Розробка ангобних покриттів на основі лужних каолінів

The properties of alkaline kaolins as promising raw materials during manufacturing engobe coatings for construction ceramics were studied. The chemical and mineralogical composition and peculiarities of thermal transformations of kaolins were determined; the compositions of engobe coatings were developed, their rheological properties were studied and physical and ceramic indicators after annealing were determined; the peculiarities of the formation of the coating structure were established.The relevance of expansion of the raw material base is very high, since existing formulations of ceramic masses and coatings include mainly high-quality clays, kaolins, feldspars, quartz sands and others. Natural supplies of such raw materials are getting rapidly exhausted, which negatively affects the results of production. Thus, the search for alternative raw materials should take into account not only its availability, but also the ability to ensure high quality of ceramic products.The research results revealed that alkaline kaolins are complex raw material containing kaolinite, quartz and feldspar minerals (microcline or albite), that is why they can replace the listed materials that are introduced into the composition of engobes by separate components. To correct the rheological properties of the developed engobe coatings, it is possible to use traditional electrolytes – rheotan and liquid glass – in the amount of up to 0.7 % by weight. During the thermal treatment, alkaline kaolins sinter actively at the temperatures of 1,100–1,150 °C and contribute to the intensive formation of the strong stone-like engobe layer with water absorption of 3–6 % on the product surface. This coating, in addition to creating a decorative effect, increases the durability of construction products on average by 30–35 %.The obtained data have both scientific and practical significance, as they allowed substantiating the expediency of using alkaline kaolins as complex raw material in the production of engobe ceramics. This makes it possible to reduce the number of separate components in the composition of coating and to intensify sintering of engobe, which generally leads to the improvement of product qualityИсследованы свойства щелочных каолинов, как перспективного сырья при изготовлении ангобных покрытий для строительной керамики. Определены химико-минералогический состав и особенности термических превращений каолинов; разработаны составы ангобных покрытий, исследованы их реологические свойства и установлены физико-керамические показатели после обжига; изучены особенности формирования структуры покрытия.Актуальность расширения сырьевой базы стоит очень остро, поскольку, существующие рецептуры керамических масс и покрытий включают преимущественно высококачественные глины, каолины, полевые шпаты, кварцевые пески и др. Природные запасы такого сырья стремительно иссякают, что негативно сказывается на результатах производства. Поэтому, поиск альтернативного сырья должен учитывать не только его доступность, но и возможность обеспечить высокое качество керамических изделий.В результате исследований установлено, что щелочные каолины являются комплексным сырьем, содержащим каолинит, кварц и полевошпатовые минералы (микроклин или альбит), поэтому могут заменить перечисленные материалы, которые вводят в состав ангобов отдельными компонентами. Для корректировки реологических свойств разработанных ангобных покрытий можно применять традиционные электролиты - реотан и жидкое стекло в количестве до 0,7 мас. %. Во время термической обработки щелочные каолины активно спекаются при температурах 1100 – 1150 оС и способствуют интенсивному формированию на поверхности изделия прочного камнеподобного ангобного слоя с водопоглощением 3 – 6 %. Такое покрытие, кроме создания декоративного эффекта, повышает долговечность строительной продукции в среднем на 30 – 35 %.Полученные данные имеют как научное, так и практическое значение, поскольку позволили обосновать целесообразность использования щелочных каолинов как комплексного сырья в производстве ангобированной керамики. Указанное позволяет сократить количество отдельных компонентов в составе покрытия и интенсифицировать спекание ангоба, что в целом приводит к улучшению качества продукцииДосліджено властивості лужних каолінів як перспективної сировини при виготовленні ангобних покриттів для будівельної кераміки. Визначено хіміко-мінералогічний склад та особливості термічних перетворень каолінів; розроблено склади ангобних покриттів, досліджено їх реологічні властивості та визначено фізико-керамічні показники після випалу; встановлено особливості формування структури покриття.Актуальність розширення сировинної бази стоїть дуже гостро, оскільки, існуючі рецептури керамічних мас та покриттів включають переважно високоякісні глини, каоліни, польові шпати, кварцові піски та ін. Природні запаси такої сировини стрімко вичерпуються, що негативно позначається на результатах виробництва. Отже, пошук альтернативної сировини має враховувати не тільки її доступність, а й можливість забезпечити високу якість керамічних виробів.В результаті досліджень встановлено, що лужні каоліни є комплексною сировиною, яка містить каолініт, кварц та польовошпатові мінерали (мікроклін або альбіт), тому можуть замінити перелічені матеріали, які вводять до складу ангобів окремими компонентами. Для корегування реологічних властивостей розроблених ангобних покриттів можна застосовувати традиційні електроліти – реотан та рідке скло, у кількості до 0,7 мас. %. Під час термічної обробки лужні каоліни активно спікаються при температурах 1100–1150 °С і сприяють інтенсивному формуванню на поверхні виробу міцного каменеподібного ангобного шару з водопоглинанням 3 – 6 %. Таке покриття, окрім створення декоративного ефекту, підвищує довговічність будівельної продукції в середньому на 30–35 %.Отримані дані мають як наукове, так і практичне значення, оскільки дозволили обґрунтувати доцільність використання лужних каолінів як комплексної сировини у виробництві ангобованої кераміки. Зазначене дозволяє скоротити кількість окремих компонентів у складі покриття та інтенсифікувати спікання ангобу, що в цілому призводить до покращення якості продукці

Розробка ангобних покриттів на основі лужних каолінів

The properties of alkaline kaolins as promising raw materials during manufacturing engobe coatings for construction ceramics were studied. The chemical and mineralogical composition and peculiarities of thermal transformations of kaolins were determined; the compositions of engobe coatings were developed, their rheological properties were studied and physical and ceramic indicators after annealing were determined; the peculiarities of the formation of the coating structure were established.The relevance of expansion of the raw material base is very high, since existing formulations of ceramic masses and coatings include mainly high-quality clays, kaolins, feldspars, quartz sands and others. Natural supplies of such raw materials are getting rapidly exhausted, which negatively affects the results of production. Thus, the search for alternative raw materials should take into account not only its availability, but also the ability to ensure high quality of ceramic products.The research results revealed that alkaline kaolins are complex raw material containing kaolinite, quartz and feldspar minerals (microcline or albite), that is why they can replace the listed materials that are introduced into the composition of engobes by separate components. To correct the rheological properties of the developed engobe coatings, it is possible to use traditional electrolytes – rheotan and liquid glass – in the amount of up to 0.7 % by weight. During the thermal treatment, alkaline kaolins sinter actively at the temperatures of 1,100–1,150 °C and contribute to the intensive formation of the strong stone-like engobe layer with water absorption of 3–6 % on the product surface. This coating, in addition to creating a decorative effect, increases the durability of construction products on average by 30–35 %.The obtained data have both scientific and practical significance, as they allowed substantiating the expediency of using alkaline kaolins as complex raw material in the production of engobe ceramics. This makes it possible to reduce the number of separate components in the composition of coating and to intensify sintering of engobe, which generally leads to the improvement of product qualityИсследованы свойства щелочных каолинов, как перспективного сырья при изготовлении ангобных покрытий для строительной керамики. Определены химико-минералогический состав и особенности термических превращений каолинов; разработаны составы ангобных покрытий, исследованы их реологические свойства и установлены физико-керамические показатели после обжига; изучены особенности формирования структуры покрытия.Актуальность расширения сырьевой базы стоит очень остро, поскольку, существующие рецептуры керамических масс и покрытий включают преимущественно высококачественные глины, каолины, полевые шпаты, кварцевые пески и др. Природные запасы такого сырья стремительно иссякают, что негативно сказывается на результатах производства. Поэтому, поиск альтернативного сырья должен учитывать не только его доступность, но и возможность обеспечить высокое качество керамических изделий.В результате исследований установлено, что щелочные каолины являются комплексным сырьем, содержащим каолинит, кварц и полевошпатовые минералы (микроклин или альбит), поэтому могут заменить перечисленные материалы, которые вводят в состав ангобов отдельными компонентами. Для корректировки реологических свойств разработанных ангобных покрытий можно применять традиционные электролиты - реотан и жидкое стекло в количестве до 0,7 мас. %. Во время термической обработки щелочные каолины активно спекаются при температурах 1100 – 1150 оС и способствуют интенсивному формированию на поверхности изделия прочного камнеподобного ангобного слоя с водопоглощением 3 – 6 %. Такое покрытие, кроме создания декоративного эффекта, повышает долговечность строительной продукции в среднем на 30 – 35 %.Полученные данные имеют как научное, так и практическое значение, поскольку позволили обосновать целесообразность использования щелочных каолинов как комплексного сырья в производстве ангобированной керамики. Указанное позволяет сократить количество отдельных компонентов в составе покрытия и интенсифицировать спекание ангоба, что в целом приводит к улучшению качества продукцииДосліджено властивості лужних каолінів як перспективної сировини при виготовленні ангобних покриттів для будівельної кераміки. Визначено хіміко-мінералогічний склад та особливості термічних перетворень каолінів; розроблено склади ангобних покриттів, досліджено їх реологічні властивості та визначено фізико-керамічні показники після випалу; встановлено особливості формування структури покриття.Актуальність розширення сировинної бази стоїть дуже гостро, оскільки, існуючі рецептури керамічних мас та покриттів включають переважно високоякісні глини, каоліни, польові шпати, кварцові піски та ін. Природні запаси такої сировини стрімко вичерпуються, що негативно позначається на результатах виробництва. Отже, пошук альтернативної сировини має враховувати не тільки її доступність, а й можливість забезпечити високу якість керамічних виробів.В результаті досліджень встановлено, що лужні каоліни є комплексною сировиною, яка містить каолініт, кварц та польовошпатові мінерали (мікроклін або альбіт), тому можуть замінити перелічені матеріали, які вводять до складу ангобів окремими компонентами. Для корегування реологічних властивостей розроблених ангобних покриттів можна застосовувати традиційні електроліти – реотан та рідке скло, у кількості до 0,7 мас. %. Під час термічної обробки лужні каоліни активно спікаються при температурах 1100–1150 °С і сприяють інтенсивному формуванню на поверхні виробу міцного каменеподібного ангобного шару з водопоглинанням 3 – 6 %. Таке покриття, окрім створення декоративного ефекту, підвищує довговічність будівельної продукції в середньому на 30–35 %.Отримані дані мають як наукове, так і практичне значення, оскільки дозволили обґрунтувати доцільність використання лужних каолінів як комплексної сировини у виробництві ангобованої кераміки. Зазначене дозволяє скоротити кількість окремих компонентів у складі покриття та інтенсифікувати спікання ангобу, що в цілому призводить до покращення якості продукці

Визначення закономірностей впливу взаємопов’язаної біохімічної корозії на бетонні будівельні конструкції в умовах хімічного підприємства

The effect of microbial and chemical corrosion on concrete structures operated in the conditions of chemical enterprises has been established that makes it possible to reliably predict the timing of their decommissioning in order to prevent industrial disasters. Even though the construction complies with all building codes, concrete structures eventually undergo chemical and biological corrosion. The innovation proposed in this study implies investigating the depth and degree of damage to concrete at the microscopic level by the method of raster electron microscopy. In addition, the TPD-MS method has been suggested for determining the quantitative and qualitative state of the carbonate components of concrete and sulfur compounds. This study has found that in concrete samples from the titanium dioxide production plant, the amount of carbon dioxide release is twice less than in control samples at t=600 °C while the level of sulfur dioxide, on the contrary, increases. This is due to the ability of thionic bacteria to accumulate sulfate acid that destroys the cementing component in concrete. The reported results confirm the impact of products of the activity of Acidithiobacillus thiooxidans microorganisms on corrosion processes in concrete. In addition, when using the TPD-MS method, it was established in the storage room of the finished product that heating the control sample of concrete leads to a release of the significant amount of СО2 at t=580–600 °C. However, the experimental samples of concrete are almost lacking carbon compounds because the acid metabolites of microfungi interfere with its formation. Microscopic and REM studies revealed the localization of Acidithiobacillus thiooxidans and Aspergillus fumigatus in concrete. This study has established patterns related to the mechanism that forms chemical compounds in concrete and the metabolism of microorganismsУстановлено влияние микробной и химической коррозии на бетонные сооружения, которые эксплуатируются в условиях химических предприятий с целью надежного прогнозирования сроков вывода последних из функционирования для предупреждения производственных катастроф. Несмотря на то, что строительство велось с учетом всех строительных норм, бетонные конструкции со временем подвергаются химической и биологической коррозии. Предложено как новацию исследования глубины и степени повреждения бетона на микроскопическом уровне метод растровой электронной микроскопии. Кроме того, для определения количественного и качественного состояния карбонатных составляющих бетона и соединений серы предложен метод TPD-MS. Исследованиями установлено, что в образцах бетона в цехе по производству диоксида титана количество выделения двуокиси углерода в два раза меньше чем в контрольных образцах при t = 600 ° С, а уровень двуокиси серы наоборот соответственно возрастает. Это связано со способностью тионовых бактерий накапливать сульфатную кислоту, которая разрушает цементирующей составляющей в бетоне. Полученные результаты подтверждают влияние продуктов жизнедеятельности микроорганизмов Acidithiobacillus thiooxidans на коррозионные процессы в бетоне. Кроме того, методом TPD-MS в помещении хранения готовой продукции установлено, что при нагревании контрольного образца бетона выделяется значительное количество СО2 при t 580-600 ° С. Однако в опытных образцах бетона соединения карбона практически отсутствуют из-за того, что кислотные метаболиты микрогрибов препятствуют его формированию. Микроскопическими и РЭС исследованиями выявлено локализацию в бетоне Acidithiobacillus thiooxidans и Aspergillus fumigatus. Исследованиями установлены закономерности между механизмом образования химических соединений в бетоне и метаболизмом микроорганизмовВстановлено влив мікробної та хімічної корозії на бетонні споруди, що експлуатуються в умовах хімічних підприємств з метою надійного прогнозування термінів виведення останніх із функціонування для попередження виробничих катастроф. Незважаючи на те, що будівництво велось із урахуванням всіх будівельних норм, бетонні конструкції з часом піддаються хімічній та біологічній корозії. Запропоновано як новацію дослідження глибини та ступеню пошкодження бетону на мікроскопічному рівні метод растрової електронної мікроскопії. Крім того, для визначення кількісного та якісного стану карбонатних складових бетону та сполук сірки запропоновано метод TPD-MS. Дослідженнями встановлено, що в зразках бетону в цеху з виробництва діоксиду титану кількість виділення двоокису вуглецю в два рази менше, ніж у контрольних зразках при t=600 °С, а рівень двоокису сірки навпаки відповідно зростає. Це пов’язано із здатністю тіонових бактерій накопичувати сульфатну кислоту, яка руйнує цементуючу складову у бетоні. Отримані результати підтверджують вплив продуктів життєдіяльність мікроорганізмів Acidithiobacillus thiooxidans на корозійні процеси у бетоні. Крім того, методом TPD-MS у приміщені зберігання готової продукції встановлено, що при нагріванні контрольного зразка бетону виділяється значна кількість СО2 при t 580–600 °С. Однак у дослідних зразках бетону сполуки карбону практично відсутні через те, що кислотні метаболіти мікрогрибів перешкоджають його формуванню. Мікроскопічними та РЕМ дослідженнями виявлено локалізацію в бетоні Acidithiobacillus thiooxidans та Aspergillus fumigatus. Дослідженнями встановлені закономірності між механізмом утворення хімічних сполук в бетоні та метаболізмом мікроорганізмі

Розробка ангобних покриттів для керамічної цегли

This paper reports research into the development of compositions of engobe coatings for ceramic bricks and investigating the influence of technological production factors on their physical and mechanical properties. The results of this work make it possible to solve the task of expanding the range and improving the operational properties of building ceramics. The data obtained have made it possible to establish physicochemical processes occurring during the formation of the phase composition and structure of engobe coatings. This has revealed the possibilities for designing engobe for various types of ceramic bricks, which differ in technological parameters of production and operational properties. The charge compositions were designed in a three-component system "refractory clay – quartz sand – cullet", taking into account the possibility of their practical implementation in large-tonnage production. It has been established that the most important condition for obtaining high-quality products is the correlation of shrinkage and temperature coefficients of linear expansion of the ceramic shard and engobe coating. To prevent various defects, these indicators should vary by no more than 10 %. The crystal-phase composition of engobe is represented by b-quartz and a small amount of devitrite, which are evenly distributed in a vitreous dense layer of coating on the surface of the ceramic shard. Distinctive features of the results relate to the fact that a solution to the problem of designing engobe coatings for ceramic bricks has been proposed and the physicochemical bases of production have been highlighted. This paper also suggests ways to achieve coordination of finely dispersed coatings with coarse-grained ceramic masses by shrinkage and thermal processes. The results reported here could be applied in typical production of face, clinker, and in some cases – ordinary brick or ceramic stone with firing temperatures of 950–1150 °CДослідження 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

Особливості процесів синтезу і характеристики силікатно-шпінельних керамічних пігментів при введенні мінералізаторів

The synthesis of ceramic pigments is conventionally carried out at a high temperature (not less than 1,200 °C). Its reduction implies using mineralizing additives, which have a different mechanism of action on the starting components of pigment charges. The effectiveness of the mineralizers is determined by their nature, content, degree of dispersion in the activated reagent. Thus, searching for the most effective mineralizers in the synthesis, in particular, of silicate-spinel ceramic pigments is an important scientific and practical task.We have investigated the effect of various mineralizing additives (B2O3, Na2B4O7, Na2O, NaF) on the processes of forming the crystal-phase composition of slag-containing ceramic pigments and the change in their color indicators. A direct dependence has been established between the melting point of the mineralizers and the efficiency of their influence on the formation of spinel phases, which are color carriers in such pigments. The tangible effect of the introduction of sodium fluoride, which has the highest melting point among the examined additives, is achieved as a result of the firing of pigments at a temperature not lower than 1,150 °C. The effect of sodium oxide is effective starting at a temperature of 1,100 °C. The most expedient to apply are the boron-containing compounds. Their introduction makes it possible to lower the firing temperature of slag-containing pigments to 1,050 °C while completely binding the starting components in the spinel solid solutions. The ceramic pigments that are thus synthesized enable the formation of glazed coatings, which, in terms of qualitative indicators, are not inferior to coatings obtained with the addition of high-temperature pigments (a firing temperature of 1,200–1,250 °С). The formation of silicate phases (diopside and wollastonite), which are not color carriers in the examined pigments, undergoes effective mineralized action from the supplements of NaF and B2O3Синтез керамических пигментов традиционно осуществляется при высокой температуре (не ниже 1200 °С). Для ее снижения используют минерализующие добавки, которые имеют различный механизм действия на исходные компоненты пигментных шихт. Эффективность действия минерализаторов определяется их природой, содержанием, степенью диспергирования в реагенте, который активируется. Поэтому поиск наиболее эффективных минерализаторов при синтезе, в частности, силикатно-шпинельных керамических пигментов имеет важное научное и практическое значение.Исследовано действие различных минерализующих добавок (B2O3, Na2B4O7, Na2O, NaF) на процессы формирования кристалофазового состава шлаксодержащих керамических пигментов и изменение их цветовых показателей. Установлена прямая зависимость между температурой плавления минерализаторов и эффективностью их влияния на образование шпинельных фаз, выступающих носителями цвета в таких пигментах. Ощутимый эффект от введения натрия фторид, характеризующегося наиболее высокой температурой плавления среди исследованных добавок, достигается в результате обжига пигментных шихт при температуре не ниже 1150 °С. Действие натрия оксида эффективно, начиная с температуры 1100 °С. Их введение позволяет снизить температуру обжига шлаксодержащих пигментов до 1050 °С при полном связывании исходных компонентов в шпинельные твердые растворы. Синтезированные при этом керамические пигменты обеспечивают формирование глазурных покрытий, которые по качественным показателям не уступают покрытиям, полученным с добавлением высокотемпературных пигментов (температура обжига 1200–1250 °С). На образование силикатных фаз (диопсида и волластонита), которые не являются носителями цвета в исследуемых пигментах, эффективное минерализующее действие оказывают добавки NaF и B2O3.Синтез керамічних пігментів традиційно здійснюється при високій температурі (не нижче 1200 °С). Для її зниження використовують мінералізуючі добавки, які мають різний механізм дії на вихідні компоненти пігментних шихт. Ефективність дії мінералізаторів визначається їх природою, вмістом, ступенем диспергування в реагенті, який активується. Отже, пошук найбільш ефективних мінералізаторів при синтезі, зокрема, силікатно-шпінельних керамічних пігментів має важливе наукове і практичне значення.Досліджено дію різних мінералізуючих добавок (B2O3, Na2B4O7, Na2O, NaF) на процеси формування кристалофазового складу шлаквмісних керамічних пігментів і зміну їх колірних показників. Встановлена пряма залежність між температурою плавлення мінералізаторів та ефективністю їх впливу на утворення шпінельних фаз, які виступають носіями кольору в таких пігментах. Відчутний ефект від введення натрію фториду, що має найвищу температуру плавлення серед дослідних добавок, досягається в результаті випалу пігментів при температурі не нижче 1150 °С. Дія натрію оксиду ефективна починаючи з температури 1100 °С. Найбільш доцільно застосовувати борвмісні сполуки. Їх введення дозволяє знизити температуру випалу шлаквмісних пігментів до 1050 °С при повному зв’язуванні вихідних компонентів в шпінельні тверді розчини. Синтезовані при цьому керамічні пігменти забезпечують формування глазурних покриттів, які за якісними показниками не поступаються покриттям, отриманим з додаванням високотемпературних пігментів (температура випалу 1200–1250 °С). На утворення силікатних фаз (діопсиду і воластоніту), які не є носіями кольору в дослідних пігментах, ефективну мінералізуючу дію чинять добавки NaF і B2O

Development of Engobe Coatings Based on Alkaline Kaolins

The properties of alkaline kaolins as promising raw materials during manufacturing engobe coatings for construction ceramics were studied. The chemical and mineralogical composition and peculiarities of thermal transformations of kaolins were determined; the compositions of engobe coatings were developed, their rheological properties were studied and physical and ceramic indicators after annealing were determined; the peculiarities of the formation of the coating structure were established.The relevance of expansion of the raw material base is very high, since existing formulations of ceramic masses and coatings include mainly high-quality clays, kaolins, feldspars, quartz sands and others. Natural supplies of such raw materials are getting rapidly exhausted, which negatively affects the results of production. Thus, the search for alternative raw materials should take into account not only its availability, but also the ability to ensure high quality of ceramic products.The research results revealed that alkaline kaolins are complex raw material containing kaolinite, quartz and feldspar minerals (microcline or albite), that is why they can replace the listed materials that are introduced into the composition of engobes by separate components. To correct the rheological properties of the developed engobe coatings, it is possible to use traditional electrolytes – rheotan and liquid glass – in the amount of up to 0.7 % by weight. During the thermal treatment, alkaline kaolins sinter actively at the temperatures of 1,100–1,150 °C and contribute to the intensive formation of the strong stone-like engobe layer with water absorption of 3–6 % on the product surface. This coating, in addition to creating a decorative effect, increases the durability of construction products on average by 30–35 %.The obtained data have both scientific and practical significance, as they allowed substantiating the expediency of using alkaline kaolins as complex raw material in the production of engobe ceramics. This makes it possible to reduce the number of separate components in the composition of coating and to intensify sintering of engobe, which generally leads to the improvement of product qualit

Defining Patterns in the Influence Exerted by the Interelated Biochemical Corrosion on Concrete Building Structures Under the Conditions of A Chemical Enterprise

The effect of microbial and chemical corrosion on concrete structures operated in the conditions of chemical enterprises has been established that makes it possible to reliably predict the timing of their decommissioning in order to prevent industrial disasters. Even though the construction complies with all building codes, concrete structures eventually undergo chemical and biological corrosion. The innovation proposed in this study implies investigating the depth and degree of damage to concrete at the microscopic level by the method of raster electron microscopy. In addition, the TPD-MS method has been suggested for determining the quantitative and qualitative state of the carbonate components of concrete and sulfur compounds. This study has found that in concrete samples from the titanium dioxide production plant, the amount of carbon dioxide release is twice less than in control samples at t=600 °C while the level of sulfur dioxide, on the contrary, increases. This is due to the ability of thionic bacteria to accumulate sulfate acid that destroys the cementing component in concrete. The reported results confirm the impact of products of the activity of Acidithiobacillus thiooxidans microorganisms on corrosion processes in concrete. In addition, when using the TPD-MS method, it was established in the storage room of the finished product that heating the control sample of concrete leads to a release of the significant amount of СО2 at t=580–600 °C. However, the experimental samples of concrete are almost lacking carbon compounds because the acid metabolites of microfungi interfere with its formation. Microscopic and REM studies revealed the localization of Acidithiobacillus thiooxidans and Aspergillus fumigatus in concrete. This study has established patterns related to the mechanism that forms chemical compounds in concrete and the metabolism of microorganism

Patterns in the Synthesis Processes and the Characteristics of Silicate-spinal Ceramic Pigments When Introducing Mineralizers

The synthesis of ceramic pigments is conventionally carried out at a high temperature (not less than 1,200 °C). Its reduction implies using mineralizing additives, which have a different mechanism of action on the starting components of pigment charges. The effectiveness of the mineralizers is determined by their nature, content, degree of dispersion in the activated reagent. Thus, searching for the most effective mineralizers in the synthesis, in particular, of silicate-spinel ceramic pigments is an important scientific and practical task.We have investigated the effect of various mineralizing additives (B2O3, Na2B4O7, Na2O, NaF) on the processes of forming the crystal-phase composition of slag-containing ceramic pigments and the change in their color indicators. A direct dependence has been established between the melting point of the mineralizers and the efficiency of their influence on the formation of spinel phases, which are color carriers in such pigments. The tangible effect of the introduction of sodium fluoride, which has the highest melting point among the examined additives, is achieved as a result of the firing of pigments at a temperature not lower than 1,150 °C. The effect of sodium oxide is effective starting at a temperature of 1,100 °C. The most expedient to apply are the boron-containing compounds. Their introduction makes it possible to lower the firing temperature of slag-containing pigments to 1,050 °C while completely binding the starting components in the spinel solid solutions. The ceramic pigments that are thus synthesized enable the formation of glazed coatings, which, in terms of qualitative indicators, are not inferior to coatings obtained with the addition of high-temperature pigments (a firing temperature of 1,200–1,250 °С). The formation of silicate phases (diopside and wollastonite), which are not color carriers in the examined pigments, undergoes effective mineralized action from the supplements of NaF and B2O