Розробка ангобних покриттів для керамічної цегли

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.279918

Ключові слова:

ангоб, реологічні властивості, керамічна цегла, термічне розширення, кристалічна фаза, усадка

Анотація

Дослідження стосуються розробки складів ангобних покриттів для керамічної цегли та дослідження впливу технологічних факторів виробництва на їх фізико-механічні властивості. Результати роботи дозволяють вирішити проблему розширення асортименту та підвищення експлуатаційних властивостей будівельної кераміки.

Отримані дані дозволили встановити фізико-хімічні процеси, що протікають при формуванні фазового складу та структури ангобних покриттів. Це розкрило можливості проєктування ангобів для різноманітних видів керамічної цегли, які відрізняються технологічними параметрами виробництва та експлуатаційними властивостями.

Розробку шихтових складів здійснено у трикомпонентній системі «глина вогнетривка - пісок кварцовий - склобій» з огляду на можливість їх практичної реалізації у крупнотонажному виробництві. Встановлено, що найголовнішою умовою отримання якісної продукції є співвіднесення усадок і температурних коефіцієнтів лінійного розширення керамічного черепка та ангобного покриття. Для запобігання різноманітних дефектів ці показники мають різнитись не більше, ніж на 10 %.

Кристалофазовий склад ангобів представлений b-кварцом та в невеликій кількості - девітритом, які рівномірно розподілені у склоподібному щільному шарі покриття на поверхні керамічного черепка.

Відмінні риси отриманих результатів у тому, що запропоновано вирішення проблеми розробки ангобних покриттів для керамічної цегли та висвітлено фізико-хімічні основи виробництва. Також у роботі запропоновано шляхи досягнення узгодження тонкодисперсних покриттів з грубозернистими керамічними масами за усадочними і термічними процесами.

Отримані результати можуть бути застосовані на типових виробництвах лицьової, клінкерної, а в окремих випадках – рядової цегли або керамічного каменю з температурами випалу 950–1150 °С.

Біографії авторів

Олена Сергіївна Хоменко, Український державний хіміко-технологічний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра хімічної технології кераміки, скла та будівельних матеріалів

Людмила Анатоліївна Циганенко, Сумський національний аграрний університет

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра будівельних конструкцій

Геннадій Михайлович Циганенко, Сумський національний аграрний університет

Старший викладач

Кафедра будівельних конструкцій

Артем Сергійович Бородай, Сумський національний аграрний університет

Кандидат архітектури, доцент

Кафедра архітектури та інженерних вишукувань

Дмитро Сергійович Бородай, Сумський національний аграрний університет

Кандидат архітектури, доцент

Кафедра архітектури та інженерних вишукувань

Сергій Петрович Бородай, ТОВ «АРС-Дизайн»

Головний архітектор проєктів

Посилання

  1. Muneron, L. M., Hammad, A. W., Najjar, M. K., Haddad, A., Vazquez, E. G. (2021). Comparison of the environmental performance of ceramic brick and concrete blocks in the vertical seals' subsystem in residential buildings using life cycle assessment. Cleaner Engineering and Technology, 5, 100243. doi: https://doi.org/10.1016/j.clet.2021.100243
  2. Khomenko, О. S., Datsenko, B. M., Fomenko, G. V. (2022). Determination of approaches to the development of ceramic compositions for the manufacture of facial bricks. Voprosy Khimii i Khimicheskoi Tekhnologii, 6, 98–107. doi: https://doi.org/10.32434/0321-4095-2022-145-6-98-107
  3. Pavlova, I. A., Sapozhnikova, M., Farafontova, E. P. (2020). The Effect of Manganese-Containing Pigment on the Strength of Ceramic Bricks. Materials Science Forum, 989, 329–334. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.989.329
  4. Khomenko, O., Datsenko, B., Sribniak, N., Nahornyi, M., Tsyhanenko, L. (2019). Development of engobe coatings based on alkaline kaolins. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (6 (102)), 49–56. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.188126
  5. Mangone, A., Caggiani, M. C., Giannossa, L. C., Eramo, G., Redavid, V., Laviano, R. (2013). Diversified production of red figured pottery in Apulia (Southern Italy) in the late period. Journal of Cultural Heritage, 14 (1), 82–88. doi: https://doi.org/10.1016/j.culher.2012.03.011
  6. Dal Bó, M., Bernardin, A. M., Hotza, D. (2014). Formulation of ceramic engobes with recycled glass using mixture design. Journal of Cleaner Production, 69, 243–249. doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.01.088
  7. Jaramillo Nieves, L. J., Nastri, S., Lot, A. V., Melchiades, F. G., Marsola, G. A., Flauzino, I. S. et al. (2022). Influence of engobe and glaze layers on the evolution of porosity and permeability of single-fired porcelain tiles. Applied Clay Science, 228, 106635. doi: https://doi.org/10.1016/j.clay.2022.106635
  8. Kavanova, M., Kloužková, A., Kloužek, J. (2017). Characterization of the interaction between glazes and ceramic bodies. Ceramics – Silikaty, 61 (1), 267–275. doi: https://doi.org/10.13168/cs.2017.0025
  9. Nandi, V. S., Raupp-Pereira, F., Montedo, O. R. K., Oliveira, A. P. N. (2015). The use of ceramic sludge and recycled glass to obtain engobes for manufacturing ceramic tiles. Journal of Cleaner Production, 86, 461–470. doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.08.091
  10. Tarhan, M., Tarhan, B. (2019). Development of waterproof engobe layer for ceramic wall tiles. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 140 (2), 555–565. doi: https://doi.org/10.1007/s10973-019-08893-3
  11. Samoilenko, N., Shchukina, L., Baranova, A. (2019). Development of engobe composition with the use of pharmaceutical glass waste for glazed ceramic granite. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (10 (100)), 6–12. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.175922
  12. Koleda, V. V., Mikhailyuta, E. S., Alekseev, E. V., Tsybul’ko, É. S. (2009). Technological particularities of clinker brick production. Glass and Ceramics, 66 (3-4), 132–135. doi: https://doi.org/10.1007/s10717-009-9129-3
  13. Subashi De Silva, G. H. M. J., Hansamali, E. (2019). Eco-friendly fired clay bricks incorporated with porcelain ceramic sludge. Construction and Building Materials, 228, 116754. doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.116754
  14. Benahsina, A., El Haloui, Y., Taha, Y., Elomari, M., Bennouna, M. A. (2022). Substitution of natural clay by Moroccan solid mining wastes to manufacture fired bricks. Materials Today: Proceedings, 58, 1324–1330. doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.02.211
  15. Luangnaem, C., Sathonsaowaphak, A., Kamon-In, O., Pimraksa, K. (2014). Development of Engobe Samples for Dan Kwian Ceramic Body. Key Engineering Materials, 608, 325–330. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/kem.608.325
  16. Johnson, L. A., McCauley, R. A. (2005). The thermal behavior of albite as observed by DTA. Thermochimica Acta, 437 (1-2), 134–139. doi: https://doi.org/10.1016/j.tca.2005.06.039
  17. Governatori, M., Cedillo-González, E.I., Manfredini, T., Siligardi, C. (2022). Solar reflective properties of porcelain tiles for UHI mitigation: effect of highly reflective frits in the engobe's formulation. Materials Today Sustainability, 20, 100255. doi: https://doi.org/10.1016/j.mtsust.2022.100255
  18. Ferrari, C., Muscio, A., Siligardi, C. (2016). Development of a Solar-reflective Ceramic Tile Ready for Industrialization. Procedia Engineering, 169, 400–407. doi: https://doi.org/10.1016/j.proeng.2016.10.049
  19. Zorigt, S., Jadamba, Ts., Tsevel, S. (2012). Synthesis and structural studies of face engobe layer's mass. Proceedings 7th International Forum on Strategic Technology, IFOST. doi: https://doi.org/10.1109/ifost.2012.6357603
  20. Yatsenko, N. D., Rat’kova, É. O. (2009). Engobes for ceramic brick. Glass and Ceramics, 66 (3-4), 93–94. doi: https://doi.org/10.1007/s10717-009-9144-4
  21. Janus, M., Zając, K. (2019). Self-cleaning efficiency of nanoparticles applied on facade bricks. Nanotechnology in Eco-Efficient Construction, 591–618. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-08-102641-0.00024-4
  22. Becker, E., Jiusti, J., Minatto, F. D., Delavi, D. G. G., Montedo, O. R. K., Noni Jr., A. de. (2017). Use of mechanically-activated kaolin to replace ball clay in engobe for a ceramic tile. Cerâmica, 63 (367), 295–302. doi: https://doi.org/10.1590/0366-69132017633672077
  23. Bernasconi, A., Diella, V., Pagani, A., Pavese, A., Francescon, F., Young, K. et al. (2011). The role of firing temperature, firing time and quartz grain size on phase-formation, thermal dilatation and water absorption in sanitary-ware vitreous bodies. Journal of the European Ceramic Society, 31 (8), 1353–1360. doi: https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2011.02.006
  24. Gültekin, E. E., Topateş, G., Kurama, S. (2017). The effects of sintering temperature on phase and pore evolution in porcelain tiles. Ceramics International, 43 (14), 11511–11515. doi: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2017.06.024
  25. Shaikh, S. M. R., Nasser, M. S., Hussein, I., Benamor, A., Onaizi, S. A., Qiblawey, H. (2017). Influence of polyelectrolytes and other polymer complexes on the flocculation and rheological behaviors of clay minerals: A comprehensive review. Separation and Purification Technology, 187, 137–161. doi: https://doi.org/10.1016/j.seppur.2017.06.050
  26. Khomenko, O. S. (2018). Choice of ceramic masses for the manufacture of electrical ceramics. Voprosy Khimii i Khimicheskoi Tekhnologii, 1, 92–95. Available at: http://vhht.dp.ua/wp-content/uploads/pdf/2018/1/Khomenko.pdf
  27. Kavanova, M., Kloužková, A., Kloužek, J. (2017). Characterization of the interaction between glazes and ceramic bodies. Ceramics – Silikaty, 61 (1), 267–275. doi: https://doi.org/10.13168/cs.2017.0025
  28. Venturelli, C., Paganelli, M. (2006). Thermo-mechanical behaviour of technical ceramic bricks, felt boards and fibres. CFI Ceramic Forum International, 83, 4, E18–E22. Available at: https://www.expertlabservice.it/en/publication/thermo-mechanical-behaviour-of-technical-ceramic-bricks-felt-boards-and-fibres/
  29. Goncalves, R. A., Dal-Pont, G., Werneke, A. S. W. Riella, H. G., Mamede, W. F. (2000). Determination of mohs hardness of glazed tiles by scratching tests. Ceramic Technology Center, 67–71. Available at: https://www.qualicer.org/recopilatorio/ponencias/pdfs/0032170e.pdf
  30. Li, J., Lin, H., Li, J., Wu, J. (2009). Effects of different potassium salts on the formation of mullite as the only crystal phase in kaolinite. Journal of the European Ceramic Society, 29 (14), 2929–2936. doi: https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2009.04.032
  31. Kazmina, O. V., Tokareva, A. Y., Vereshchagin, V. I. (2016). Using quartzofeldspathic waste to obtain foamed glass material. Resource-Efficient Technologies, 2 (1), 23–29. doi: https://doi.org/10.1016/j.reffit.2016.05.001
Розробка ангобних покриттів для керамічної цегли

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-06-30

Як цитувати

Хоменко, О. С., Циганенко, Л. А., Циганенко, Г. М., Бородай, А. С., Бородай, Д. С., & Бородай, С. П. (2023). Розробка ангобних покриттів для керамічної цегли. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(6 (123), 77–87. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.279918

Номер

Том 3 № 6 (123) (2023): Технології органічних та неорганічних речовин

Розділ

Технології органічних та неорганічних речовин

Ліцензія

Авторське право (c) 2023 Olena Khomenko, Liudmyla Tsyhanenko, Hennadii Tsyhanenko, Artem Borodai, Dmytro Borodai, Serhii Borodai

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.