Эффективная технология стеновой керамики на основе лессовидных суглинков

PDF файл (Скачать)

№3 (2014 г.)

МРНТИ 67.15.47

С. А. Монтаев, А. Т. Таскалиев, Б. Т. Шакешев, Н. Б. Адилова, К. А. Нариков, К. Е. Тыныштыкова, А. В. Кобин Западно-Казахстанский аграрно-технический университет им. Жангир хана, г. Уральск, Казахстан Аннотация. Приведены результаты экспериментальных исследований по разработке композиционной добавки для производства эффективной стеновой керамики. Установлена возможность получения качественной стеновой керамики с пониженными энергетическими затратами по ресурсосберегающей технологии за счет механоактивированных композиционных добавок с использованием отходов промышленности Ключевые слова: механоактивация, стеновая керамика, композиционная добавка, энергосбережение, отходы промышленности, ресурсосбережение

_____________________________

Монтаев С.А., Таскалиев А. Т. , Шакешев Б. Т., Адилова Н. Б., Нариков К. А., Тыныштыкова К. Е., Кобин А. В. ТИІМДІ ҚАБЫРҒАЛЫҚ КЕРАМИКА ӨНДІРІСІНДЕ ҚОМПОЗИЦИЯЛЫҚ ҚОСПА ЖАСАУ МАҚСАТЫНДА ЖҮРГІЗІЛГЕН ТӘЖІРИБЕЛІК ЗЕРТТЕУ НӘТИЖЕЛЕРІ КЕЛТІРІЛГЕН Түйіндеме. Қабырғалық керамикалар тиімділігінің өндірісі үшін композициялық қоспалардың әзірлемесі бойынша эксперименттік зерттеулер нәтижесі келтірілген. Өнеркәсіптік қалдықтарды пайдаланумен композициялық қоспалардың механикалық белсендірілу есебінен ресурс жинақтағыш технологиялар бойынша төмендетілген энергетикалық шығындармен сапалы қабырғалық керамика алу мүмкіндіктері орнатылды. Түйінді сөздер: механобелсендіру, қабырғалық керамика, композициялық қоспа, энергияүнемдеу, өндіріс қалдықтары, ресурсүнемдеу

___________________________

Montaev S. A., Taskaliev A.T., Shakeshev B. T., Adilova N. B., Narikov К. А., Tynyshtykova K. E. , Kobin A. V. ТHE EFFECTIVE TECHNOLOGY OF WALL CERAMICS ON THE BASIS OF LOESS-LIKE LOAM Abstract. This article presents the results of new results on dogs who received to veterinary clinics in Uralsk with neoplastic diseases. Investigations were carried out first in Kazakhstan. A distinctive feature of scientific and methodical significance of this paper is that the diagnosis of melanoma is proved not only in view of clinical signs but with hematological, cytological and histological results of scientific research. Key words: melanoma, oncology, melanocytoma, tumor, biopsy, metastasis Введение. Сырьевой базой для производства стеновой керамики в Республики Казахстан служит месторождения лессовидных суглинков, которые имеются почти во всех областях. Именно на эти сырьевые ресурсы ориентированы существующие кирпичные заводы [1]. В настоящее время одним из острых проблем производства керамического кирпича являются большая ресурсо- и энергоемкость и низкие прочностные показатели готовых изделий. Из-за нестабильности химического состава суглинков при обжиге изделий не полностью протекают процессы минерало- и структурообразования даже при высоких температурах обжига (Т=1000...1100⁰С) [2, 3]. В результате топливно-энергетические ресурсы тратятся на выпуск некачественных продукций, а чтобы покрыть эти затраты промышленники вынуждены поднимать цены на готовую продукцию низкого качества. В связи с изложенными фактами следует искать другие пути решения проблемы - изыскания новых источников сырья способствующих снижению энергетических затрат при сушке и обжиге, созданию армированной каркасной структуры и повышению активности взаимодействия компонентов смеси при условии снижения температуры спекания. Вопрос энергосбережения в производстве стеновой керамики должна решаться в комплексе рационального использования природных ресурсов, отходов промышленности и охраны окружающей среды [4,5]. Цель исследования: разработка механоактивированной композиционной добавки на основе промышленных отходов с целью получения стеновой керамики с пониженной температурой обжига. Методы исследований. В качестве объекта исследований выбрали гранулированный доменный шлак Карагандинского металлургического комбината, стеклобой и лессовидный суглинок Карагандинского месторождения. Химический состав доменного гранулированного шлака Карагандинского металлургического комбината ( таблица 1). Таблица 1 Химический состав доменного гранулированного шлака Карагандинского металлургического завода

Содержание оксидов, мас.%
SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	CaO	FеО	MgO	SO₃	Na₂O	K₂O	CO₂	TiO₂	S_hO	п.п.п.
40,62	16,24	0,19-0,52	42,11	0,43	5,33-10,39	1,66	0.36-1,5	0,42-1,32	-	0,62-0,88	0.11-1,37	0,92

Резкое охлаждение шлакового расплава в процессе грануляции обуславливает в основном его стекловидное строение. Содержание стеклофазы в них составляет 65-97%. Закристаллизованная часть шлака в основном представлена псевдоволластонитом a - CaO*SiO₂ c показателями преломления Ng=1,652±0,0015; Np=1,608±0,0015. В естественном состоянии шлаки рентгеноаморфны. Химический состав лессовидного суглинка Карагандинского месторождения приведен в таблице 2.

Таблица 2 Химический состав лессовидного суглинка Карагандинского месторождения

Содержание оксидов, мас.%
SiO₂	Al₂O₃	CaO	MgO	Fe₂O₃	SO₃	Na₂O	п.п.п
53,14	14,2	12,67	1,92	5,05	2,43	3,56	7,03

А в качестве стеклобоя использовали бой тарного стекла. Для проведения экспериментальных исследований гранулированный доменный шлак и лессовидный суглинок сушили в сушильном шкафу ШСП-0,5-70 при температуре 80 – 90⁰С до остаточной влажности 3 - 5%. Стеклобой предварительно дробились в лабораторной дробилке МШЛ 100х250 до образования фракций 3 - 10мм. Для приготовления механоактивированной композиционной добавки составлялась смесь гранулированный доменный шлак - стеклобой в соотношении 3:1 и загружались в лабораторную шаровую мельницу МШЛ – 1П для совместного помола. Помол производили до получения удельной поверхности 1500 – 2000 см²/г. Подготовка лессовидного суглинка производилась отдельно также путем помола в шаровой мельнице МШЛ – 1П до получения удельной поверхности 900 – 1000 см²/г. Приготовленная композиционная добавка путем взвешивания и дозирования добавлялась в основной компонент – лессовидный суглинок. Экспериментальные исследования проводились при следующих концентрациях составляющих компонентов, мас. %: лессовидный суглинок – 75 – 85%, композиционная добавка 15 – 25%. Конкретные компонентные составы керамической композиции приведены в таблице 3. Таблица 3 Компонентные составы керамической композиции

№ составов	Компоненты, мас. %
№ составов	Лессовидный суглинок	Композиционная добавка
1	100	-
2	75	25
3	80	20
4	85	15

Из исследуемых составов приготовлялись керамическая масса путем совместного перемешивания. В тщательно перемешанную смесь добавлялась вода 8 -10% и тщательно перемешивалась до получения однородной массы. Из готовой керамической массы формовались образцы цилиндры (50х50мм) методом полусухого прессования на прессе ПГМ-500 МГ4. Давление прессования составляла 15 МПа. Отформованные образцы обжигались без предварительной сушки в электрической печи по специально разработанному режиму. Термообработанные образцы подвергались испытанию по определению физико-механических свойств. Физико-механические свойства исследуемых образцов представлены в таблице 4. Таблица 4 Физико – механические свойства исследуемых образцов

№составов	Коэффициент чувствительности к сушке по экспресс – методу Чижского, сек	Температура обжига,⁰С	Средняя плотно-стьг/см³	Прочность при сжатииМПа	Теплопровод-ность,Вт/м^.К	Водопоглащение,%
1	47	900+20	1,82	6,2	0,8	25,0
2	95		1,73	18,4	0,73	20,1
3	80		1,76	16,2	0,75	21,2
4	71		1,78	14,7	0,78	22,5

Результаты и обсуждение. Анализ полученных испытаний и исследований показывает, что с увеличением содержания механоактивизированной композиционной добавки от 15 – 25% рост прочности составляет от 14,7 до 18,4 МПа. Этот показатель почти в 2,5 - 3 раза превышает прочностные показатели образцов без добавок (состав №1). Анализ изменения коэффициента чувствительности к сушке показывает, что механоактивированная композиционная добавка переводит керамическую массу из категории высокочувствительных в категорию средне- (составы №2 и 3) и малочувствительных (состав №4). Достижение такого показателя позволяет обжигать изделия без предварительной сушки с разработкой новых интенсивных режимов термообработки при производстве стеновой керамики. Следует также отметить, что у исследуемых керамических масс максимальная температура обжига составляет 900⁰С, тогда как традиционная технология стеновой керамики без использования корректирующих добавок она составляет 1000 - 1050⁰С, т. е. снижение температуры обжига составляет порядка 100 - 150⁰С. Что касается изменения водопоглащения и теплопроводности исследуемых образцов, то они незначительны и находятся на уровне показателей традиционного кирпича. По-видимому введение механоактивированной композиционной добавки приводит к коренным изменениям химико-минералогического состава, керамической массы на основе лессовидных суглинков, способствующие образованию новых кристаллических и стеклофаз в области низких температур. Подтверждением тому результаты дифференциально-термического и ренгено – фазового анализов исследуемых составов. Заключение. Установлено, что в интервале температур обжига 750 - 780⁰С наблюдается появление жидкой фазы и начиная с температуры 810 - 820⁰С образование кристаллической фазы низкотемпературной формы волластонита. Таким образом выявлена возможность получения качественной стеновой керамики с пониженными энергетическими затратами по ресурсосберегающей технологий за счет механоактивированных композиционных добавок с использованием отходов промышленности.

Список литературы

1 Монтаев С.А., Сулейменов Ж.Т. Стеновая керамика на основе композиции техногенного и природного сырья Казахстана / Уральск: 2006. – 190 с. 2 Ботвин Л.М. Строительные материалы из лёссовидных суглинков / Ташкент: Укитувчи. 1984. – 207 с. 3 Балакирев А.А. Основы технологии стеновой керамики из лёссового сырья / Алма-Ата: Наука КазССР. 1981. – 207 с. 4 Попова В.В. Материалы для теплоизоляционных работ. - М.: Высшая школа, 1988. – С. 151. 5 Голенков В.А. Производство и применение универсального теплоизоляционного материала ТИСМ / Голенков В.А., Кисляков А.А., Степанов Ю.С. и др. // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. - 2000. № 11. - С. 34

Создатель : Лариса Николаевна Гребцова

Создан : 22 августа 2024