РОЗРОБКА РЕСУРСОЗБЕРІГАЮЧОЇ ТЕХНОЛОГІЇ ПОРИСТО-ПУСТОТІЛИХ КЕРАМІЧНИХ КАМЕНІВ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2079-0821.2021.02.13Ключові слова:
пористо-пустотілі керамічні камені; густина; механічна міцність; морозостійкість; теплоефективність; супісок; паливний шлак; ресурсозбереження.Анотація
Розроблена ресурсозберігаюча технологія поризованих керамічних матеріалів з використанням неспікливого супіску низької технологічної якості як базової сировини. На основі аналізу пластичних властивостей двокомпонентних і трикомпонентних керамічних мас, складених із супіску, керамзитової глини та паливного шлаку у різних співвідношеннях встановлено, що необхідний рівень їх пластичності забезпечуватиме основна сировина в наступних межах (мас. %): паливний шлак − 15 − 20; супісок − 50 − 65; керамзитова глина − 20 − 30. Методом планування експерименту проведено обґрунтування раціонального складу трикомпонентної керамічної маси, що містить: 62,5 мас. % супіску, 20 мас. % середньоспікливої пластичної глини як пластифікатора маси та 17, 5 мас. % паливного шлаку ТЕС як поризатора. Для розробленої маси були досліджені основні технологічні властивості, що дозволило рекомендувати режим сушки сирцю – 60 годин, оптимальну температуру випалу – 950 °С, які забезпечують отримання зразків без сушильних тріщин та ознак деформації. Спроектований раціональний режим випалу високопустотних напівфабрикатів на основі результатів дилатометричного аналізу маси, який передбачає 44-годинний випал і зниження швидкостей нагріву на ділянках дегідратації глинистих мінералів, прямого кварцового переходу та інтенсивного спікання маси, а також зниження швидкості охолодженні на ділянці зворотного кварцового переходу. Запропонований режим випалу забезпечує необхідний для керамічного матеріалу ступінь спікання та властивості. На основі розробленої маси за рекомендованими режимами сушки та випалу отримані поризовані керамічні матеріали з уявною густиною 1,48 г/см3, межею міцності при стиску 18,2 МПа і морозостійкістю 30 циклів, які відносяться до групи умовно ефективних, а за умови організації 50 % пустотності – можуть бути віднесені до групи ефективних.
Посилання
Yurkovs’ka N. R. Enerhoefektyvnist’ budivel’ yak vazhlyvyy faktor suchasnoho budivnytstva [Energy efficiency of buildings as an important factor in modern construction] 2016. Available at: https://www.sworld.com.ua/konfer42/108.pdf.
Grechin V.YU. Stenovaya keramika kompanii Wienerberger dlya stroitel’stva zhilykh domov [Wall ceramics from Wienerberger for the construction of residential buildings] Budivelʹni materialy, vyroby ta sanitarna tekhnika. 2006. Vol. 22., pp. 17–21.
Semehen R. I., Vasylyshyn O. YA., Yakymechko YA. B. Keramichni teploizolyatsiyni materialy nyzʹkotemperaturnoho spikannya [Ceramic heat-insulating materials of low-temperature sintering] Visnyk Natsionalnoho universytetu «L’vivs’ka politekhnika» [Bulletin of the National University «Lviv Polytechnic»], 2007, no. 590, pp. 304–307.
Kotlyar V. D., Ustinov A. V., Kovalev V. YU., Terekhina YU. V., Kotlyar A. V. Keramicheskiye kamni kompressionnogo formovaniya na osnove opok i otkhodov ugleobogashcheniya [Ceramic stones of compression molding based on flasks and waste of coal preparation] Stroitel’nyye materialy, 2013, no. 4, pp. 44–46.
Subota I. S., Spasʹonova L. M., Bulka T. I., Tokova M. I. Zastosuvannya zoloshlakovykh vidkhodiv dlya vyrobnytstva budivelʹnoyi keramiky [Application of ash and slag waste for production of building ceramics] Promyslove budivnytstvo ta inzhenerni sporudy , 2019, no. 1, pp. 45–48.
Gomelya N.D., Ivanenko Ye.I., Goncharuk A.V. Primeneniye otkhodov bumazhnykh predpriyatiy dlya polucheniya teploizolyatsionnykh materialov [The use of waste paper enterprises to obtain thermal insulation materials] Ekotekhnologii i resursosberezheniye, 2007, no. 3, pp. 36–39.
Wang Qingtao, Huaqin Yu, Tao Ben, Qiang Li, Fengzhi Li, Huijun Xu, Haibo Qiao, Qingyang Du. Preparation of lightweight high-strength thermal insulation and decoration integration porous ceramics using red mud. Journal of the Australian Ceramic Society. 2019. pp. 1–8.
Ruppik M. Primeneniye organicheskikh i neorganicheskikh poroobrazuyushchikh dobavok [Application of organic and inorganic pore-forming additives] Kirpich i cherepitsa, 2007. No. 2, pp. 24–28.
Oksamyt T. V. Rehulyuvannya protsesiv strukturoutvorennya keramichnykh mas systemy «hlyna polimineralʹna-kaolinit-pol ovoshpatova syrovyna» [Regulation of processes of structure formation of ceramic masses of the system clay polymineral-kaolinite-feldspar raw materials] Vostochno-Yevropeyskiy zhurnal peredovykh tekhnologiy [Eastern European Journal of Advanced Technologies], 2014, no. 5/5 (71). pp. 49–55.
Pierre-Marie Nigay, Thierry Cutard, Ange Nzihou. The impact of heat treatment on the microstructure of a clay ceramic and its thermal and mechanical properties. Ceramics International. 2017. Vol. 43 (2). P. 1747–1754. Available at: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01619238/document.
Shchukina L. P., Pylypchatin O. V., Halushka YA. O., Mikheyenko L. O. Vplyv orhanichnykh ta neorhanichnykh poryzatoriv na vlastyvosti porysto-pustotiloyi budivelʹnoyi keramiky [Influence of organic and inorganic porous agents on the properties of porous-hollow building ceramics] Vestnik NTU «KhPI» [Bulletin of NTU «KhPI»], 2012, no. 32, pp. 32 – 38.
Vinarskiy M.S., Lur’ye M.V. Planirovaniye eksperimenta v tekhnologicheskikh issledovaniyakh [Planning an experiment in technology research]. Kiev: Technology, 1975. 135 p.
DSTU B V.2.7-42-97. Budivelʹni materialy. Metody vyznachennya vodopohlynannya, hustyny y morozostiykosti budivelʹnykh materialiv i vyrobiv [State Standard B V.2.7-42-97. Building materials. Methods for determining water absorption, density and frost resistance of building materials and products] Kyiv: State Committee for Urban Development of Ukraine Publ., 1997. 25 p.
Knigina G. I., Vershinina E. N. Laboratornyye raboty po tekhnologii stroitel’nykh i legkikh poristykh zapolniteley [Laboratory work on the technology of construction and light porous aggregates] Moscow, Vishcha school, 1972. 197 p.
