ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА В РЕСПУБЛИКЕ ТЫВА Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 691.4(571.52)

doi 10.24411/2221-0458-2022-98-18-25

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА В

РЕСПУБЛИКЕ ТЫВА

Оолакай З.Х., Стороженко Г.И., Шоева Т.Е.

Тувинский государственный университет, г. Кызыл

PROSPECTS FOR THE DEVELOPMENT OF CERAMIC PRODUCTION IN THE

REPUBLIC OF TUVA

Z.Kh. Oolakai, G.I. Storozhenko, T.E. Shoeva Tuvan State University, Kyzyl

В данной статье рассматриваются перспективы развития керамического производства в Республике Тыва. В республике имеются месторождения глинистого материала, пригодного для изготовления строительных материалов, пригодных для производства, а также ряд техногенных месторождений, необходимость утилизации которых предусмотрена «Стратегией по инновационному развитию строительной отрасли Российской Федерации на период до 2030 года», утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации от 10.05.2016 N 868-р) [1]. В связи с этим, считается важной цель исследования строительных материалов с использованием местных отходов с высокими эксплуатационными характеристиками, отвечающих требованиям современного строительства. Одним из приоритетных направлений деятельности индивидуальной программы социально-экономического развития Республики Тыва (ИПСЭР) является производство собственных строительных материалов, что должно дать толчок активизации жилищного строительства в регионе. Собственное производство строительных материалов позволит снизить их первоначальную стоимость, сократить сроки строительства и увеличить объем ввода жилья в регионе [2].

Ключевые слова: строительные материалы; жилищное строительство; керамика; аргиллиты; рентгенограммы; дериватограмма

This article discusses the prospects for the development of ceramic production in the Republic of Tuva. The republic has deposits of clay material suitable for the production of building materials, as well as a number of technogenic deposits, the need for disposal of which is provided for by the "Strategy of the innovative development of the construction industry of the Russian Federation for the period up to 2030» approved by the Decree of the Government of the Russian Federation by 10th May, 2016 no. 868-r [1]. In this regard, it is considered an important goal to study building materials using high-performance local waste that meets the requirements of modern construction. One of the priority activities of the Individual Program for the Social and Economic Development of the Republic of Tyva (IPSER) is the production of its own building materials, which should give impetus to the revitalization of housing construction in the region. Own production of building materials will reduce their initial cost, reduce construction time and increase the volume of housing commissioning in the region [2].

Keywords: building materials; housing construction; ceramics; mudstones; radiographs; derivatogram

Республика Тыва имеет не только уникальную природу, растительность и животный мир, но и богатые минерально-сырьевые ресурсы, которые отличаются большим разнообразием и внушительными промышленными запасами. Известно более 2 тыс. коренных проявлений различных видов минерального сырья, в том числе нерудного, которое является неисчерпаемой сырьевой базой для производства различных видов строительных материалов [3].

Однако, несмотря на обилие месторождений нерудного сырья в республике, до сих пор отсутствуют предприятия по производству

облицовочных материалов из природного

камня, эффективных керамических стеновых и строительных материалов, керамической плитки и керамогранита, вяжущих (цемента, строительного гипса) и теплоизоляционных материалов. Низкий уровень развития местной

промышленности строительных материалов и строительной индустрии сдерживает развитие капитального строительства в целом и выполнение Распоряжения Правительства РФ от 10.05.2016 N 868-р о развитии строительной отрасли Российской Федерации на период до 2030 года [4].

В настоящее время республика не имеет развитой инфраструктуры стройиндустрии, испытывает постоянный

ISSN 2077-6896

дефицит в керамическом кирпиче, плитке, керамограните. Поэтому получение новых видов строительных материалов, в частности, композиционных керамических изделий на основе местной сырьевой базы является актуальной задачей, решение которой требует не только исследования и изучения природного и техногенного сырья, но и разработки новых технологических приемов и способов их переработки в современные материалы [3].

Для решения поставленной задачи были проведены исследования наиболее перспективных минеральных пород Республики Тыва: Сукпакская глина, аргиллиты Каа-Хема, Усть-Элегеста и кварц-полевошпатные пески

месторождения Кызылское.

В результате исследований была получена информация по вещественному составу и технологическим свойствам сырья, которая позволила сформулировать основную технологическую идею о

возможных способах получения

современных керамических материалов на их основе. Содержание глинистых, пылеватых и песчаных частиц в Сукпакской глине составляет в среднем соответственно: 19,26-20,41; 70,1-71,7; 99,5%, что характеризует породу как пылеватую глину. Это подтверждается и результатами определения пластических свойств, число пластичности находится в районе 17-18. Грансостав аргиллитов характерен для тяжелых суглинков: содержание частиц размером 0,05^1 мм -54-56%; 0,005^0,05 - 24-25% и < 0,005 мм -19-20% [3]. Кварц-полевошпатные пески по модулю крупности относятся к тонким пескам Мкр=0,7-1.

Химический состав по результатам рентгенофлуоресцентного анализа (Табл. 1) позволяет отнести Сукпакскую глину и аргиллиты к полукислому сырью с высоким содержанием красящих оксидов.

Таблица 1

Химический состав исследуемых пород

№ проб Содержание оксидов в % на прокаленное вещество

SiO2 AhOs TiO2 CaO MgO Fe2O3 Na2O K2O MnO P2O5

1 47,83 24,01 0,63 10,15 6,49 5,71 2,27 1,80 0,14 0,47

2 52,39 24,88 0,94 0,86 4,76 8,00 4,33 2,69 0,16 0,25

3 52,48 27,51 1,12 1,67 3,35 6,21 4,27 2,34 0,08 0,18

4 55,87 13,1 0,89 8,69 4,67 6,69 3,17 2,63 0,14 0,16

Примечание: 1-Сукпакская глина; 2- аргиллиты Каа-Хема; 3-аргиллиты Усть-Элегеста. 4 -кварц-полевошпатные пески месторождения Кызылское-I.

Минеральный состав пород определялся комплексом методов, и в статье приведены дифрактограммы и дериватограммы Сукпакской глины и

14000 -

7000 -

0 -

* juL

w

йиК

аргиллитов Каа-Хема, поскольку минеральный состав аргиллитов Усть-Элегеста идентичен последним.

ЛА.

0,0

0,7

1,4

Рис. 1. Дифрактограмма Сукпакско й глины

Рентгенофазовый анализ показал (Рис. 1) наличие в глине кроме кварца (ё/п=) каолинита (ё/п=0,71; 0,445; 0,354; 0,244 нм), монтмориллонита (ё/п=1,41; 0,445; 0,348; 0,176 нм), кальцита (ё/п=0,381; 0,301; 0,222; нм) и небольшого количества гидрослюды (0,993; 0,448; 0,204; 0,167 нм). При нагреве термический эффект с наибольшей потерей массы сопровождается разложением кальцита при температуре 760оС (Рис. 2). Однако можно предположить, что дополнительно в этом

диапазоне происходит окончательная дегидратация монтмориллонита, которая осуществляется ступенчато в интервале температур 380-500оС.

Если посмотреть область малых углов дифракции на рентгенограммах

аргиллитов, то можно заметить присутствие тех же характерных пиков, что и для глины: ё/п= 1,407; 0,995; 0,705; 0,634; 0,448 нм. Это позволяет сделать вывод о схожести минерального состава глин и аргиллитов Республики Тыва. Отсутствие в

аргиллитах карбонатных пород обусловило профиль более характерный для монтмориллонита (БТА).

дериватографической кривой

Температура/

Рис. 2. Дериватограмма Сукпакской глины

30000

20000

10000

Ü?

0.376 1.425

).402 со 4 4. 0. 0 LO 0 7. .0

.0 0.436 0

0,0

0,6

0.995

А.

1.407

1,2

Рис. 3. Дифрактограмма аргиллитов Каа-Хема

В технологии изготовления керамических изделий обязательным процессом является обжиг материалов.

Именно во время термической обработки сырцовых изделий протекают физико-химические реакции, в результате которых

0.332

0

формируется керамический материал с исследуемых пород, результаты которого высокой прочностью, водостойкостью и приведены в табл. 2. морозостойкостью.

В работе было проведено изучение технологических и керамических свойств

Рис. 4. Дериватограмма аргиллитов Каа-Хема Керамические свойства Сукпакской глины

Таблица 2

Воздушная усадка, % Температура обжига, оС Усадка линейная, % Плотность, г/см3 Прочность при сжатии, МПа Водопоглощение, %

общая огневая

8,0 950 9,6 1,4 1,806 27,4 11,65

1050 10,4 3,5 1,885 11,48

1150 12,6 4,6 1,924 2,3

Таблица 3

Физико-механические свойства аргиллитов [1]

Наименование месторождения Средняя плотность, г/см3 Пористость % Водопоглощ ение, % Предел прочности при сжатии, МПа

Каа-Хемское 2,35 11,2 5,1 42,3

Усть-Элегесткое 2,37 10,7 4,2 43,5

Ранее проводимыми исследованиями [4] была установлена возможность получения изделий стеновой керамики из аргиллитов Каа-Хема и Усть-Элегеста, предварительно раздробленных до класса -

0.63.0 мм, по технологии пластического формования водопоглощением 16-17%, прочностью при сжатии 16-18 МПа и морозостойкости не менее 25 циклов. Однако до настоящего времени никто не исследовал возможность механической активации аргиллитов для производства отделочных материалов по технологии полусухого прессования.

Методика приготовления шихты. Исходные компоненты высушивались до остаточной влажности 0,5%, смешивались в соотношении 5 вес. ч. каолина, 4 вес. ч.

Библиографический список

1. Индивидуальная программа социально-экономического развития Республики Тыва на 2020-2024 годы. - URL : https://docs.cntd.ru/document/564652912 (дата обращения: 10.07.2022). - Текст : электронный.

2. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 10.05.2016 N 868-р. -URL : http://government.ru/docs/all/106510/ (дата

Сукпакской глины и 1 вес. ч. песка и подвергалась механоактивации в шаровой мельнице в течение 6 часов до прохождения через сито 0,08 мкм. Полученный порошок увлажнялся до влажности 8±0,5%, протирался через сито 1,25 мм, гомогенизировался, выдерживался, после чего из него формовались образцы-плиточки размером 60x120x5 мм.

Были проведены исследования возможности использования Сукпакской глины в качестве пластичной составляющей шихты и кварц-полевошпатные пески, как плавень, для получения облицовочной плитки. Для увеличения интервала спекания в шихту вводилась Нижнеувельская каолиновая глина.

обращения: 10.07.2022). - Текст : электронный.

3. Кара-Сал, Б. К. Минеральное сырье Тувы для производства строительных материалов: Монография. - Кызыл : РИО ТувГУ, 2009. - 169 с. - Текст : непосредственный.

4. Кара-сал, Б. К Оценка качества керамического сырья Тувы / Б. К. Кара-сал. - Текст : непосредственный // Вестник Тувинского государственного

университета. Технические и физико-математические науки. - 2014. - № 3. — С. 7-14.

References

1. Individual'naja programma social'no-jekonomicheskogo razvitija Respubliki Tuva na 2020-2024 gody [Individual program of social and economic development of the Republic of Tuva for 2020-2024]. Available at: https://docs.cntd.ru/document/564652912 (access date: 10.07.2022). (In Russian)

2. Rasporjazhenie Pravitel'stva Rossijskoj Federacii ot 10.05.2016 N 868-r. [Decree of the Government of the Russian Federation

of May 10, 2016 N 868-r.]. Available at: http://government.ru/docs/all/106510/ (access date: 10.07.2022). (In Russian)

3. Kara-Sal B.K. Mineral'noe syr'e Tuvy dlja proizvodstva stroitel'nyh materialov: Monografija [Mineral raw materials of Tuva for the production of building materials: Monograph]. Kyzyl, TuvSU Publ., 2009. 169 p. (In Russian)

4. Kara-sal B.K. Ocenka kachestva keramicheskogo syr'ja Tuvy [Assessment of the quality of ceramic raw materials in Tuva]. Vestnik of Tuvan State University. Technical and physical and mathematical sciences, 2014. No. 3. P. 7-14. (In Russian)

Оолакай Зита Хулер-ооловна, старший преподаватель кафедры «Строительство и ЖКХ», Тувинский государственный университет, г. Кызыл, e-mail: zita-hertek@mail.tu

Стороженко Геннадий Иванович, доктор технических наук, профессор Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета (Сибстрин), г. Новосибирск, e-mail: baskey_ltd@mail.ru

Шоева Татьяна Евгеньевна, кандидат технических наук, доцент Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета (Сибстрин), г. Новосибирск, email: shoeva_geotom@mail.ru

Zita Kh. Oolakai, Senior Lecturer of the Tuvan State University, Kyzyl, E-mail: zita-hertek@mail.tu

Gennady I. Storozhenko, Doctor of Technical Sciences, Professor at Novosibirsk State University of Architecture and Civil Engineering (Sibstrin), Russia, e-mail: baskey_ltd@mail.ru

Tatiana E. Shoeva, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor at Novosibirsk State University of Architecture and Civil Engineering (Sibstrin), Russia, e-mail: shoeva_geotom@mail.ru

Статья поступила в редакцию 30.08.2022