CC BY
21УДК 622.361.1
В.А. КЛЕВАКИН1, исполнительный директор (nanokeramika2012@mail.ru); Е.В. КЛЕВАКИНА2, инженер
1 ООО «НАНО КЕРАМИКА» (623103, Свердловская обл., г. Первоуральск, ул. 50 лет СССР, 18а-25)
2 Уральский федеральный университет им. Первого Президента России Б.Н. Ельцина (620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19)
Эффективное решение снижения влажности глин
Представлена разработанная авторами комплексная органоминеральная полифункциональная аквасвязка КОМПАС. Она предназначена для снижения влажности сырья без операции его подсушки. Связка КОМПАС представляет собой смесь целлюлозосодержащего порошка и минерального заполнителя или органического пластификатора в зависимости от показателя пластичности глин. Рекомендовано введение добавки в количестве 0,1-0,4% от массы шихты. На примере опыта ряда кирпичных заводов показано, что введение добавки КОМПАС способствует более плотной упаковке частиц в формовочной массе, повышению механической прочности полуфабрикатов и готовых изделий, а также снижению открытой пористости и водопоглощения. Запатентованы составы добавки для пластичных и высокопластичных глин и умеренно пластичных и непластичных глин.
Ключевые слова: энергосбережение, ресурсосбережение, кирпич керамический, влажность, пластичность, формовочная масса, сушка, технологическая добавка, аквасвязка, КОМПАС.
V.A. KLEVAKIN1, Chief Executive (nanokeramika2012@mail.ru), E.V. KLEVAKINA2, Engineer
1 NANO KERAMIKA, ООО (18a-25, 50 let SSSR Street, Pervoural'sk, Sverdlovskaja Region, 623103, Russian Federation)
2 Ural Federal University named after the first President of Russia B.N. Yeltsin (19, Mira Street, Ekaterinburg, 620002, Russian Federation)
Efficient Solution of Reducing Increased Moisture of Clays
The complex organic-mineral polyfunctional aqua-bond "KOMPAS" developed by authors is presented. It is intended for reducing the moisture content of raw materials without the process of their pre-drying. The bond "KOMPAS" is a mixture of cellulose-containing powder and a mineral additive or an organic plasticizer depending on the index of clay plasticity. It is recommended to introduce the additive in the amount of 0.1-0.4% of the total charge mass. On the example of the experience of some brick factories, it is shown that the introduction of the bond "KOMPAS" facilitates more dense packing of particles in the molding composition, improvement in mechanical strength of semi-products and ready-made articles, as well as reducing the open porosity and water absorption. Compositions of the additive for plastic and high plastic clays, moderately plastic and lean clays have been patented. Keywords: energy saving, resource saving, ceramic brick, humidity, plasticity, molding composition, drying, technological additive, aqua-bond, KOMPAS.
Известно, что влажность шихты, используемой для производства строительных керамических изделий методом пластического формования, не должна превышать 18—20%. Поскольку основной компонент шихты — глина может иметь влажность в пределах 22—30%, требуются приемы и/или вещества, связывающие излишнюю влагу. Для этих целей традиционно используют сушку глины или известь — в качестве водоудерживаю-щей добавки. При этом сушка глины требует расхода теплоносителя, кроме того, эксплуатация сушильного барабана является трудоемким и энергозатратным переделом производства керамических изделий. Применение извести приводит к появлению белесого налета на готовом изделии, что недопустимо для лицевой строительной продукции. Кроме того, в процессе обжига керамических изделий возможна карбонизация оксида кальция, которая приводит к появлению «дутиков» и снижению прочности готовых изделий.
В настоящее время рынок керамического кирпича настолько широк, а конкуренция на нем столь высока, что производители нацелены на постоянное снижение себестоимости готовой продукции за счет экономии топливно-энергетических ресурсов без потери качества кирпича. Для решения этих задач была разработана комплексная органоминеральная полифункциональная аквасвязка КОМПАС, которая позволяет сэкономить топливно-энергетические ресурсы за счет исключения передела подсушки сырья перед формованием керамических изделий, а также исключения недостатков изделий из глины с повышенной карьерной влажностью, обусловленные применением извести. Данная связка разработана двух видов: КОМПАС-11 для пластичных и высокопластичных глин [1] и КОМПАС-01 для умеренно пластичных и непластичных глин [2].
Улучшение качества глинистого сырья путем введения модифицирующих добавок на этапе его подготовки к смешиванию с другими компонентами шихты является новым направлением в производстве строительных
керамических изделий. Относящиеся к полиметилен-нафталинсульфонатам добавки серии Литопласт М, известные как разжижители сырьевого шлама при производстве портландцементного клинкера для цементов, начали применять при пластическом формовании кирпича [3]. Однако информация о том, что введение в шихту добавки серии Литопласт М в количестве 0,1—0,3% приводит к снижению формовочной влажности на 4—5% при сохранении пластичности, не подтверждена промышленными испытаниями на заводах по производству кирпича. Установлено, что в зависимости от пластичности глин достаточно введения добавки серии Литопласт М в количестве от 0,1—0,5% от массы шихты. Однако в условиях многотоннажного производства керамических изделий введение малого количества добавки в расчете на тонну шихты представляет технологическую проблему, не решив которую, достичь качественного взаимодействия добавки с глиной трудно.
Связка КОМПАС представляет собой комплексную добавку в виде смеси, где основным компонентом, удерживающим из глины излишнюю влагу, является целлюлозосодержащий порошок. Такой порошок позволяет удерживать влагу в отформованном изделии до момента сгорания органики при температуре 200оС в отличие от извести, у которой выход влаги начинается в период распада гидроксида кальция при температуре свыше 500оС, что приводит к появлению обжиговых трещин, так как при этой температуре начинаются мо-дификационные превращения. Поскольку для связывания влаги требуется очень малое количество этого порошка, роль его разбавителя выполняют минеральный заполнитель или органический пластификатор, в зависимости от показателя пластичности глин. Такая смесь снижает относительную формовочную влажность глинистого материала за счет протекающих в процессе подготовки глины физико-химических процессов. Связка КОМПАС позволяет снизить карьерную влажность глинистого сырья до 7%.
научно-технический и производственный журнал
Ceramic building materials
Код глины Параметры глины Тип добавки Водопогло-щение, % Пористость, % Разрушающая нагрузка, кгс Предел прочности при сжатии, кгс/см2
Глина 1 П=16-17 W= 24-26% - 15 33,2 2000 96,5
Глина 1 П=16-17 W= 24-26% КОМПАС-11 14,5 31 3500 130,7
Глина 2 П=16-18 W= 26-28% - 16,5 35 2100 98,9
Глина 2 П=16-18 W= 26-28% КОМПАС-11 14 31,5 3900 137,5
Глина 3 П=9-11 W= 25-30% - 15 32,2 2900 144,3
Глина 3 П=9-11 W= 25-30% КОМПАС-01 13,5 31 3400 167,5
Глина 4 П=6-7 W= 23-25% - 16 35 1900 81,9
Глина 4 П=6-7 W= 23-25% КОМПАС-01 14,5 32,6 2800 120,2
Рис. 1. Результат введения добавки КОМПАС на ООО УК «Блок» (г. Воткинск): а б - с добавкой
- без добавки;
Рис. 2. Результат введения добавки КОМПАС на ООО «ВЗКСМ» (г. Тюмень): а - без добавки б - с добавкой
Введение связки в количестве 0,1—0,4% от массы шихты облегчает формообразование изделия, способствует более плотной упаковке частиц в формовочной массе, повышению механической прочности полуфабрикатов и готовых изделий, а также снижению открытой пористости и водопоглощения. При этом связка КОМПАС технологична при введении.
В лабораторных условиях провели испытания связки КОМПАС-11 и КОМПАС-01 на соответствующих глинах. Результаты испытаний представлены в таблице.
Технологический результат, получаемый при использовании связки КОМПАС, заключается в том, что в процессе подготовки глинистого сырья комплексно достигается снижение его карьерной влажности и улучшение физико-химических свойств.
Ввод связки КОМПАС позволяет изготавливать изделия пластическим методом формования из различных глин с повышенной карьерной влажностью, соответ-
ствующие ГОСТ 530—2012. При этом снижается водопоглощение и пористость до 3% и увеличивается механическая прочность до 50%.
В 2014 г. был проведен ряд промышленных испытаний на нескольких заводах по производству керамического кирпича. Например, на ООО УК «Блок» (г. Воткинск, Удмуртская Республика) при введении добавки серии КОМПАС сократилось трещинообразование при сушке кирпича в туннельных сушилках отечественного производства и, как следствие, улучшилось качество выпускаемого кирпича (рис. 1). Также на данном предприятии введение добавки серии КОМПАС позволило сократить формовочную влажность с 20 до 17%, сократить остаточную влажность с 10—12 до 6—8% и увеличить марку кирпича с М125 до М150.
Введение добавки серии КОМПАС на ООО «ВЗКСМ» (г. Тюмень) также улучшило качество выпускаемого кирпича. Ранее на предприятии для ускорения сушки использовалась дегидратированная глина. Это приводило к большим затратам. Также особенности используемой глины не позволяют выпускать кирпич с лицевой поверхностью, так как на изделиях выступали контактные пятна. Это связано с высоким содержанием в глине сульфатов. Ввод связки позволил отказаться от использования «де-гидрата», при этом скорость сушки кирпича не изменилась. По результатам промышленных испытаний, проведенных на ООО «ВЗКСМ», с введением добавки серии КОМПАС выявлено, что аквасвязка позволяет сократить затраты, связанные и использованием «деги-драта», и получить кирпич с лицевой поверхностью (рис. 2).
Таким образом, использование аквасвязки КОМПАС в технологии производства строительных керамических изделий позволяет: исключить передел подсушки сырья перед формованием, экономя топливно-энергетические ресурсы; исключить недостатки изделий из глины с повышенной карьерной
fj научно-технический и производственный журнал
® август 2015 6?
влажностью, обусловленные применением извести;
улучшить физико-механические свойства изделий.
Список литературы
1. Патент РФ № 2518614. Комплексная модифицирующая добавка для производства строительных керамических изделий для малопластичных глин / Клевакин В.А. Опубл. 10.06.2014. Б.И. № 16.
2. Патент РФ № 2518993. Комплексная модифицирующая добавка для производства строительных керамических изделий для высокопластичных глин / Клевакин В.А. Опубл. 10.06.2014. Б.И. № 16.
3. Маркова С.В., Клевакин В.А., Турлова О.В., Клева-кина Е.В. Внедрение разжижителей ООО «Полипласт-Новомосковск» в производстве кирпича // Строительные материалы. 2012. № 5. С. 90—92.
References
1. Patent RF No. 2518614. Kompleksnaya modifitsiruyush-chaya dobavka dlya proizvodstva stroitel'nykh kerami-cheskikh izdelii dlya maloplastichnykh glin [Integrated builder for production of construction ceramic products for low-plasticity clay]. Klevakin V.A. Published 10.06.2014. Bulletin No. 16. (In Russian).
2. Patent RF No. 2518993. Kompleksnaya modifitsiruyush-chaya dobavka dlya proizvodstva stroitel'nykh kerami-cheskikh izdelii dlya vysokoplastichnykh glin [Integrated builder for production of construction ceramic products for highly plastic clay]. Klevakin V.A. Published 10.06.2014. Bulletin No. 16. (In Russian).
3. Markova S.V., Klevakin V.A., Turlova O.V., Klevaki-na E.V. Introduction of liquefiers of OOO "Polyplast-Novomoskovsk" in brick fabrication. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2012. No. 5, pp. 90-92. (In Russian).
Инновации при производстве керамического кирпича
КОМПАС 01-04
КОМПАС 11-14
КОМПАС
ТУ 5740-001-37951724-2013, для малопластичных и умеренно пластичных глин
ТУ 5712-002-37951724-2013, для пластичных и высоко пластичных глин
ООО «НАНОКЕРАМИКА» производит Комплексную Органо-Минеральную Полифункциональную АкваСвязку - (КОМПАС) для применения в производстве керамического кирпича, позволяющую снизить карьерную влажность глины до 7%.
Применение аквасвязки КОМПАС позволяет:
• сократить топливно-энергетические ресурсы (исключается применение сушильного барабана для снижения карьерной влажности глины);
• улучшить внешний вид готовой продукции (предотвращает возникновение белёсого налета, который образуется в результате применения извести в качестве аквасвязки);
• снизить образование сушильных и обжиговых трещин.
623103, Россия, Свердловская обл., г. Первоуральск, ул. 50 лет СССР, 18а-25 e-mail: nanokeramika2012@mail.ru Директор Сисина Наталья Владимировна Тел.+7-922-296-57-03 Исполнительный директор Клевакин Вадим Аркадьевич Тел.+7-912-2222-311
_ЮВОСО!
Концерн ^ начал выпуск высокотехнологичных полимерных мембран в России
Компания Sika начинает выпускать в России полимерные мембраны для кровли и гидроизоляции подземных частей зданий и сооружений, тоннелей и др.
Основанная в 1910 г. в Швейцарии компания Sikа, в настоящее время является крупным международным химическим концерном по производству материалов и технологий для строительства и транспортного машиностроения. В состав компании входят производственные предприятия, научные лаборатории, центры технической поддержки и торговые представительства в 86 странах мира. Опираясь на многолетний опыт в решении различных сложных задач и широкий ассортимент материалов, БИ<а предлагает комплексные решения и системы практически для всех сфер строительной деятельности в различных частях света. В России компания Б 'ка работает с 2003 г, имеет три завода по производству добавок в бетоны, один завод по производству сухих строительных смесей и пять филиалов в разных регионах страны с центральным офисом в г. Лобня Московской области.
Лето 2015 г. ознаменовано запуском производства полимерных мембран в России. Уже к концу сентября 2015 г. компания планирует увеличить долю полимерных мембран, произведенных в России, с 10 до 70%. Старт выпуска продукции в России также позволит снизить их стоимость на 25-35%.
Полимерныемембраныявляютсяальтернативойрулоннымбитум-но-полимерным материалам и обладают высокими физико-механическими характеристиками: эластичностью и морозостойкостью, гибкостью на холоде, стойкостью к фотохимическому старению. Такие свойства позволяют существенно увеличить срок эксплуатации кровли. Значительным преимуществом является возможность сваривания материалов горячим воздухом, чем обеспечивается гомогенность швов и возможность укладки практически при любых погодных условиях. Срок службы при соблюдении правил эксплуатации кровель из данных материалов достигает 40-50 лет.
Следует отметить, что специалисты концерна Sika провели масштабную работу по адаптации свойств материалов к условиям РФ.
Ранее эти материалы производились концерном Sika в Швейцарии и Германии. Российское производство полимерных мембран позволит существенно сократить затраты на логистику, а также продолжить работу с застройщиками, которые не могут закупать импортную продукцию. Важно отметить, что российское производство основано на швейцарских технологиях и стандартах, что гарантирует высокое качество российской продукции Sika.
По материалам ООО «Зика»
научно-технический и производственный журнал
