Введение к работе
Актуальность работы
Ресурсы традиционного керамического сырья истощаются, глин и суглинков, которые можно использовать без корректировки состава в производстве керамических стеновых материалов, становится все меньше. Параллельно со снижением запасов высококачественного глинистого сырья растет потребность в повышении качества выпускаемой продукции.
Разработка и внедрение новых эффективных стеновых материалов, обладающих высокими физико-механическими и теплофи-зическими характеристиками в сочетании с техногенными отходами, является актуальной задачей современного материаловедения. Использование для их производства золошлаковых отходов энергетических предприятий позволяет решить проблему утилизации.
Наличие в золах остеклованных микросфер, обладающих рядом ценных свойств, обуславливает их применение в производстве стеновых материалов.
Комплексное использование глинистого сырья Сибирского региона в композиции с остеклованными микросферами позволит получить обжиговые стеновые материалы с высокими физико-механическими характеристиками и низким коэффициентом теплопроводности.
Работа выполнялась в рамках тематических планов по заданию Рособразования РФ по теме № 2.2.02 «Создание строительных композиционных материалов на основе местного сырья и нетрадиционных технологий».
Объект исследований - стеновые материалы на основе суглинков различного минерального состава и остеклованных микросфер.
Предмет исследований - процессы фазообразования, происходящие при обжиге материалов на основе суглинков и остеклованных микросфер,
| рос. нациоТГаТьная")
\ БИБЛИОТЕКА I
^Аі
Цель диссертационной работы заключается в разработке составов для получения обжиговых стеновых материалов на основе глинистого сырья различного минерального состава и остеклованных микросфер путем обоснования и обеспечения условий структу-рообразования и получение эффективных стеновых материалов.
Задачи исследований Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
-
Исследование составов и свойств глинистого сырья Сибирского региона и оценка его пригодности для получения эффективных стеновых материалов в композиции с остеклованными микросферами;
-
Исследование физико-химических процессов формирования фазового состава и структуры керамических материалов;
-
Разработка составов и технологических параметров для производства эффективных стеновых материалов на основе сырья Сибирского региона и остеклованных микросфер;
-
Проведение опытно-промышленных испытаний и разработка технологического регламента на производство стеновых материалов.
Научная новизна работы
-
Установлено, что при использовании суглинков с числом пластичности 8-9 независимо от минерального состава возможно получение материалов по технологии полусухого прессования с плотностью 1100-1400 кг/м" и прочностью при сжатии 15-20 МПа. При этом количество остеклованных микросфер в шихте может быть доведено до 50%. Суглинки с числом пластичности 12-13 могут быть использованы для получения стеновых материалов методом пластического формования с добавлением микросферы до 20 %.
-
Установлено, что введение до 20% остеклованных микросфер в состав шихты приводит к снижению чувствительности при сушке, устраняет дефекты на стадиях сушки и обжига и обеспечивает получение материалов при пластическом способе формования изделий с плотностью 1300-1500 кг/м3.
-
Образование муллитоподобных и анортитоподобных фаз приводит к увеличению прочности при изгибе композиционных материалов при полусухом прессовании на 20±5% при пластичности
суглинков 12-13 и количестве остеклованных микросфер в шихте до 20%.
Практическая значимость работы
-
Разработаны составы смесей и рекомендованы к практическому использованию на предприятиях по производству керамических строительных изделий, для получения обжиговых стеновых материалов по полусухому способу формования с плотностью 1100-1400 кг/м3 и прочностью при сжатии 15-20 МПа.
-
Выпущены опытные партии керамического кирпича полусухим способом формования на основе Егозовских и Беловских суглинков на ООО «Кирпичный завод Абашевский» г. Новокузнецка.
3. Разработан и составлен технологический регламент на производство керамического кирпича из суглинистого сырья Сибирского региона и остеклованных микросфер полусухим способом формования для ОАО «Белон» на строительство завода производительностью 50 млн. штук условного кирпича в год.
Реализация результатов исследований
Выпущена опытно-промышленная партия стеновых керамических материалов на кирпичном заводе г. Ленинск-Кузнецкий по технологии полусухого прессования. Получены стеновые материалы со средней плотностью 800-1300 кг/м3 и маркой по прочности при сжатии 75-150.
На защиту выносятся
-процессы структурообразования и свойсіва композиций на основе суглинков различного минерального состава и остеклованных микросфер;
-экспериментальные данные по составам и технологическим режимам получения обжиговых стеновых материалов на основе суглинков Сибирского региона и остеклованных микросфер;
-результаты исследований физико-механических и теплофизи-ческих характеристик полученных строительных материалов и рекомендации по их применению.
Личный вклад автора состоит в формулировании цели эксперимента и постановке соответствующих задач, непосредственном участии при проведении исследований, обработке результатов и выводов по работе.
Апробация работы
Основные положения диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы современного строительства» (г. Пенза, 2001 г.); второй научно-практической конференции «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья» (г. Бийск, 2002 г.); второй Всероссийской научной конференции «Химия и химическая технология на рубеже тысячелетий» (г Томск, 2002 г.).
Публикации Основное содержание работы изложено в пяти публикациях. Получен приоритет по заявке № 2005132701/03 (036631) от 10 ноября 2005 г.
Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем диссертации составляет 145 страниц, включая 41 рисунок, 27 таблиц.
