IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

Основной сырьевой базой для производства стеновой керамики в Республике Казахстан служат некондиционные лессовидные суглинки, обладающие неудовлетворительными керамическими свойствами (высокая чувствительность к сушке, большая усадка и т.д.) [1]. Запесоченность и высокое содержание карбонатов лессовидных суглинков в ряде случаев не позволяет использовать их даже для производства обыкновенного глиняного кирпича, отличающегося не только низкими физико-механическими свойствами, но и выцветами растворимых солей, ограничивающими его применения в строительстве объектов различного назначения.

В связи с вышеизложенными фактами следует искать другие пути решения проблемы - изыскания новых источников сырья, переход на композиционные сырьевые смеси на основе природных и техногенных ресурсов, способствующих созданию армированной каркасной структуры и повышению активности взаимодействия компонентов смеси при условии снижения температуры спекания [2-5].

Цель исследования - установление возможности по­лучения высококачественного и керамического кирпича на основе лессовидных суглинков Западно - Казахстанской области путем введения эффективных модифицирующих добавок и использования новых технологических решений.

Для изучения влияния степени измельчения материала на физико - механические свойства сырца, отформованного методом полусухого прессования, и свойства обоженного материала из пробы готовились шихты различного гранулометрического состава. Высушенные до воздушно - сухого состояния пробы пропускались через дробилки до прохождения через сито с отверстиями 0,16; 0,315; 0,63 и 1,0мм. Полученные порошки были разделены на 5 групп: I <0,16 мм; 0,16мм < II < <0,315 мм; 0,315 мм < III < 0,63 мм;  0,63 мм < IV < 1мм и V < 1мм;   

Из полученных сырьевых смесей формовались образцы цилиндры диаметром и высотой 50 мм. Формовочную влажность сырьевых смесей принимали до 40% от массы сухого материала. Для равномерного распределения влаги в составе керамической смеси вода добавлялась с помощью пульверизатора  и тщательно перемешивалась в течение 10 мин. Полученный пресспорошок формовали на гидравлическом прессе под давлением 20 МПа. За исследуемые свойства керамических масс принимались полная усадка, прочность сырца как критерии сушильных и формовочных свойств,  прочность при сжатии и водопоглощение как показатель качества изделий.

Обжиг образцов проводился при температуре 950 - 1000⁰ С. При уменьшении наибольшей крупности частиц измельченных опок с 1 до 0,16 мм механическая прочность обожженного материала при прочих равных условиях возрастает в 1,7 раз. При этих условиях наименьшую среднюю плотность имеют образцы I группы. Полная усадка всех образцов не превышает 4,2 %, группа V имеет самую низкую усадку.

                                                               

     Таблица 1-Физико-механические свойства термообработанных образцов на основе опоки

Группа порошка	Средняя плотность, г/см3	Полная усадка, %	Водопоглощение, % по массе	Предел прочности при сжатии, МПа
I	1,087	3,48	43,5	20,25
II	1,109	3,38	43,7	16,5
III	1,130	3,24	44,2	16,7
IV	1,239	4,08	44,6	12,11
V	1,147	3,8	45,3	14,81

Для изучения влияния модифицирующей добавки - опоки на физико - механические свойства суглинка, были отформованы методом полусухого прессования цилиндры диаметром и высотой 50 мм, и обожжены в печи при температуре 950⁰ С.

Модификатор и суглинок дозировались в количестве по 50%  сухой массы. Суглинки и опока просеивались через сито №0,63, поэтому для сравнивания физико - механических свойств суглинков и опоки мы будем использовать данные групп порошка от I до III. Влажность пресс-порошка составляла 12%; давление прессования цилиндров диаметром 50 мм для шихт на основе чаганского, таскалинского и халиловского суглинка - 20 МПа; температура обжига - 950°С.

Результаты (таблиц 1 и 2) показывают, что добавка модификатора - опоки уменьшает полную усадку: для композиции чаганский суглинок- опока по сравнению с полной усадкой опоки на 36,7 %;  для композиции халиловский суглинок- опока на 62,6%,  а для композиции таскалинский суглинок - опока, на 13% увеличивается полная усадка.

При этом средняя плотность: для композиции чаганский суглинок- опока увеличивается на 16,3%; для композиции халиловский суглинок - опока увеличивается на 16,9%; а для композиции таскалинский суглинок - опока на 14,4% по сравнению со средней плотностью опоки равной 1,13 гр/см³ [6-7].

По результатам определения водопоглащения: для композиции чаганский суглинок- опока водопоглащение уменьшается на 28%; для композиции халиловский суглинок - опока на 27,2%,  а для композиции таскалинский суглинок - опока на 23,5% .                                                                                                                                                                                             

Таблица 2 - Влияние модификатора на физико-технические свойства  керамического черепка

Суглинок	Вид модификатора	Полная усадка, %	Средняя плотность, г/см3	Водопоглощение   % по массе
Чаганский суглинок	-	1,0	1,76	17,0
Чаганский суглинок	опока	2,2	1,35	31,4
Таскалинский суглинок	-	1,1	1,55	23,5
Таскалинский суглинок	опока	4,0	1,32	33,4
Халиловский суглинок	-	1,6	1,83	16,6
Халиловский суглинок	опока	1,3	1,36	31,8

Таким образом, установлена возможность улучшения физико-механических свойств стеновой керамики на основе лессовидных суглинков путем модифицирования опокой.

 

Литература

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

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

3.Перспективы формирования сырьевой базы стройиндустрии с использованием техногенного сырья из отвалов Кашпирского рудника Самарской области: Монография / Н.Г. Чумаченко, В.В. Тюрников, С.Е. Баннова, Д.В. Кириллов; Самарск. гос. арх.-строит. ун-т Самара, 2006. - 200 с.

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

5. Котляр В.Д., Талпа Б.В. Опоки - перспективное сырье для стеновой керамики // Строительные материалы. - 2007. - №2 - С. 31- 33.

6. Технология стеновой керамики с использованием опоки : сб. материалов VI межд. науч.-практ. конф. / под общ. ред. С.А. Монтаева. - Волгоград : Волг. а.-с. ун-т, 2011. - 225с.

7. Использование опоки Западно-Казахстанского месторождения для модификации составов керамических масс с целью получения эффективной стеновой керамики: сб. материалов VI межд. конф. / под общ. ред. С.А. Монтаева. - Пенза : Пенз. а.-с. ун-т, 2011. - 139с.

Код для цитирования: Скопировать