Введение к работе
Актуальность. Многообразное и с каждым годом расширяющееся применение керамики делает востребованными разработки новых типов керамической продукции и новых, более современных, энергосберегающих и ресурсосберегающих способов ее производства. Процессы течения и структурообразования в высококонцентрированных водных минеральных суспензиях, к которым относятся керамические литейные системы (шликера), способы их регулирования, а также разработка способов повышения качества готовых изделий относятся к числу наиболее актуальных проблем технологии керамического производства.
Агрегативная устойчивость и реологические свойства суспензий определяют как технологические свойства керамических литейных систем -подвижность, скорость набора керамической массы, заполняемость гипсовых форм, так и физико-механические свойства готового керамического изделия -пористость, прочность. Одним из наиболее эффективных способов регулирования реологических свойств и агрегативной устойчивости таких суспензий является применение разжижающих добавок. На ряде заводов в качестве разжижающих добавок применяют индивидуальные электролиты. В то же время известно, что наиболее эффективными являются комплексные добавки, в которых может проявляться эффект синергизма.
Анализ известных литературных данных свидетельствует также о том, что для некоторых видов керамики эффективным является использование высококонцентрированных керамических вяжущих суспензий (ВКВС) в качестве отощающего компонента. Для майоликовых литейных систем такие исследования ранее не проводились, поэтому актуальным является изучение данного аспекта.
Таким образом, применение многокомпонентных эффективных комплексных разжижающих добавок, содержащих электролиты и ВКВС, и изучение механизма их действия представляет большой как теоретический, так и практический интерес.
Цель работы: Применение многокомпонентной эффективной комплексной разжижающей добавки, содержащей электролиты и ВКВС кварцевого песка и пегматита в качестве отощающего компонента в майоликовых литейных системах с целью регулирования их реотехнологических и физико-механических свойств.
\ і
-' \
Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи:
исследовать влияние комплексных добавок, содержащих жидкое стекло, соду и отощающий компонент, полученный по технологии ВКВС, на процессы течения и структурообразования, агре-гативігую устойчивость и изменение электрокинетических свойств керамических литейных систем;
изучить возможные явления синергизма и антагонизма и предложить механизм действия добавок в керамических литейных системах;
определить влияние комплексной добавки и ВКВС кварцевого песка и пегматита в качестве отощающего компонента в составе майоликовых литейных систем на их физико-механические свойства, осуществить опытно-производственную проверку результатов исследования и оценить их технико-экономическую эффективность.
Научная новизна:
Впервые изучены закономерности влияния многокомпонентной комплексной добавки на основе жидкого стекла, соды и коллоидного компонента ВКВС на свойства майоликовых литейных систем, заключающиеся в том, что коллоидный компонент позволяет увеличить объемную концентрацию твердой фазы и уменьшить эффективную вязкость за счет проявления структурно-механического фактора агрегативной устойчивости. Установлено, что добавка соды в количестве 0,5% в основном влияет на начальное разжижение системы, а жидкого стекла в количестве 0,5% - увеличивает продолжительность действия комплексной добавки во времени, при этом наблюдается эффект синергизма, обусловленный, в основном, электростатическим фактором агрегативной устойчивости.
Обоснована и практически подтверждена возможность применения ВКВС кварцевого песка и пегматита в качестве комплексного модификатора в составе майоликовых литейных систем, позволяющего в сочетании с добавкой электролитов уменьшить линейную усадку, увеличить скорость набора черепка и плотность отливок, улучшить физико-механические свойства изделий.
Практическое значение работы:
В результате выполненного комплекса работ установлена перспективность применения комплексных разжижающих добавок на основе соды, жидкого стекла и ВКВС отощающих компонентов в майоликовых литейных
системах, позволяющих снизить эффективную вязкость в 2-3 раза, либо увеличить объемную концентрацию на 15%.
Определены области наиболее оптимальных соотношений и концентраций индивидуальных компонентов экспериментальных майоликовых литейных систем.
Применение ВКВС кварцевого песка в качестве отощаюшего компонента совместно с добавкой электролитов в составе майоликовых литейных систем позволило понизить температуру обжига на 30-40С, воздушную усадку на 24% и общую - на 44 %, пористость на 10 %, увеличить прочность на изгиб на 10 % и плотность на 9 %.
Были проведены полупромышленные испытания на ООО «Борисовская керамика» (п. Борисовка), которые подтвердили высокую эффективность предложенной технологии.
Апробация работы: Основные результаты работы были доложены на следующих конференциях: Международная науч.-технич. конф. «Современные проблемы строительного материаловедения» (Белгород 2001 г.); Международная науч.-практич. конф. «Новые технологии в химической промышленности» (Минск 2002 г.); Международный конгресс «Современные технологии в промышленности строительных материалов и строииндустрии» (Белгород 2003 г).
Публикации: Основные результаты работы изложены в 5 публикациях.
Структура диссертации: Диссертация состоит из введения, 5 глав и выводов, изложена на 143 страницах основного машинописного текста.
