Керамический лицевой кирпич на основе высокожелезистых глин редукционного обжига

• Автор: Веревкин, Константин Александрович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 113 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Особенности технологии лицевого декоративного керамического

I кирпича.

1.2 Способы объемного окрашивания керамического кирпича.

1.3 Способы поверхностного окрашивания и декорирования керамического кирпича.

1.4 Влияние восстановительной среды на процесс обжига и цвет керамического кирпича.

1.5 Выводы

ГЛАВА 2 МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБЩАЯ

ХАРАКТЕРИСТИКА МАТЕРИАЛОВ.

2.1 Выбор объектов для исследований.
2.2 Характеристика сырьевых материалов
2.3 Методика проведения исследований.
2.3. Методология технологических исследований дообжиговых
1 свойств полуфабриката
2.3.2 Стандартные физикохимические методы испытаний и исследование свойств, фазового состава и структуры керамики
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ КЕРАМИЧЕСКИХ МАСС И ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕКАНИЯ И ДООБЖИГОВЫХ СВОЙСТВ
КИРПИЧА.ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ОБЖИГА.
3.1 Зависимость дообжиговых свойств керамических масс от химикоминералогического состава глин
3.2 Окислительный обжиг лицевого керамического кирпича и его
обжиговые свойства
3.2.1. Фазовые превращения керамических масс при обжиге шихт
3.2.2 Зависимость физикотехнических и декоративных свойств
лицевого кирпича окислительного обжига от состава глин.
3.2.2.1 Спекаемостъ глинистого сырья
3.2.2.2 Зависимость физикотехнических и декоративных свойств лицевого кирпича окислительного обжига.
3.3. Зависимость фазового состава и структуры кирпича от химико
минералогического состава глин
3.3.1 Рентгенофазовый анализ кирпича окислительного обжига
3.4 Выводы
ГЛАВА 4 РЕДУКЦИОННЫЙ ОБЖИГ ЛИЦЕВОГО
КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА.
4.1 Особенности редукционного обжига
4.2 Влияние восстановительной среды при редукционном обжиге лицевого керамического кирпича на его свойства
4.3 Влияние редукционного обжига на декоративные свойства цвет кирпича
4.4 Фазовый состав кирпича и его железосодержащих фаз
в зависимости от окислительновосстановительных условий обжига
4.4.1 Зависимость фазового состава кирпича от среды обжига
и химического состава керамической массы
4.4.2 Состав и структура железосодержащих фаз кирпича в зависимости от окислительновосстановительных условий обжига
4.5 Выводы.
ГЛАВА 5 ТЕХНОЛОГИЯ ЛИЦЕВОГО КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА
НА ОСНОВЕ РЕДУКЦИОННОГО ОБЖИГА И РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННЫХ ИСПЫТАНИЙ.
5.1 Технологическая схема производства керамического кирпича
с применением способа редукции
5.1.1 Особенности редукционного обжига
5.2 Результаты опытнопромышленшлх испытаний.
5.3 Экономическая эффективность внедрения разработанной технологии.
5.4 Выводы.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Рабочая гипотеза: получение лицевого керамического кирпича от темно- красного до черного цвета с улучшенными эксплуатационными и декоративными свойствами за счет применения технологии редукционного обжига, которая обеспечивает создание сильновосстановительной газовой среды и дает возможность направленно управлять формированием фазового состава и структурой кирпича и особенно его железосодержащими фазами, обуславливающими цвет на основе глин с повышенным содержанием железа. Целью данной работы является: разработка технологии лицевого керамического кирпича от темно-красного до черного цвета с повышенными эксплуатационными свойствами при использовании редукционного обжига на основе высокожелезистого глинистого сырья. Показано, что при окислительном обжиге в структуре кирпича присутствуют Р- кварц, гематит а- Рез, полевошпатовые минералы альбит Ыа-А0з-Ю2 и анортит СаО А0з'Ю2, а в восстановительном- кроме гематита, фаялит и магнетит, обеспечивающие высокие показатели свойств кирпича редукционного обжига: водопоглощение 9;1 до-,8%, предел прочности на сжатие малых образцов ,2 до . ЯГРС), высокочувствительной'и избирательной к железу, установлены качественное и количественное содержание Ре в виде самостоятельных соединений и в составе стеклофазы и твердых растворов других фаз, что предопределяет цвет кирпича. Выявлено: при окислительном обжиге в керамическом кирпиче содержится гематит а-Рез в количестве от , до ,% по массе от общего количества Ре2Оз, остальное количество Ре в виде анионов [Ре^^'О»]4- и [Ре3 Об]9’ - в составе стеклофазы и метакаолинита А0зЮ2, что и обусловливает красно-коричневый цвет кирпича. Рез до РеО в кирпиче содержатся магнетит Ре“ Ре2 0. Рс4) и фаялит Рс2БЮ4 в количествах соответственно ,- ,% и 8,- ,%, а также гематит а-Ре3 и анионы [Те^+]4* и [Ре3^]9' в составе стеклофазе и мегакаолините. Это обусловливает темно-коричневый цвет кирпича до черного. Разработаны четыре оптимальных состава керамических масс: 1. Каркинского, Белки некого, Верх — Тулинского и Обидимского с различным химико-минералогическим составом для получения лицевого керамического кирпича от темно-коричневого до черного цвета, с повышенными физико-механическими свойс твами и морозостойкостью. Предложен способ редукции газовоздушной смеси, для создания сильновосстановительной газовой среды в конце зоны спекания туннельной печи с низким коэффициентом избытка воздуха а > 0,2, обеспечивающим наибольшее восстановление а-Рез до РеО с образованием феррошпинели- магнетита' РеРе4 (Ре4) черного цвета и других железосодержащих фаз- фаялита, анортита, обуславливающих вместе* с гематитом а-Ре2Оз темнокоричневы й до черного цвет лицевогожерамического кирпича. Предложена технологическая схема производства лицевого керамического кирпича темно-коричневого до черного цвета на основе высокожелезистых глин при применении редукционного (восстановительного) обжига. Разработанная технология редукционного обжига лицевого керамического кирпича на основе высокожелезистых глин успешно прошла апробацию на заводах ОАО - «Кирово-Чепецкий кирпичный завод» (г. Кирово-Чепецк), ООО «Пятый элемент», (г. Калинишрад), ООО «БРАЕР», (г. Тула). Акты производственнойапробацииприведены в-диссертации. Химическая технология тугоплавких неметаллических и силикатных материалов». Апробация работы: Материалы диссертации докладывались и обсуждались на научно-практической конференции «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии» (г. Белгород, г. Композиционные строительные материалы» (г. Пенза, г. Южного федерального округа «Студенческая научная весна -гг. Новочеркасск, -гг. РГТУ (НИИ) (г. Новочеркасск, г. Публикации: По теме диссертации опубликовано печатных работ, в том числе 5 статей в журналах с внешним рецензированием по списку ВАК РФ: «Строительные материалы»; ,,гг. Стекло и керамика»- Юг, а также получен патент РФ па изобретение по заявке № с приоритетом от года. Объем работы: Работа состоит из-введения, 5-ти глав, общих выводов, списка литературы включающего 7 источников, содержит рисунков и таблиц и приложений: 3 акта о промышленной апробации и внедрении разработанной технологии редукционного обжига лицевого керамического кирпича на основе высокожелезистых глин на следующих предприятиях: ОАО «Кирово-Чепецкий кирпичный завод» (г. Кирово-Чепецк), ООО «Пятый. Калининград), ООО «БРАЕР», (г. Тула).