Министерство высшего и среднего специального образования республики узбекистан ўзбекистон республикаси

 
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В КЕРАМИЧЕСКОЙ И ФАРФОРОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ. 
Садыкова С.А. – ктн., доц.Хамраев А.М. – ассистент Аллаева М.Э - магистрант 
This article highlights and describes the characteristics of usage of wollastonite in ceramic 
manufacturing. Particular attention is drawn to the influence of wollastonite at fast modes of drying 
and kilning characterized by low humid expansion, minimal shrinkage and high strength. The 
comparison is given to the properties of products with and without adding wollastonite. The article 
also talks about the issue of partial replacement of frits in glaze that in its turn reduces the cost of the 
glaze. 
Применение волластонита при производстве керамической плитки. 
Известно, что производство облицовочной плитки часто осложняется явлением 
равномерности, которое возникает вследствие неодинаковой и значительной усадки изделий 
при сушке и последующем обжиге. 
С внедрением в производство автоматизированных линий скоростного (45-70мин) 
низкотемпературного обжига (950-1050С) традиционные составы плиточных масс на основе 
глинистых компонентов и плавней даже при введении до 15% масс непластичного сырья (мел, 
мрамор, тальк, кварц и др.) не обеспечивают современного уровня свойств плитки. Основными 
и существенными недостатками плиток из масс, содержащих 50-70% глины, является большая 
усадка и, как следствие, большая деформация, невысокая прочность, морозостойкость (для 
фасадной плитки), термостойкость (для плиток внутренней облицовки), высокое 
термовлажностное расширение, что всѐ вместе предопределяет недолговечность эксплуатации. 
Основополагающей причиной перечисленных фактов является незавершѐнность физико-
химических процессов в продуктах термического разложения глин при низкотемпературном 
скоростном обжиге. Использование волластонита позволяет изменять назначение глины в 
плиточных массах, оставив ей роль связки, обеспечивающей прочность плитки при движении 
по конвейеру и в рольганговой печи. 
Использование волластонита в качестве доминирующего компонента плиточных масс 
позволяет частично или полностью заменить диатомитовый концентрат, нефелин-сиенит в 
традиционных рецептурных керамических плит. Использование волластонита позволяет резко 
улучшить свойства плиток: уменьшить усадку вплоть до нулевых значений, в 1,5 раза 
уменьшить водопоглощение, значительно увеличить термостойкость, в 2,5 раза увеличить 
прочность на изгиб, в 2 раза увеличить морозостойкость, значительно улучшить разлив глазури 
и увеличить прочность сцепления глазурного покрытия с черепком. 
Одноразмерность плиток может быть достигнута при введении примерно 20% 
волластонита в керамическую массу. При этом усадка снижается в 2 раза, резко уменьшается 
их деформируемость и повышается механическая прочность, даже если обжиг проводится на 
отечественных конвейерных линиях. Кроме того, введение волластонита в керамическую массу 
позволяет снизить температуру обжига изделий (экономия на топливе) и обеспечивает 
уменьшение чувствительности к термовлажностному расширению. 
В производстве ангобов волластонит может вводиться до 30%, при этом улучшается 
белизна, происходит уменьшение внутренних напряжений, выравниваются коэффициенты 
линейного термического расширения массы и глазури, а также повышается термическая 
стойкость готовых изделий. 
Применение волластонита при производстве фарфора 
В керамических массах для изготовления электроизоляционных материалов с высоким 
коэффициентом изоляции волластонит ведет себя аннологично стеатиту. При этом 
изолирующая способность материала увеличивается на 50-60%. Кроме того, создан 

---

127 
изоляционный материал, имеющий сверхвысокий коэффициент изоляции, его масса состоит из 
волластонита, а флюс из силиката свинца. Волластонит ведѐт к возникновению 
кристаллической диэлектрической фазы, имеющий высокий коэффициент изоляции. Это 
свойство волластонита особенно ценно при создании высокочастотного электронного 
оборудования. Исследования, проведѐнные в США, показывают, что волластонитовая масса, 
предназначенная для изготовления кожухов к вакуумным трубкам (такие кожухи имеют, как 
правило, цилиндрическую форму), легко поддается штамповке и механической обработке. 
Прокладки, диски и предметы фигурной формы можно изготовлять сухим или влажным 
прессованием с использованием карбидных штампов, а узлы менее сложной – с помощью 
простой отливки. 
Одной из американских компаний разработан состав электроизоляционного фарфора, в 
состав которого вводится 20% волластонита, а другим компонентом является кремнезѐм. В 
необожжѐнном состоянии масса характеризуется большой пластичностью. При обжиге до 
1540
0
С линейная усадка не превышает 17% и остается в основном в пределах 17,5% при обжиге 
до 1630
0
С. Применение волластонита ведѐт к снижению стоимости готовой продукции 
примерно в 2 раз. Изоляционный материал допускает очень незначительную утечку 
электричества и поэтому его можно применять также в электронных приборах. Кроме того, он 
используется при изготовлении авиационных запальных свечей, которые при работе в 
турбореактивных двигателях нагреваются до температуры от нескольких сотен до тысячи 
градусов. 
Были проведены работы по созданию рецептуры и технологии производства 
волластонитового фарфора с низкой температурой обжига. В работе использован природный 
волластонит, содержащий 46,90% СaO и 50,90% SiO. В состав массы входили (в %): 
волластонит 30-50, каждый из двух каолинов 15-30, глина 0-3, свинцовая фритта 10-20. При 
температуре 920-1080
0
С получен волластонитовый фарфор с нулевым водопоглощением, 
прочностью при изгибе 480-630 кг/см
2
, и хорошей просвечиваемостью. Воздушная усадка была 
близка к усадке обычного фарфора, а огневая – меньше. Оптимальный состав массы (в %): 
каолин – 40, волластонит – 50, фритта- 10. Температура обжига при этом составила 1015
0
С. 
Цикл обжига длился 5-6 ч, т.е. в 4-6 раз меньше, чем у классического фарфора. По всем 
показателям волластонитовый фарфор близок к обычному фарфору, обожжѐнному при 
температуре 
1380
0
С. 
Ожидаемая 
экономия 
расхода 
энергии 
при 
производстве 
волластонитового фарфора составляет 50%. 
Применение волластонита при получении глазури 
Большой интерес представляет использование волластонита в глазурях. Дефицитность и 
высокая стоимость используемых для глушения глазури компонентов требует поиска новых 
решений этой проблемы. 
Разработка глазурей, не содержащих в своѐм составе дефицитных циркониевых 
соединений и образующих в процессе обжига глухое матовое гладкое покрытие, является 
важной задачей и может быть решена на основе системы R20-MgO-CaOSiO
2
при введении не 
менее 20% (масс) СаО и соответственно, при условии формирования в качестве глушащей фазы 
волластонита CaSiO
3
, диопсида CaMg
2
SiO
6
или того и другого минерала вместе. 
Волластонит имеет показатель преломления 1,63, диопсид - 1,68, показатель преломления 
стекла состава R20-B203-S102 равен приблизительно 1,52. Разница в коэффициентах 
преломления этих минералов и стекла значительна (0,11-0,15), но не так велика, как между 
глазурными стеклами и кристаллическими соединениями циркона в циркониевых глазурях. 
Поэтому для обеспечения хорошего глушения в покрытии с волластонитом необходимо иметь 
высокую концентрацию этих минералов при небольших размерах введений. Количество 
вводимого волластонита в глазурные покрытия может достигать 50% ( в зависимости от 
технологии). Возможно введение в сырые полуфритированные глазури. Глазури получаются 
достаточно заглушенными без применения традиционных глушителей, таких как циркониевый 
концентрат. Возможно получение как матовых, так и глянцевых покрытий, что зависит от 
состава и температуры обжига. Присутствие волластонита в глазурях обеспечивает 
химическую стойкость, термическую стойкость, устойчивость к образованию трещин, 
отскакиванию, появлению других дефектов, а также повышение их блеска. 
Необходимо заметить, что введение волластонита в массы для скоростного обжига 
способствует образованию хороших прессовочных свойств и повышение прочности изделий в 
сырце. Массы хорошо выдерживают скоростные режимы сушки и обжига, характеризуются 
низким влажностным расширением, минимальной усадкой и высокой прочностью. 
Большинство глазурей для фарфора, фаянса, майолики и облицовочной плитки содержат

---

128 
оксиды кремния, кальция, магния в различных соотношениях и количествах. Вводятся эти 
оксиды в глазури кварцевым песком, кварцитами, мрамором, доломитом. При этом, как 
правило, вводится избыточное количество примесей железа и титана. Введение обогащенного 
волластонита в состав глазурей в количестве 10-40% масс вместо кварца, мрамора, доломита 
позволяет исключить введение примесей железа дающих нежелательную окраску, снизить 
температуру растекания глазури, повысить прочность сцепления глазури с черепком до 30МПа, 
получать матовую глазурь (при введении более 20% масс волластонита), увеличить блеск и 
белизну глазури, снизить менее чем до 2% водопоглощение, повысить морозостойкость глазури 
фасадных плиток, значительно уменьшить истирание глазури напольных плиток. Подобрав 
рецептуру черепка и глазури, содержащих более 40% волластонита, можно вести совместный 
однократный обжиг глазури и черепка, сэкономив значительное количество электроэнергии. 
Исследованиями установлено, что не обязательно, чтобы глазурь была целиком 
фриттовой, содержание фритты в глазури можно понизить до 20%. Замена фритты несколько 
снижает стоимость глазури. 
Имеются следующие примеры составов (в вес.%) дающих блестящую белую глазурь: 
волластонит – 15, кварц – 20, полевой пшат – 37, глина – 10, циркон – 8, карбонат бария - 5, 
тальк – 2, оксид цинка – 1; 
Глазурь, созревающую после часового обжига: волластонит – 15, кварц – 23, фритта – 32, 
цирконовая подбелка – 12, окись цинка – 8, пластичная глина – 10. В этом случае фритта 
содержит (в %): SiO
2
– 41,5; В
2
О
3
– 31,7 Al
2
O
3
– 16,3: Na
2
O – 7,2; К
2
О – 3,1. В глазури такого 
состава для ускоренного обжига не должны присутствовать даже следы свинца. 
Ташкентским институтом НИИстройпроект разработана технология производства 
цветной глазури, легковеса, двухслойного облицовочного кирпича и особо прочного кирпича 
для архитектурно-строительных ансамблей с применением пылевидной фракции (0,074мм) 
волластонитовой руды и концентрата Босагинского месторождения. Глазурь включает (в %): 
волластонит – 26, каолин – 4, кварцевый песок – 21, полевой шпат – 12, бура – 28, циркон – 9. 
Разработанный состав глазури опробован на Карагандинском кирпичном заводе №3 после 
обжига кирпич имеет ярко коричневый цвет, хороший блеск и удовлетворительный розлив. В 
результате исследований установлена возможность использования волластонитового 
концентрата в составах глазурей для получения лицевой и облицовочной керамики при 
скоростном обжиге. 
На основании проведенных исследований авторы сделали вывод, что введение 
волластонита в полевошпатовый расплав способствует образованию стекловидной фазы с 
повышенной реакционной способностью. Слабовязкая СаО
2
– содержащая стеклофаза ускоряет
процесс структуру образования фарфора. 
При производстве глазури количество вводимого волластонита может достигать 50%. 
Возможно введение волластонита в сырые и полуфритированные глазури, которые при этом 
получаются достаточно заглушѐнными без применения циркониевого концентрата. При этом 
возможно получение как матовые тал и глянцевых покрытий, что зависит от состава и 
температуры обжига. Присутствие волластонита в глазурях обеспечивает химическую и 
термическую стойкость, устойчивость к образованию трещин и повышение их блеска. 
Введение волластонита в массы для скоростного обжига способствует образованию 
хороших прессовочных свойств и повышению прочности изделий в сырце. Массы хорошо 
выдерживают скоростные режимы сушки и обжига, характеризуются низким влажностным 
расширением, минимальной усадкой и высокой прочностью.