4k UNiVERSUM:
№ 1 (82)_¿Д ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_январь. 2021 г.
ДОРОЖНАЯ КЕРАМИЧЕСКАЯ БРУСЧАТКА НА ОСНОВЕ МЕСТНЫХ ЛЁССОВИДНЫХ ПОРОД МОДИФИЦИРОВАННЫЙ СТЕКЛОБОЕМ
Джуманиязов Зокир Базарбаевич
ст. преподаватель, Ургенчский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Ургенч E-mail: dj_zokirbek@mail.ru
Бабаев Забибулла Камилович
канд. техн. наук, доцент Ургенчский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Ургенч
Шарипов Джавлон Шарипович
канд. техн. наук, доцент Ташкентский химико-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Ташкент
ROAD CERAMIC PAVERS BASED ON LOCAL FOREST ROCKS MODIFIED
BY GLASS BREAKER
Zokir Djumaniyazov
Art. Lecturer, Urgench State University, Republic of Uzbekistan, Urgench
Zabibulla Babaev
Cand. tech. Sci., Associate Professor Urgench State University, Republic of Uzbekistan, Urgench
Javlon Sharipov
Cand. tech. Sciences, Associate Professor Tashkent Chemical-Technological Institute, Republic of Uzbekistan, Tashkent
АННОТАЦИЯ
Целью нашего исследования является разработка составов высококачественной дорожной керамической брусчатки из лессовидной породы Курбановского месторождения Хорезмской области Республики Узбекистан с использованием промышленных отходов.
ABSTRACT
The purpose of our research is to develop compositions of high-quality road ceramic paving stones from loess-like rocks of the Kurbanovsko field of the Khorezm region of the Republic of Uzbekistan using industrial waste.
Ключевые слова: дорожная керамическая брусчатка, отход стеклобоя, обжиг, модификация, лессовидных пород. Keywords: road ceramic paving stones, cullet waste, roasting, modification, loess-like rocks.
Введение. В экологически бедственных регионах, особенно с солончаковой почвой, применяемые материалы для мощения дорог, тротуаров, площадок и других объектов вследствие агрессивности окружающей среды быстро изнашиваются, в результате эти объекты быстро выходят из строя. В связи с этим актуальным является разработка технологии получения дорожной керамической брусчатки с высокими механическими показателями и химической
стойкостью. Дорожная керамическая брусчатка является аналогом керамического кирпича, отличающейся своим геометрическим размером, структурой черепка и некоторыми физико-химическими свойствами [1,2].
Объекты и методы исследований. Целью нашего исследования является разработка составов высококачественной дорожной керамической брус-
Библиографическое описание: Джуманиязов З.Б., Бабаев З.К., Шарипов Д.Ш. Дорожная керамическая брусчатка на основе местных лессовидных пород модифицированный стеклобоем // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 1(82). URL: https://7universum. com/ru/tech/archive/item/1119 7 (дата обращения: 24.01.2021).
№1X82)
AuiMi Лт те)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
январь, 2021 г.
чатки из лессовидной породы Курбановского месторождения Хорезмской области Республики Узбекистан с использованием промышленных отходов. О кирпичах получаемых из лессовых пород Узбекистана сообщается в [3]. Для достижения поставленной цели нами в лабораторных условиях разработаны составы керамического кирпича (брусчатка) модифицированной стеклобоем, количество которого находилось до 25 масс. %.
Результаты и их обсуждение. В ходе эксперимента подготовка исходного сырья осуществлялась по
традиционной технологии[4,5]. Бой стекла вводился в измельченном состоянии фракцией менее 0,1 мм. Структура керамической брусчатки, модифицированного стеклобоем (рис. 1) свидетельствует о растекании аморфной фазы по поверхности частиц керамики, а изменение количества кристаллических фаз объясняется переходом части структуры в аморфную составляющую. При введении добавок в виде измельченного стеклобоя возрастает доля хемосор-бированных катионов Са2+, М§2+, образующими связями с кремнекислородными тетраэдрами [2].
30 мкм а)
б)
Рисунок 1. Структура обожженной керамической брусчатки, полученного на основе 80масс.ч. лессовидной породы, 10масс.ч. воды и 20масс.ч. стеклобоя: а) фотография поверхности, полученная при увеличении в 2000раз; б) рентгенограмма минерального состава.
А-анортит, Б-диопсид, К-кристоболит, М-муллит
То есть структура модифицированной керамики будет представлять собой чередование областей кристаллического и аморфного характера.
Рисунок 2. Зависимость свойств керамической брусчатки на основе 100масс.ч. лессовидной породы и 10масс.ч. воды от температуры обжига: а) 1 - плотность (р, кг/м3), 2 - прочность при сжатии (осж, МПа); б) 1 - открытая пористость (По, %), 2 - водопоглощение %)
Для повышения качества керамической брусчатки было исследовано влияние температуры обжига на свойства керамического материала (рис.3).
Предварительно были подобраны удельное давление прессования (20 МПа) и температура сушки (90 0С).
№ 1 (82)
AuiMi лт те)
UNIVERSUM:
технические науки
январь, 2021 г.
Рисунок 3. Зависимость свойств керамической брусчатки на основе 80 масс.ч. лессовой породы, 10масс.ч. воды и 20масс.ч. стеклобоя от температуры обжига: а) 1 - плотность (р, кг/м3), 2 - прочность при сжатии (осж, МПа); б) 1 - открытая пористость %), 2 - водо-поглощение %)
Повышение прочностных характеристик происходит за счет образующегося при обжиге расплава, который заполняет крупные поры и выступает в роли связующего между частицами твердой фазы. В реакцию твердофазного синтеза вступают частицы стеклофазы и легкоплавкие соединения присутствующей в составе лессовидной породы, контактирующие с поверхностью зерен твердой фазы, а остальной массив обладает меньшими прочностными характеристиками, что объясняет понижение прочности при содержании стеклобоя свыше 25 масс. %. Также, с увеличением количества стеклобоя в составе массы более 25 % приводит к деформацию отформованного изделия, что является нежелательным исходом.
Обжиг при более высоких температурах приводит к растрескиванию и деформации образцов, вследствие создания высокого внутреннего давления.
Исследования в изменении структуры керамики при различной температуре обжига (рис. 3) показывают, что наибольшей однородностью обладает кирпич, обожженный при температуре 950 0С. Эта температура также соответствует протеканию жидкофазного спекания.
Влияние добавок на свойства керамической брусчатки, полученного по разработанной технологии представлено в табл. 1 и 2. Как видно из таблицы 1 введением в состав керамической массы из лессовидной породы тонкоизмельченного стекольного порошка происходит положительный сдвиг всех качеств, т.е. увеличивается число пластичности и морозостойкость, снижается коэффициент чувствительности к сушке и общая объемная усадка.
Таблица 1.
Сушильные и эксплуатационные свойства керамической массы на основе исследуемых составов
Состав Число пластичности Коэффициент чувствительности к сушке Общая объемная усадка, % Теплопроводность, Вт/(м-°С) Морозостойкость, кол-во циклов
Исходный состав 6,5 0,26 8,50 0,820 35
Состав, модифицированный стеклобоем 6,8 0,18 4,65 0,835 120
Отрицательным моментом является лишь незначительное увеличение теплопроводности.
Таблица 2.
Физико-механические свойства керамики на основе исследуемых составов
Состав Прочность при сжатии, МПа Плотность, кг/м3 Водопоглощение, % Откр. пористость, %
Исходный состав 18,8 1777 12,7 11,7
Состав, модифицированный стеклобоем 40 2150 5,6 5,0
№ 1 (82)
AuiMi лт те)
UNIVERSUM:
технические науки
январь, 2021 г.
Как видно из полученных данных, с введением тонкоизмельченного стекольного порошка в состав керамической массы, состоящей из лессовой породы, наблюдается положительные изменения после обжига. Так, обожжённых образцах при температуре 950 оС наблюдается увеличения прочности от 18,8 до 40 МПа (2,12 раз), увеличивается плотность от 1777 до 2150 кг/м3, снижается водопоглащение и открытая пористость. Причиной тому, является по всей видимости полное спекания керамического черепка под влиянием жидкой фазы.
Заключение: Таким образом, на основе лессовидной породы в лабораторных условиях были получены высококачественная керамическая брусчатка с удовлетворительными физико-механическими свойствами. В исследованиях были определены зависимости физико-механических свойств керамической брусчатки от температуры обжига и от содержания модификатора - тонкоизмельченного стеклобоя.
Список литературы:
1. Золотарский А.З. Производство керамического кирпича: - М.: Высш. шк., 1989. - 264 с.
2. Пащенко А.А. Общая технология силикатов. - Киев: Высш. Шк., 1983. - 408 с.
3. Исматов А.А., Шерназарова М.Т., Якубов Т.Н. Стеновая керамика с использованием палеоглин и лессовых пород. «Фан», Тошкент, -1993. С. 20-40.
4. Керамические материалы / Под ред. Масленниковой Г.Н.. - М.: Стройиздат, 1991. - 316 с.
5. Производство изделий строительной керамики / Л.Л. Кошляк, В.В. Калиновский. - 3-е изд., перераб. и доп. -М.: Высш. шк., 1990. - 206 с.