri rôznych teplotách.(NaPO 3) počĺyklov pri rôzn ch teplotách ln/Dhmotnłl 0 O O O 920 c 940 c 960 c 980 c 1000 °c 1021 °c | 0,00 10 25 35 55 ss 170 0,25 20 35 50 70 100 . 0,50 30 45 60 85 115 . 0,75 40 55 70 100 - | 1,00 45 65 35 - - . | 1,50 05 90 115 . . . l | 2,00 , 90 120 . . . . 1

MPK / Značky

MPK: C04B 35/00, C04B 22/00

Značky: spôsob, najmä, tehliarskych, keramických, mrazuvzdornosti, zvýšenia, výrobkov

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/5-285263-sposob-zvysenia-mrazuvzdornosti-keramickych-najma-tehliarskych-vyrobkov.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob zvýšenia mrazuvzdornosti keramických, najmä tehliarskych výrobkov</a>

Podobne patenty