Forecast assessment of the color of building ceramics based on low-melting clay rocks
architectural and building ceramics, raw material base, low-melting clays, chemical and mineral composition, prediction of color after burning
Abstract
The correctness of the existing indicators of the chemical composition of low-melting clays for the prediction of the color of the products of their firing is analyzed. The roasting properties and color of 52 samples of clay raw materials, which belongs to modern deposits of low-melting clays, are studied experimentally. It is established that the existing since the 20th century criterions of Sokolov Ya.I. and Kalantar G.A. have a low percentage of matches of real color with the predicted color, and also have narrow areas of use. Criterion of Sokolov Ya.I. to a certain extent can be applied to carbonate-containing clinker clays with a firing temperature of 1100 – 1150 oC. Criterion of Kalantar G.A. can be applied to artificial raw mixtures with a firing temperature of no higher than 1000 oC for the production of a light-colored facial ceramics using calcium carbonate.
A new criterion of chromaticity Fe2O3/(СаО+MgO+Al2O3), which is based on a statistical analysis of the mineral composition of low-melting clays of the modern period, is proposed. The criterion was obtained when studying the roasting properties of clays and the patterns of color changes of the products of their firing depending on the chemical-mineral composition of clays and the phase composition of materials. This criterion takes into account the functional role of oxides, which are part of thermally active clay and impurity minerals and take part in the processes of phase formation and color formation during firing clay rocks. The limits of changes in the values of this criterion in correlation with the color of clays after firing, which varies from beige to dark brown, are established. The new criterion is adapted to the modern raw material base of wall and facade ceramics and is no less than 80 percent consistent with the actual color of the materials. This criterion has wider areas of use and allows predicting the color of low-melting clays of different types after their firing (loams, sandy loams, loess for bricks, tiles, clinker). The developed criterion is recommended for use in geological-industrial and technological studies of low-melting clays deposits to assess their technological quality. The criterion is also useful for predicting the color gamut of ceramic materials, which requires the determination content of only four oxides in clays.
References
2. Мінеральні ресурси України: щорічник / [Корпан Н.В., Полуніна Г.В., Башкірова Г.О. та ін.]; під ред. С.І. Примушка, Т.Д. Білошапської, В.Ф. Величка. – К.: ДНВП «Геоінформ України». – 2017. – 268 с.
3. Атлас текстур и структур осадочных горных пород. Ч. 1. Обломочные и глинистые породы / [Дмитриев Е. В., Ершова Г. И. и др.]; под ред. А. В. Хабакова. – М.: Госуд. науч.-техн. изд-во лит-ры по геологии и охране недр. – 1962. – 510 с.
4. Сырье глинистое для производства керамических строительных материалов. Классификация: ДСТУ Б .2.7-60-97. – [Чинний від 1997-07-01]. – К.: Государственный комитет Украины по делам градостроительства и архитектуры. – 1997. – 12 с. – (Государственный стандарт Украины).
5. Сировина глиниста для виробництва керамічних будівельних матеріалів. Терміни і визначення: ДСТУ Б А.1.1-54-94. – [Чинний від 1995-01-01]. – К.: Держкоммістобудування України. – 1995. – 30 с. – (Державний стандарт України).
6. Vogt, St. Vogt St. Methods of evaluation for raw material suitability and body optimization (Part 2) [Electronic resource] / St. Vogt // Brick and Tile Industry International. – 2015. – № 6. – Режим доступу до журн.: http://www.zionline.info/en/artikel/zi_Methods_of_evaluation _for_raw _ material suitability_and_body_optimization_2404608.html.
7. Winkler, H. Bedeutung der Korngrößenverteilung und des Mineralbestandes von Tonen für die Herstellung grobkeramischer Erzeugnisse / H. Winkler // Berichte der DKG. – 1954. – № 31. – s. 337 – 343.
8. Schmidt, H. Rohstoff kenndaten der verschiedenen Erzeugnisarten der Ziegelindustrrie / H. Schmidt // Ziegelindustrrie. – 1973. – № 26. – s. 212 – 216.
9. Гудков, Ю.В. К вопросу об испытании глинистого сырья для производства керамического кирпича и черепицы [Электронный ресурс] / Ю.В. Гудков, В.А. Езерский // ОАО ВНИИСТРОМ им. П.П. Будникова. – 2005. – Режим доступу до журн.: http://vniistrom.ru/ reports.php?r=9.
10. Роговой, М. И. Технология искусственных пористых заполнителей и керамики / М.И. Роговой. – М.: Стройиздат. – 1974. – 355 с.
11. Соколов, Я.И. Клинкер и его производство / Я.И. Соколов. – М.: ГУШОСДОР. – 1937. – 104 с.
12. Дубров, А.М. Многомерные статистические методы / А.М. Дубров, В.С. Мхитарян, Л.И. Трошин. – М.: Финансы и статистика. – 2000. – 352 с.
13. Зубехин, А.П. Теоретические основы белизны и окрашивания керамики и портландцемента / А.П. Зубехин, Н.Д. Яценко, С.П. Голованова. – М.: ООО РИФ «Стройматериалы». – 2014. – 152 с.
14. Рищенко, М.І. Світлозабарвлена архітектурно-фасадна кераміка на основі легкотопких полімінеральних глин / М.І. Рищенко, Л.П. Щукіна, Г.В. Лісачук [та ін.] // Будівельні матеріали та вироби. – 2013. – № 5 – 6. – С. 72 – 74.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
CC License Attribution 4.0 International (CC BY 4.0)