Пустотело-пористая стеновая керамика на основе местного сырья

• Автор: Мавлюбердинов, Азат Рашидович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 180 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ IЮЛУЧЕНИЯ ПУСТОТЕЛОПОРИСТЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ СТЕНОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

1.1 . Требования, предъявляемые к теплозащите зданий и номенклатура ке

рамических стеновых материалов.

1.2 Требования к глинистому сырью для производства эффективной сте

новой керамики.

1.3 Эффективные керамические стеновые материалы на основе сырьевых

смесей с выгорающими и пористыми минеральными добавками

1.4 Активация глины и добавок, как способ повышения прочности керамического черепка

1.4.1 Механическая активация глины и добавок, как способ повышения

прочности керамического черепка
1.4.2 Химическая активация глины, как способ повышения прочности керамического черепка.
1.5 Влияние химических добавок на формирование новообразований и
структуру керамического черепка
1.6 Теплопроводность и морозостойкость пустотел опористых керамических стеновых материалов
1.6.1 Теплопроводность пустотелопористых стеновых материалов
1.6.2 Морозостойкость пустотелопористых стеновых материалов.
1.7 Заключение.
2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Выбор и обоснование глинистого сырья.
2.2 Выбор и обоснование добавок .
2.2.1 Выбор и обоснование выгорающих добавок
2.2.2 Выбор и обоснование химических добавок
2.3 Технология подготовки шихты и изготовления образцов .
2.4 Методы исследований. Приборы и оборудование .
3 ПОРИСТОСТЬ, СРЕДНЯЯ ПЛОТНОСТЬ И ПРЕДЕЛ ПРОЧНОСТИ
ПРИ СЖАТИИ ЧЕРЕПКА ПУСТОТЕЛОПОРИСТЫХ СТЕНОВЫХ МАТЕРИАЛОВ СО СРЕДНЕЙ ПЛОТНОСТЬЮ ОТ 0 ДО КГМ3 И ПУСТОТНОСТЫО ОТ ДО .
4 СОСТАВ И СВОЙСТВА ГЛИН МЕСТНЫХ МЕСТОРОЖДЕИЙ
И ВЛИЯНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВЫГОРАЮЩИХ ДОБАВОК НА СВОЙСТВА ШИХТЫ И КЕРАМИЧЕСКОГО ЧЕРЕПКА А ИХ ОСНОВЕ
4.1 Состав и свойства глинистого сырья местных месторождений.
4.2 Влияние вида и содержания выгорающих добавок на свойства шихты
и керамического черепка на основе различных глин
4.2.1 Влияние вида и содержания выгорающих добавок на число пластичности шихты на основе различных глин
4.2.2 Влияние вида и содержания выгорающих добавок на свойства керамического черенка.
5 ВЛИЯНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ АКТИВАЦИИ ГЛИН, ВЫГОРАЮ
ЩИХ И ХИМИЧЕСКИХ ДОБАВОК НА СВОЙСТВА ШИХТЫ И КЕРАМИЧЕСКОГО ЧЕРЕПКА НА ИХ ОСНОВЕ
5.1 Влияние механической активации глин на свойства шихты и керамического черепка.
5.2 Влияние химической активации шихт на механоактивированной глине
на свойства шихты и керамического черепка
5.3 Изучение механизма повышения прочности пористого черепка на ос
нове механоактивированной среднепластичной СарайЧскурчинской глины при химической активации шихты.
5.3.1 Механизм повышения прочности при введении добавки ПЩ
5.3.2 Механизм повышения прочности черепка при введении добавки ОГП .
5.3.3 Механизм повышения прочности при введении комплексной добавки
ОГП ПЩ.
5.3.4 Подтверждение механизмов повышения прочности черепка методом
электронной микроскопии
6 ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ И МОРОЗОСТОЙКОСТЬ ПУСТОТЕЛОПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ .
6.1 ТеплонроЕЭДНость черепка и пустотелопористых материалов
6.2 Морозостойкость пустотел опор истых материалов .
6.3 Оптимизация свойств пористых керамических материалов на основе
эксперимента.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ .
список источников
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Перестройка экономических отношений, стремление к вхождению в мировой, в том числе строительный рынок, и к преодолению экономического кризиса, ресурсо и энергосбережению, решению экологических проблем привели к необходимости перестройки промышленности строительных материалов, в частности, и подотрасли производства стеновых керамических материалов. Анализ
номенклатуры керамических стеновых материалов других технически развитых стран показывает, что она на от общего объема производства представлена пустотелопористыми изделиями типа РСЖОТСЖ, ЦМРОЯ, ТНЕЯМОТОК и других разновидностей со средней плотностью от 0 до кгм3, классов но пределу прочности при сжатии от 4 до МПа и теплопроводностью от 0, Втм С и выше. Отечественная промышленность производит полнотелого обыкновенного кирпича от общего объема производства со средней плотностью кгм3, который с одной стороны по сравнению с пустотелопористыми материалами требует для его производства в раза больше затрат сырья и энергоресурсов, а с другой не может быть применен для возведения однослойных ограждающих конструкций зданий по соображениям соответствия их современным требованиям теплозащиты.
В связи с этим, для отечественной кирпичной промышленности актуален переход ее на преимущественный выпуск пустотелопористых стеновых материалов, что на современном уровне позволяет решать задачи ресурсо и энергосбережения при производстве продукции, а также в зданиях с ограждающими конструкциями из них. Эта проблема очевидно должна решаться в каждом регионе России с учетом особенностей местного сырья. В Республике Татарстан из действующих кирпичных заводов пока только на двух ведется освоение производства пустотелопористых стеновых материалов. Вместе с тем в Постановлении Кабинета Министров Республики Татарстан от г. Об утверждении Приоритетных направлений структурной перестройки базы строительной индустрии Республики Татарстан в условиях рыночных отношений поставлена задача перехода заводов на преимущественный выпуск пустотелопористой стеновой керамики. Решение этой задачи требует изучения возможностей производства таких материалов на основе местного сырья, чему и посвящена настоящая работа.
Целыо настоящей работы является разработка на основе распространенных средне, умеренно и малопластичных глии месторождений Республики Татарстан научных и технологических предпосылок для организации производства эффск. тивных пустотелопористых стеновых материалов со средней плотностью 0 кгм3.
В основу постановки цели работы заложена рабочая гипотеза, сформулированная на основе анализа известных исследований из распространенного средне, умеренно и малопластичного местного глинистого сырья Республики Татарстан при механической активации глин и химической модификации сырьевых шихт с выгорающими добавками может быть получена пустотелопористая стеновая керамика со средней плотностью 0 кгм
Для достижения поставленной цели работы необходимо решение следующих
произвести выбор типовых видов распространенных в РТ средне, умеренно и малопластичных глин, выгорающих и химических добавок из продукции местных производств
определить требования к показателям предела прочности при сжатии, средней плотности черепка пустотелопористых стеновых материалов марок от до 0 со средней плотностью от 0 до кгм и пустотностью от до
исследовать составы и свойства типовых глин месторождений РТ и определить их соответствие известным требованиям к глинистому сырью для производства пустотелопористых стеновЕлх материалов исследовать влияние вида и содержания выгорающих добавок на свойства шихты и черепка на основе глин в исходном состоянии и определить возможность получения и свойства пустотелопористых стеновых материалов из них
исследовать влияние механической активации глин на свойства шихты и черепка и определить возможность получения и свойства пустотелопористых стеновых материалов на основе механоактивированных глин и выгорающих добавок
исследовать влияние химических добавок в шихты на основе механоактивированных глин и выгорающих добавок на свойства шихты и черепка
исследовать механизм изменения свойств черепка на основе механоактивированной глины с химическими добавками методом математического регрессионного анализа оптимизировать свойства пустотелопористых стеновых материалов исследовать теплопроводность черепка и теплопроводность и морозостойкость пустотелопористых керамических материалов разработать технологический регламент производства пустотелопористых стеновых изделий на Казанском комбинате строительных материалов ГУН Татарстройматериалы.
Актуальность


К глинистому сырыо, применяемому для получения пустотелых стеновых изделий применяются несколько иные требования, которые представлены ниже. Для получения керамических кирпичей, блоков и камней используются не спекающиеся и невспучивающисся при обжиге глинистые породы, в соответствии с требованиями 9. Они должны быть легкоплавкими, среднедисперсными, умеренно или среднепластичными, и иметь следующие показатели огнеупорность менее С содержание частиц размером до мкм , до 1 мкм , число пластичности 7. Содержание крупнозернистых включений должно быть не более 3 , в то время как для полнотелого кирпича их содержание должно быть не более , что позволяет говорить о том, что по содержанию крупнозернистых включений к глинистому сырью предъявляются повышенные требования. Мороз И. И. утверждает, что для получения кирпича и керамических камней используется легкоплавкое глинистое сырье, химический состав которого в диаграмме Августиника А. И. занимает по сравнению с другими большую область, так как колеблется в широких пределах, i А Т 8 3 2 0,5 0,,0, п. Содержание фракций менее 2 мкм не менее , а для улучшения сушильных свойств не выше . Содержание фракций размером 2 мкм в глинистом сырье должно быть , а фракций, размером более мкм 6 . Содержание частиц размером менее 5 мкм глинистое вещество в сырье для керамических камней должно быть не менее . Глинистые материалы для производства кирпича и керамических камней должны обеспечивать сушку и обжиг полуфабрикатов без деформаций и трещин, иметь воздушную усадку не более 6 для тощих глин, 6 для глин средней пластичности и более для высокопластичных глин и иметь хорошую формусмость число пластичности не менее 7. Однако, Роговой М. И. отмечает, что для производства пустотелой керамики число пластичности должно быть не менее . На диаграммах Рутковского рис. Августиника рис. Одним из важнейших факторов, влияющих на качество кирпича, является минералогический состав глин. Так, наиболее высокие прочностные показатели после сушки обеспечивает соотношение минералов, каолинит гидрослюды монтмориллонит , а при обжиге при температуре 0 С , и соответственно . МПа. Пмп. Рис. Промышленное назначение глин в зависимости от их гранулометрического состава. Глины, пригодные для изготовления I полнотелого кирпича II пустотелого кирпича III черепицы IV дренажных труб и других тонкостенных изделий V гончарных и других изделий, не требующих морозостойкого черепка. СзО Му. ОЬКзОЬс. Рис. Промышленное назначение глин в зависимости от их химического состава. Глины, пригодные для производства 1 огнеупорных шамотных изделий 2 плиток для полов 3 гончарных и терракотовых изделий 4 черепицы 5 мостового клинкера 6 кирпича 7 керамзита. Приведенные выше сведения показывают, что требования к глинистому сырью для производства эффективной стеновой керамики, формулируемые в отдельных исследованиях, неоднозначны и отличаются между собой. Сырье должно быть легкоплавким, среднсдисперсным, умеренно и среднепластичным с числом пластичности не менее 7. Содержание i в мае. А ТЮ2Ь 8 3 2 0,5 0,,0, п. Содержание фракций менее 2 мкм должно быть не менее размером 2 мкм , а фракций, размером болсс мкм 6 , причем содержание частиц размером менее 5 мкм глинистое вещество должно быть не менее . Содержание крупнозернистых включений фракция более 2 мм должно быть не более 3. Глинистое сырье должно иметь следующий минералогический состав, каолинит гидрослюды монтмориллонит . Для получения керамического кирпича и камня со средней плотностью в пределах от 0 до кгм3 необходимо не только обеспечение их определенной пустотности, но и обеспечение определенной пористости керамического черепка. Известно значительное количество результатов научных исследований и производственного опыта, показавших эффективность введения различных выгорающих добавок для получения пористого черепка при производстве керамики каменного угля и кокса , , , лигнина , древесных волокон и опилок 6, 8, , , , , , , отходов переработки продуктов растительного происхождения , . В работе традиционные выгорающие добавки, такие как пенополистирол, древесные стружки, опилки, рекомендуется заменять перлитом.