В связи с вступлением России в ВТО возникла острая необходимость в создании эффективных энергосберегающих технологий, позволяющих получать конкурентоспособную продукцию.
Локальная термическая обработка лицевой поверхности стеновых строительных материалов, в частности факелом низкотемпературной плазмы, позволяет получить защитно-декоративные покрытия с высокими эксплуатационными и эстетическими показателями [1, 2].
Высокие температуры плазмы, порядка 7000 – 9000 К, позволяют при оплавлении лицевой поверхности стеновых строительных материалов автоклавного твердения получить глазурный слой [2, 3]. Данный глазурный слой обладает относительно низкими эксплуатационными показателями, а также невысокой надёжностью и долговечностью.
Целью исследования явилось установление причин, снижающих эксплуатационные характеристики глазурованных стеновых материалов автоклавного твердения, и разработка оптимальных составов покрытий, устраняющих последствия термического удара при высокотемпературном плазменном оплавлении лицевой поверхности.
Исследование косых аншлифов глазурованных стеновых строительных материалов автоклавного твердения, к которым относится силикатный кирпич, позволили выявить четыре ярко выраженные зоны.
Первая, поверхностная зона, как показал рентгенофлюоресцентный анализ, представлена в основном стеклофазой с отдельными включениями газовых включений диаметром 60 – 120 мкм. Вторая зона включает стеклофазу с нерастворимыми зёрнами кварца и волластонита. В связи с высокими скоростями плазменной обработки, порядка 10 – 20 мм/с, полиморфизм кварца не наблюдается. Третья зона представлена конгломератами различных кристаллических фаз кальций-силикатного состава с незначительным количеством стеклофазы на границах раздела кристаллов с газовыми включениями. Четвертая зона, как показал дифференциально-термический анализ, представлена в основном продуктами дегидратации. Именно эта зона в значительной степени отвечает за низкую прочность сцепления покрытия с основой и морозостойкость.
Нами, с целью минимизации процессов дегидратации поверхностного слоя силикатного кирпича, разработаны специальные составы, включающие водные растворы жидкого натриевого стекла, а также покрытия, полученные по золь-гель технологии. Растворы наносили на лицевую поверхность силикатного кирпича методом распыления. Толщина покрытия после сушки составляла несколько десятков микрон. Плазменное оплавление производили широкофакельной горелкой ГН-5р электродугового плазмотрона УПУ-8М. После оплавления с использованием стандартных методик определяли основные эксплуатационные показатели. Как показали исследования, защитно-декоративные покрытия обладали повышенной прочностью сцепления, морозостойкостью, микротвёрдостью, водостойкостью, кислотостойкостью, щелочестойкостью и коэффициентом диффузионного отражения.