203
ТУЛЕНБАЕВ Ж.С.
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО СОСТАВА СТРОИТЕЛЬНОЙ КЕРАМИКИ
(ТарГУ им.М.Х. Дулати, г.Тараз)
Разработаны составы керамических масс с использованием гранитного отсева Жамбылского щебеночного завода, тугоплавкой каолинитовой глины Ленгерского месторождения и бентонитовой глины Дарбазинского месторождения Южно-Казахстанской области, стеклобой – ПО «Вторсырье».Приведены результаты рентгенофазоного анализа и дифференциально-термического анализа на дериватографе системы F.Paylik Foulik Erdey. Приведена технология получения керамических плиток трех различных составов. Проведены испытания физико-механических свойств. Сделано заключение о сфере их применения исходя из полученных характеристик.
На посткризисное развития одного из «локомотивов» промышленного потенциала Республики - строительной индустрии будет оказывать существенное влияние два основных фактора : принятие Государственной программы индустриализации страны и вхождение Республики в таможенный союз. По прогнозам ряда экономических экспертов стоимость экспортируемых строительных материалов в среднем увеличится более чем на 20%. Поэтому в рамках принятия Государственной программы индустриализации страны экономически оправдано развитие отечественного производства строительных материалов. Большой интерес представляют использование отходов местной промышленности для получения облицовочных материалов. По Жамбылской области в настоящее время имеются большое количества фосфорных шлаков пригодных для получения облицовочных стеклокристаллических и керамических материалов [2,3]. Кроме фосфорных шлаков на Жамбылском щебеночном заводе образовалось около 3 млн.м3 гранитных отсевов, которые лишь частично используются для отсыпки полотна дорог.
При разработке составов керамических масс применялись гранитные отсевы Жамбылского щебеночного завода, тугоплавкая каолинитовая глина Ленгерского месторождения и бентонитовая глина Дарбазинского месторождения Южно-Казахстанской области, стеклобой – ПО «Вторсырье».
Гранитные отсевы представляют собой материал светло-розового цвета с размером гранул
<0,14-5мм. Рентгенофазовый анализ (РФА) (рис. 1) гранитных отсевов показал, что он состоит из кварца, калиевого полевого шпата, слюды, роговой обманки, плагиоклаза. Ленгерская глина Южно- Казахстанской области относится к среднепластичным глинам с числом пластичности 16-18.
минералогический состав (рис.1) представлен в основном каолинитом.
Бентонитовая глина Дарбазинского месторождения Южно-Казахстанской области (рис.2) представлена в основном монтмориллонитом. Число пластичности глины 38-45. На рис.3.
представлены термограммы Ленгерской и Дарбазинской глины.
204 Рис.1
205 Рис.2
Рис.3.
Стеклобой представлен отходами тарного и оконного стекла.По данным РФА стеклобой рентгеноаморфен. Химический состав сырьевых материалов представлен в табл.1.
206
Рентгенофазовый анализ (РФА) проводили на дифрактометре ДРОН-2 с использованием CuK2
излучения. Дифференциально-термический анализ на дериватографе системы F.Paylik Foulik Erdey.
Физико-механические свойства определяли по следующим методикам:
Сопротивление истиранию согласно ГОСТ 6787-80
Водопоглащение и морозостойкость по ГОСТ 7025-78
Пластичность глин по 21216.1-81
Прочность на изгиб по ГОСТ 8462-85
Таблица 1 Химический состав сырьевых материалов
Наименование материалов
Состав, масс.%
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O SO3 п.п.п Гранитные
отсевы 69,5 13,2 2,61 2,80 0,72 4,18 4,12 - 2,20 Ленгерская
глина 58,29 20,76 4,16 0,52 1,59 1,40 1,16 - 12,1 Дарбазинская
глина
60,51 16,06 6,43 1,27 2,23 2,41 1,2 1,3 8,7 Стеклобой 71,4 3,1 0,14 8,0 2,1 15,0 0,1 0,2 - Нефритованную глазурь готовили путем совместного помола стеклобоя, гранитных отсевов, глины, клея КМЦ, триполифосфата натрия в шаровой мельнице до прохождения через сито № 0063 мм. Подготовленную смесь наносили с помощью пистолета-распылителя на высушенные плитки.
Предварительно исследовали керамические характеристики гранитных отсевов которые приведены в табл. 2.
Таблица 2 Керамические характеристики гранитных отсевов
Воздушная усадка, % Огневая усадка, % Прочность на изгиб, МПа
Водопоглащение, % 10000С – I час
0 0 1,5 25,3
10500С – I час
0 3 5,6 18,3
11000С – I час
0 5 18,1 3,9
Из табл. 3 видно, что гранитные отсевы способны сильно спекаться без какой-либо пористости однако из-за неудовлетворительных формовочных свойств получить плитки размером 150х150 мм не удалось.
При разработке составов керамических масс для исследований нами было выбрано три состава.
В табл.3 приведены керамические характеристики составов.
Таблица 3 Керамические характеристики составов
№ состава
Воздушная усадка, %
Огневая усадка,
%
Прочность на изгиб,
МПа
Водопоглащение, % Морозостойкость, циклы 9000С – 30 мин.
1 1,5 1,0 12,4 16,2 15
2 2,0 1,0 15,8 15,8 15
3 2,5 1,0 16,9 15,3 15
207 9500С – 30 мин.
1 1,5 1,3 16,1 15,8 20
2 2,0 1,5 17,0 15,2 20
3 2,5 1,8 18,1 14,4 20
10000С – 30 мин.
1 1,5 1,5 18,8 14,0 20
2 2,0 1,8 19,2 13,4 20
3 2,5 2,1 20,0 9,8 30
10500С – 30 мин
1 1,5 1,7 20,1 8,5 40
2 2,0 2,0 21,4 7,9 45
3 2,5 2,4 25,2 3,9 50
Как показывают данные табл.3 все керамические массы хорошо спекаются цвет плиток темно- красный. Следует отметить, что после сушки все отсевы плиток не имели трещин и деформаций. Для улучшения внешнего вида фасадных плиток составы №1 и №2 покрывали нефритованной глазурью состава, масс.%: стеклобой – 55, гранитные отсевы – 35, каолин – 10, клей КМЦ – 0,2 приполифосфат натрия – 0,2, глина бентонитовая Дарбазинского месторождения – 5. Обжиг плиток при 10500С и выдержке 30 минут показал, что глазурь хорошо растекается, без наколов. Поверхность плиток не имеет трещин и посечек, что свидетельствует о соответствии температурного коэффициента линейного расширения подложки и глазури.
Составы №1 и №2 отвечает требованиям ГОСТ 13996-84 предъявляемым к фасадным плиткам, а состав №3 требованиям ГОСТ 6787-80 предъявляемых для плиток полов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Сулейменов С.Т., Вернер В.Ф., Орлова Г.В., Абдувалиев Т.А. Электрические фосфорные шлаки – сырье для получения стеклокристаллических материалов. – Алма-Ата. Наука, 1996. – 211с.
2.
Дель В.Я., Султангазиев У.Б., Мауленов Б.К., Сугурбеков К.Т. Использование местных сырьевых материалов для получения керамических облицовочных плиток. Сб.трудов Ташкент ин-та инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства. Ташкент, 1987 с.42-46.
3. А.С. 1286570 МКИ3 С 04 В 33/00 Керамическая масса для изготовления облицовочных плиток со скоростным режимом обжига/ А.Л. Резник, Л.В. Комолаева, В.П.Курлович, Л.Л.Евченко (СССР) № 3914524/29-33 Заявлено 29.04.85 Опубл. 30.01.87 Бюл.№4
4. А.С. 1458350 МКИ3 С 04 В 33/00. Керамическая масса для изготовления облицовочной плитки (М.И.Рыщенко, Л.А. Белостоцкая, Г.Б. Обухова (СССР) № 4228432/31-33. Заявлено 13.04.87. Опубл. 15.10.86 Бюл.№6
5. А.С. 1265176 МКИ3 С 04 В 33/00 Керамическая масса для изготовления искусственного гранитного материала/ В.И.Верещагин, Е.П.Цимбалюк (СССР) №3719294/29-33. Заявлено 13.01.84. Опубл.23.10.86 Бюл. №39
6. Туленбаев Ж.С. Разработка составов керамических масс строительной керамики на основе техногенного сырья. Вестник ТарГУ им.М.Х.Дулати – Тараз. 2010. 32-36с.
Жамбыл ұсақ тасты зауытының гранитті елеуін, Оңтүстік Қазақстан облысының Леңгер кенорнының баяу балқитын каолинитті сазбалшығын және Дарбаза кенорнының бентонитті сазбалшығын, «Вторсырье» ӚБ-нің шынытасын қолдана отырып керамикалық қоспалардың құрамы жасалған. Рентгенофазалық талдаудың және дериватографта F.Paylik Foulik Erdey жүйесінің дифференциалды-термиялық талдауының нәтижелері кӛрсетілген. Керамикалық тақталарды үш түрлі құрамда алудың технологиясы кӛрсетілген. Физико-механикалық қасиеттегі сынақтар келтірілген. Алынған сипаттамалар бойынша оларды қолданудың саласы жайлы қорытынды жасалған.
There are developed compositions of ceramic mass with appliance of Zhambul rubble factory's granitic chaff, refractory kaolinite clay of Lenger deposit and bentonitic clay of Darbazy deposit of Southern Kazakhsran region, waste glass - PA
"Vtorsirye". The results of radiograph-phasic analysis and differential-thermal analysis on derivatographh of F. Paylik Foulik Erdey system are given. Technology of acquisition of ceramic tiles of three different compositions is given. Checkout of physical - mechanical properties was run. Conclusion about their scope proceeding from derived charasteristics was made.
