Закономерности формирования структуры и прогнозирование свойств строительной керамики из грубозернистых масс

• Автор: Шильцина, Антонида Даниловна
• Шифр специальности: 05.17.11, 05.23.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Абакан
• Количество страниц: 400 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Использование природного и техногенного сырья в производстве строительной керамики.

1.1. Перспективы производства и применения керамических строительных материалов .

1.2. Природное и техногенное сырье для производства строительной керамики

1.2.1. Легкоплавкие глины и глиносодержащне породы.

1.2.2. Малоиспользуемые виды силикатных пород .

1.2.3. Вскрышные породы

1.2.4. Золы, шлаки и золошлаковые смеси теплоэнергетических предприятий

1.2.5. Отходы добычи и переработки металлических руд.

Ф 1.2.6. Оценка применяемого для строительной керамики техногенного сырья по

химическому составу
1.2.7. Природное и техногенное сырье Хакасии.
1.3. Повышение качества стеновых керамических материалов и черепицы
1.4. Повышение качества тонкой строительной керамики.
1.5. Перспективы использования непластичного силикатного сырья в производстве стеновой керамики при полусухом прессовании
1.6. Анализ проблем и постановка задач исследований
2. Методология работы и методы исследований
2.1. Методология работы
2.2. Методы исследований
2.2.1. Методы исследований сырья.
2.2.2. Методы исследований керамических материалов и изделий.
2.2.3. Специальные методы исследований.
3. Исследование составов и свойств природных и техногенных сырьевых материалов.
3.1. Характеристика силикатного природного и техногенного сырья.
3.1.1. Глины и глиносодержащие породы
3.1.2. Каолиновое сырье
3.1.3. Особенности глинистого и каолинового сырья
3.1.4. Хлоритсодержащие сланцы.
3.1.5. Диопсидсодержащее сырье.
Э 3.1.6. Кальцитсодержащие туфы
3.1.7. Нефелинсодержащее сырье
3.1.8. Полевошпатовый ортофир.
3.1.9. Полевошпатовые отходы
3.1 Высококальциевые золошлаковые отходы
3.1 Особенности непластичного сырья .
3.1 Оценка пригодности силикатного сырья для строительной керамики
Выводы по главе.
4. Моделирование структур строительной керамики на основе композиций глин с иепластичными компонентами
,4.1. Спекание глинистого природного сырья
ф 4.2. Модели структур с ядром из глинистых агрегатов.
4.3. Модели структур с ядром из зольных агрегатов.
4.4. Модели структур с ядром из непластичных кварцсодержащих енликататных пород
4.5. Модели структур с ядром из зерен шлака.
4.6. Модели смешанных структур строительной керамики.
4.7. Предпоггительные составы композиций строительной керамики на основе моделирования структур. Прогнозируемые свойства материалов
4.8. Экспериментальная проверка моделей структур строительной керамики
Выводы по главе.
5. Разработка составов и технологий стеновой кераМики и черепицы из композиций глин с грубозернистыми непластичнымн компонентами.
5.1. Определение максимального размера зерен керамических композиций глина непластичный компонент
5.2. Спекание, структура и свойства стеновой керамики из композиций глин с кварцсерицитхлоритовымн сланцами
5.3. Спекание, структура и свойства керамических материалов с высококальциевой золой сухого отбора.
5.4. Спекание, структура и свойства стеновых материалов из композиций глин с отвальной золошлаковой смесью.
5.5. Спекание, структура и свойства керамики из композиции для черепицы.
5.6. Закономерности спекания и формирования свойств керамики из композиций глин с
грубозернистыми компонентами
Выводы по главе.
6. Зависимости свойств тонкой строительной керамики от соотношения размеров частиц в массах
6.1. Зависимость свойств тонкой строительной керамики от размера зерен кварцполсвошпатового песка в массах.
6.2. Зависимость свойств тонкой строительной керамики от размера зерен высококальциевого шлака в массах.
6.3. Зависимость свойств тонкой строительной керамики от размера частиц в тонкодисперсных массах.
6.4. Зависимость свойств тонкой строительной керамики от соотношения размеров частиц
в массах.
Выводы по главе
7. Реализация результатов исследований по разработке керамических строительных материалов из композиций глин с грубозернистыми компонентами.
7.1. Изготовление и внедрение в производство высокопрочного и морозостойкого кирпича
7.2. Опытнопромышленные испытания облицовочного камня.
7.3. Опытнопромышленные испытания клинкерного кирпича и тротуарной плитки
7.4. Опытнопромышленные испытания керамической черепицы.
7.5. Опытнопромышленные испытания тонкой строительной керамики
Выводы по главе
Общие выводы
Литература


Глинистую часть хвостов гравитации и коллективный кварцслюдистополевошпатовый концентрат, являющиеся побочными продуктами добычи цирконильменитовых руд Караоткельского месторождения Восточного Казахстана, применяли в плиточных массах взамен природных сырьевых компонентов тугоплавкой глины, кварцевого песка и нефелинового концентрата 8 0. Таблица 1. Глинистая часть хвостов гравитации руды цирконильменитполевошпатового месторождения ВосточноКазахстанской обл. Содержание глинистой части хвостов гравитации в массах составляло , коллективного кварцслюдистополевошпатового концентрата . После обжига при температуре 0 С получили облицовочные плитки с прочностью при изгибе от ,2 до ,6 МПа, после обжига при С фасадные плитки с прочностью при изгибе от до МПа. Пироксеновые отходы Качканарского ГОКа применяли в производстве облицовочных и фасадных плиток. Са, М, Ре б. В него входят двухзарядные ионы железа, которые снижают температуру образования жидкой фазы при обжиге . Применение пироксеновых отходов, так же как и диопсидовых пород, в количестве в составах облицовочных плиток снижает их влажностное расширение в 4 5 раз до 0, 0, и обеспечивает длительную эксплуатацию изделий без появления трещин в глазурном покрытии. Фасадные плитки из смеси новорайской глины и пироксеновых отходов после обжига при температуре С в течение мин имели хороший товарный вид, их водопоглощение составляло 4 6 , морозостойкость 0 циклов . В составах масс для изготовления стеновых материалов применяли марганцевый флотоконцентрат , содержащий , оксида марганца табл. Ре3 табл. Эти отходы исследовали в количестве отдов смеси с легкоплавкой карбонатной глиной СаО ,3 , С 8, для получения лицевого кирпича объемного окрашивания ,1,2. При введении марганцевого флотоконцентрата в массу получили светлокоричневый цвет кирпича марок 0 0, морозостойкостью более циклов . При использовании красных шламов получили кирпич темнокрасного цвета 1, 2. В составах фарфоровых керамических изделий нашел применение калиевый полевой шпат, полученный как вторичный продукт флотации колчедана 3. Вмещающие породы металлических руд, являющиеся чаще всего эффузивными, интрузивными и метаморфическими по условиям образования, обычно рассматриваются как потенциальное сырье для производства строительного щебня. Сведения об использовании вмещающих пород в производстве строительной керамики в технической литературе отсутствуют. Таким образом, отходы переработки металлических руд могут эффективно использоваться в производстве керамических строительных материалов. Однако конкретная область применения отходов зависит как от их состава и свойств, так и от состава и свойств дополнительных компонентов керамических смесей. Анализ применяемого в производстве строительной керамики сырья табл. ЯО ЯгОУБЮг от содержания основных оксидов 1Ю Рез рис. Ю2. Качканарского ГОКа. Легкоплавкие глины, вскрышные глинистые породы, полевошпатовые породы и отходы, обсидиан, перлиты, золы от сжигания каменных углей находятся в начальной части прямой. Я Рез рис. I . Рис. При этом прочность при сжатии образцов после обжига составляет МПа . Применение легкоплавких глин в смеси с слюдянского диопсида составы 3 и 4 на прямой сопровождается также образованием анортита в керамике при обжиге. При этом прочность образцов при изгибе составляет МПа . МПа 6. Из установленной зависимости можно сделать заключение, что при недостаточном содержании оксидов щелочных металлов взаимодействие между компонентами керамики с образованием благоприятных для нее фаз и свойства керамики улучшаются с увеличением разницы в содержании кислотных и основных оксидов в сырьевых компонентах, применяемых для изготовления керамики. Территория Хакасии и юга Красноярского края располагает пластичным и непластичным керамическим сырьм. Пластичное сырь представлено глинами трх месторождений, аргиллитами и вскрышными породами угольных разрезов. Все виды глинистого сырья расположены в АбаканоЧерногорском промузле, удобны в транспортном отношении рис. Запасы сырья исчисляются сотнями миллионов кубометров, но применяются весьма ограниченно. Глина Подсиненского месторождения применяется только в производстве керамзита на заводе в г. Абакане. Глина Белоярского месторождения используется для производства кирпича марок 0.