CC BY
24
УДК 666.3.77.
Юнусов М.Ю., Бабаев З.К., Саидназарова И.С.
ПОЛУЧЕНИЕ КЛИНКЕРНОГО КИРПИЧА НА ОСНОВЕ ЛЕГКОПЛАВКИХ ЛЕССОВЫХ СУГЛИНКОВ
Юнусов Миржалил Юсупович, профессор Ташкентского химико-технологического института; Бабаев Забибулло Камилович, доцент Ургенчского государственного университета;
Саидназарова Иродахон Саидназар кизи, ассистент кафедры «Процессы и аппараты химической технологии», Ташкентский химико-технологический институт, Ташкент, Узбекистан, 100011, Ташкент, ул. А. Навои, д. 32, е-mail: saiira 2012@mail.ru.
Приведены результаты лабораторных испытаний получения качественного гидроизоляционного керамического кирпича на основе низкосортного лессовидного суглинка. За счет рекомендации нового способа подготовки массы достигнуто улучшение параметров процесса формования кирпича.
Ключевые слова:клинкерный кирпич, лессовидный суглинок, вяжущее наоснове лессовидного суглинка, пластичность, степень клинкерообразования, кирпичный шлак, фазовый состав, анортит, кристаболит, диопсид, структурообразование, эксплуатационные свойства.
ОБТЛЩШС CLINKER BRICKS OF LOW-MELTINGLOESSIAL LOAMS
Yunusov M.YU., Babayev Z.K., Saidnazarova I.S.
Tashkent chemical-technological institute, Tashkent, Uzbekistan
In the article the results of laboratory research of obtaining qualitative waterproofing ceramic brick on the basis of low-grade loess like loam are resulted. As at the recommendation of a new way of preparation of weight it is reached improvements ofparameters ofprocess offormation of a brick.
Keywords: clinker, loessial loam, the binder obtained on the basis ofloessial loam, plasticity, the degree of clinker zing, brocken brick, phase-composition, anorthite, cristaboleite, diopside, structure formation, exploitation properties.
Истощение запасов качественных глин, а также их дефицитность вынудило специалистов разработать технологию получения клинкерного кирпича на основе широко распространенных лессовых глин. Получение клинкерного кирпича до начала XXI века осуществлялось на основе тугоплавких, беложгучих глин, характеризующейся широким интервалом спекания. Клинкерный керамический кирпич является химически устойчивым и механический прочным строительным материалом. В химически агрессивных почвенно-климатических условиях этот материал является наиболее приемлемым, обладающим хорошими эксплуатационными свойствами. Как известно, получение такого материала связан с использованием высококачественного сырья [1], но имеется ряд работ, в которых показаны возможности использования низкосортных глинистых материалов в процессе получения высокосортного клинкерного кирпича с привлечением ряд модификаторов в малых количествах [2]. Результаты исследований Украинских учёных показала, что возможно получить клинкерный кирпич с применением лессовидных суглинков, при этом они рекомендовали ввести в состав глиняной массы до 30 % тугоплавких глин [3]. Наиболее важным компонентом сырья при производстве клинкерного кирпича - является оксид алюминия (А1203). Он снижает вязкость расплава, а достаточное его
содержание позволяет уменьшить деформацию изделий в процессе обжига. Легкоплавкие кирпичные глины имеют в своем составе недостаточное количество А1203, в связи с чем его содержание увеличивают путем добавления в шихту каолинитовые глины. Оптимальное содержание А1203 в шихте - 17-25 %. Глины не должны содержать оксида железа (Бе203) более 6-8 %, так как в процессе обжига трехвалентный оксид железа под влиянием восстановительной среды при 1000 оСинтенсивно переходит в двухвалентный оксид железа Бе0 (закись), который быстро вступает в реакцию с кремнеземом, образуя легко плавкий фаялит (2Ре0-БЮ2). Вследствие этого на поверхности изделий образуется сплошная корка, препятствующая удалению углекислого газа. Для выгорания углерода необходимо уменьшать скорость нагрева кирпича в диапазоне 900-1100оС. Если указанных условий не соблюдать, то отложившийся углерод может вызвать образование вздутий на поверхности изделий. Оксиды железа оказывают влияние и на окраску изделий после обжига. В зависимости от соотношения Бе203 и Бе0 изделия окрашиваются от вишнево-красного до темно-фиолетового цвета. Глины должны содержать оксида кальция не более 7-8 %. Повышенного содержание СаО в глине обусловливает уменьшение интервала спекания. Углекислый газ, образующийся при разложении СаСО3, может увеличить
пористость изделия. При повышенном содержании СаО в глине в начале процесса спекания могут происходить медленная усадка или расширение, а затем вследствие образования жидкой фазы - резкое плавление и деформация изделий, в особенности под нагрузкой (нижние ряды садки кирпича) на спекшейся поверхности образуются вздутия. Необходимо, чтобы СаО в глине находился в тонко распределенном состоянии. Оксида магния (М§0) в глинах должно быть 3-4 %. Щелочные оксиды (№20; К20) имеются в керамических глинах в количестве 1,5-4,5 %. Для оценки качества глиняного сырья используется кремнеземистый модуль. Хорошие глины для производства клинкера характеризуются кремнеземистым модулем 3-4,5. При его высоком значении возрастает хрупкость изделий, снижается их прочность и морозостойкость. При низком - возникают трудности при выпуске клинкера, так, как уменьшается интервал спекания в процессе обжига, увеличивается вероятность появления деформаций.
Химический состав л
Анализ проведенных лабораторных испытаний показал, что для получения качественного керамического кирпича необходимо в состав массы вводить пластифицирующие добавки в количестве 520 %, в качестве которых, по данным авторов [4], можно рекомендовать бентонит или каолин. Анализ предварительных расчетных экономических данных показывает, что результаты такого решения могут привести к повышению себестоимости керамического кирпича на 20-30 %. С другой стороны, на практике могут возникнуть проблемы, связанные с получением однородной массы из-за наличия в составе керамических шихт двух и более компонентов [4]. Проведенный минералогический анализ показывает, что в составе исходного сырья содержатся минералы кварц, монтмориллонит, гематит, галлит, тенардит, слюда, гипс и др. Определение химического состава изучаемого суглинка проводилось классическими методами, результаты которого приведены в таблице 1.
Таблица 1.
овых суглинков Ярмыш
№ Пробы Содержание оксидов, масс, %
S1Ü2 AI2O3 T1Ü2 Fe2Ü3 CaÜ MgÜ SÜ3 Na2Ü K2Ü п.п.п I
1 52,75 11,92 0,56 3,91 16,52 2,7 0,49 2,33 1,43 7,38 100,00
2 59,2 11,2 0,45 5,67 13,52 3,07 1,6 1,88 1,02 2,39 100,00
3 61,3 10,6 0,39 6,96 15,60 2,34 0,30 1,85 0,52 0,12 100,00
4 53,75 11,92 0,56 3,91 16,52 2,7 0,49 2,33 1,43 7,38 100,00
5 58,2 11,2 0,45 5,67 13,52 3,07 1,6 1,88 1,02 2,39 100,00
6 60,3 10,6 0,39 6,96 15,60 2,34 0,30 1,85 0,52 0,12 100,00
Анализ гранулометрического состава показывает, что в составе исходного сырья преобладает грубодисперсная часть. Используя седиментационный анализ исходного сырья были сделаны выводы о том, что в водных средах наблюдается осаждение минералогических частей. При этом первым выпадает грубодисперсная часть состоящая из кварца, гематита, гипса. Также установлено, что имеющиеся в составе исходного сырья некоторые соли растворяются, о чем свидетельствует изменение значения показателя рН водной среды. В результате интенсивного перемешивания приготовленную суспензию разделяли на отдельные фракции методом отстаивания в течение 30-60 мин. Путем декантации выделены 3 фракции: 1-суспензия, состоящая из воды и растворившихся солей; 2- мелкодисперсная часть, состоящая, в основном, из глинистых минералов и 3-нижняя-грубодисперсная часть, включающая в себя более тяжелые минералы. По данным определений выход мелкодисперсной фракции составляет 20-30 %.
Таким образом, в результате применения фракционного разделения из низкосортного лессового суглинка в лабораторных условиях
выделено мелкодисперсная пластичная часть. Которая дальнейшем было использовано в качестве пластифицирующей составляющей керамической массы для приготовления клинкерного кирпича. Полученный по данной технологии образцы клинкерного кирпича, характеризуется
улучшенными эксплуатационными свойствами: водопоглощение кирпича - 2,5-9,0 %; предел прочности при сжатии - 40-50 МПа; морозостойкость - 50-60 циклов; истираемость -0,45-0,52 г/см3; химическая стойкость - 97,3-99,0 %.
Список литературы
1. Исматов А.А., Отакузиев Т.А., Исмоилов Н.П. вабошкалар. Ноорганик материаллар кимёвий технологияси. - Тошкент: Узбекистан, 2002. - 482 б.
2. Косимов Э. Узбекистон курилиш ашёлари. -Тошкент: Укитувчи, 2003.-306 б.
3. Исматов А.А., Шерназарова М.Т., Якубов Т.Н. Стеновая керамика с использованием палеоглин и лессовых пород. - Тошкент. Фан, 1993. - 136 с.
4. Козлов А.В., Котляр В.Д. Повышение эффективности стеновой керамики// Тр. Межд. Научно- практической конференции «Строительством». - М., 2001. - С.88-89.
