IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

Одним из важных  направлений  развития промышленности строительных материалов по технологии керамики является повышение номенклатуры и качества выпускаемых изделий при максимальном использовании  местного сырья.[1-2]

Одним из ведущих мест здесь принадлежит керамзиту, который в свою очередь, могут успешно развиваться только при наличии достаточно развитой и совершенной сырьевой базой для налаживания его производства. [3]

Однако запасы  глин для производства керамзита в Казахстане  весьма ограничены и поэтому основным сырьем для производства  строительной керамики  служит малопластичные лессовидные суглинки, которые имеются во всех регионах. [4]

Цель работы - проведения предварительных экспериментальных исследовании по использованию лессовидных суглинков для получения керамзита в композиции с бентонитовыми глинами.

Для поводения экспериментальных исследовании в качестве сырьевых материалов использованы суглинок Чаганского месторождения и бентонитовая глина Погадаевского   месторождения.(Западно-Казахстанская обл.) Суглинок Чаганского месторождения содержит до 12% монтмориллонитового компонента, находящегося в форме смешаннослойных образований и гидрослюдой  и каолинитом. [5]

Из кристаллических фаз в суглинке также содержится кварц  d/n=4,23; 3,34; 1,974; 1,813; 1,538*10^-10м, полевой шпат d/n=3,18; 2,286*10^-10м, кальцит d/n=3,02; 2,018; 1,912*10^-10м и гематит d/n=1,839; 1,686; 1,590*10^-10м.

Глина Погодаевского месторождения по огнеупорным свойствам относится к легкоплавким, по содержанию Fe₂O₃ к глинам с высоким содержанием красящих оксидов, а по содержанию Al₂O₃ к группе кислого сырья.

Таблица 1  -  Пластичность глинистых компонентов

Наименование глин	Число пластичности	Классификация по ГОСТ 9169-75
Глина Погодаевского месторождения	26,5	высокопластичная
Суглинок Чаганского месторождения	11,5	умеренно-пластичный

 

Минералогический состав глины  представлен в основном монтмориллонитом d/n=5,06; 4,46; 3,79; 3,06; 2,455; 2,28; 2,127; 1,977; 1,817; 1,675*10^-10м.

Коэффициент вспучиваемости бентонитовой глины составляет более 4,5 а суглинок относится к категории невспучиваемых глин.

Исследуемая область составова композиции  с  приведены в табл.2.

Таблица 2 - Исследуемые составы керамических масс для получения керамзита

№ состава	Содержание компонентов, масс %
	суглинок	Бентонитовая глина
1	50	50
2	60	40
3	70	30
4	80	20

Сырьевые материалы сначала высушивались и  размалывались в лабораторной шаровой мельнице до удельной поверхности 1300-1500г/см². Затем компоненты отвешивались в нужных количествах и насухо перемешивались. После чего в сухую смесь добавлялась вода. Из полученной смеси  изготовлялись гранулы 10-20мм.

Отформованные изделия сушили в сушильном шкафу при t=100-110^оС до постоянной массы. Обжиг производили в электрической муфельной  печи с объемом 20л.   На начальном этапе термообработки до 500^оС скорость подъема температуры составляло 2,5-3,0^оС в минуту затем до температуры 1150 ^оС скорость подъема температуры принимали 22,0-25,0^оС. При данной максимальной температуре образцы подвергались изотермической выдержке в течение 20-30 минут. По истечении времени изотермической выдержки образцы охлаждались в отключенной печи до комнатной температуры.   Продукты обжига подвергались физико-механическим испытаниям согласно ГОСТ 9758-86 Заполнители пористые неорганические для строительных работ. Методы испытаний. Результаты экспериментальных исследований приведены в табл.3.

Таблица 3. Изменение физико-механических свойств образцов в зависимости от   состава и температуры обжига

№ составов	Температура обжига, 0С	Коэффициент вспучивания	Средняя плотность, кг/м3	Марка по прочности при сдавливании в цилиндре, МПа
На основе чистого бентонита	1200	4,5-5,0	350-400	15-25
1	1150	3,6-3,7	550-600	50-75
2	1150	3,3-3,5	640-670	50-75
3	1150	2,8-3,0	710-770	75-100
4	1150	2,5-2,7	820-870	125-150

 

Как показывают результаты экспериментальных  исследований с увеличением содержания бентонитовой глины  от 20,0% до 50,0%, наблюдается общая тенденция снижения средней плотности образцов от 820-870 кг/м³ до 550-600 кг/м³ а прочность гранул при сдавливании в цилиндре увеличивается по мере увеличения содержания суглинка. Следует отметить, что с увеличением содержание лессовидного суглинка наблюдается  увеличение толщины корки обожженных гранул

Анализ изменения свойств образцов в зависимости от состава композиции показали, что добавка бентонитовой глины в состав лессовидных суглинков переводить суглинки с категории невспучивающих к категории средневспучивающих глин. Кроме того присутсвие лессовидных суглинков в составе композиции для получения керамзита способствует повышению прочности гранул 2,5-3 раза.

Таким образом, установлено возможность получения керамзитового щебня с использованием низкокачественных невспучивающихся лессовидных суглинков в композиции с бентонитными глинами.

Результаты полученных экспериментальных исследований служат основой разработки ресурсо- и энергосберегающих технологий производства керамзитового щебня с использованием местных лессовидных суглинков.

 

Литература

1.Ботвина Л.М. Строительные материалы из лессовидных суглинков. Ташкент.: Укитувчи, 1984. с.40.

2. Камалов С.А., Ли К.А.  География размещения месторождений природных ископаемых Уральской области и их народнохозяйственной применение.  Уральск: 1992. - 139 с.

3. Онацкий С.П. Производство керамзита. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1987.- 333 с.: ил.

4. С.А.Монтаев, Ж.Т.Сулейменов «Стеновая керамика на основе композиции техногенного и природного сырья Казахстана» Уральск: 2006 - 190 с.

5. Технологические особенности модифицирования керамических масс на основе лессовидных суглинков для получения лицевой стеновой керамики: Материалы VI Межд. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых / под ред. С.А.Монтаев, Н.Б.Адилова, Н.С.Монтаева. - Пенза : Пенз. гос. унив-т арх и стр-ва, 2011. - 131 с.

Код для цитирования: Скопировать