CC BY
17
7. Richard, D. Carbon to cast iron electrical contact resistance constitutive model for finite element analysis [Text] / D. Richard, M. Fafard, R. Lacroix, P. Clery, Y. Maltais // Journal of Materials Processing Technology. - 2003. - Vol. 132, Issue 1. - P. 119-131. doi:10.1016/s0924-0136(02)00430-2
8. Pradille, C. An experimental study to determine electrical contact resistance [Text] / C. Pradille, F. Bay, K. Mocellin // In Electrical Contacts. Proceeding of the 56th IEEE Holm conference on Electrical Contacts. - Charleston, South Carolina, USA : 2010. -P. 1-5. doi:10.1109/holm.2010.5619522
9. Song, Q. An experimental study determines the electrical contact resistance in resistance welding [Text] / Q. Song, W. Zhang, B. Niels // Welding Journal. - 2005. - Vol. 92, Issue 2. - P. 73-76.
10. Панов, Е. Н. Комплекс сбора данных для высокотемпературных промышленных агрегатов [Текст] / Е. Н. Панов, С. В. Леле-ка, М. В. Коржик // ПиКАД. - 2005. - № 2. - С. 28-30.
11. Мышкин, Н. К. Электрические контакты [Текст] / Н. К. Мышкин, В. В. Кончиц, М. Браунович. - М.: Интеллект, 2008. - 560 с.
-□ □-
В якостi основног сировини, для синтезу керамiчних мас, для виробництва керамiчних клт-керних виробiв, вибрано полiмiнеральну глинисту сировину з видсуттм ттервалом сткання.
Дослиджено способи направленого регулю-вання структуроутворення керамiчних мас на основi полiмiнеральног глини з використанням каолтт-польовошпатовог сировини. На основi дослiдних мас отримано керамiчнi клткерш вироби з широким ттервалом сткаючого стану (100 оС)
Ключовi слова: структуроутворення, глина, каолт, пегматит, сткання, клткер, склад, вла-
стивостi,iнтервал, сировина
□-□
В качестве основного сырья для синтеза керамических масс, для производства керамических клинкерных изделий, выбрано полиминеральные глинистое сырье с отсутствующим интервалом спекания.
Исследованы способы направленного регулирования структурообразования керамических масс на основе полиминеральной глины с использованием каолинит-полевошпатового сырья. На основе исследовательских масс получено керамические клинкерные изделия с широким интервалом обжигая состояния (100 оС)
Ключевые слова: структурообразования, глина, каолин, пегматит, спекания, клинкер, состав,
свойства, интервал, сырье -□ □-
УДК 666.3/7
|DOI: 10.15587/1729-4061.2014.280111
РЕГУЛЮВАННЯ ПРОЦЕС1В СТРУКТУРОУТВОРЕННЯ КЕРАМ1ЧНИХ МАС СИСТЕМИ ГЛИНА ПОЛ1М1НЕРАЛЬНА-КАОЛ1Н1Т-ПОЛЬОВОШПАТОВА СИРОВИНА
Т. В. Оксам ит
Головний технолог ПАТ «Майдан-Вильський комбшат вогнетривiв» вул. Некрасова, с. Михайлючка, р-н Шепелвський, обл. Хмельницька, УкраТна, 30416 Е-mail: okcamut t@mail.ru
1. Вступ
В Укра1ш, у зв'язку 3i зб^ьшенням вимог до якосп будiвництва, останш роки простежуеться динамiчне зростання попиту на високояюсш будiвельнi матерiа-ли. На бвропейському ринку будiвельних матерiалiв ввдсутня така категорiя керамiчних виробiв, як лицьова цегла. Заметь цього на Захвдному ринку широко вико-ристовуються таю високояюсш керамiчнi вироби, як керамiчний клшкер рiзного призначення. Починаючи з 2006-2007 рр. на Укра1ш було розпочато роботи по роз-робщ та впровадженню нових видiв керамiчних виробiв.
2. Аналiз лггературних даних i постановка проблеми
В лггературних даних зазначено [1-3], що основною сировиною для отримання високояюсних керамiчних клшкерних виробiв являються тугоплавю глини з великим штервалом мiж температурою сткання i початком деформацп. ВарНсть тако! сировини, з точки зору ринково! економжи, е високою, крiм того родовища розташоваш в Схiднiй частинi Укра!ни. Отже, викори-стання дано! сировини для виробництва керамiчних клiнкерних виробiв обумовить високу собiвартiсть готово! продукцii, що стримуватиме попит на не!.
ё
Водночас майже ва керамiчнi заводи Укра!ни ви-користовують для виробництва стшових виробiв де-шеву полiмiнеральну глинисту сировину, яка широко представлена в рiзних регюнах Укра!ни та суттево вiдрiзняються за кiлькiстю породоутворюючих мше-ралiв i домiшкiв.
Полiмiнеральна глиниста сировина характеризуются малим штервалом спiкання (<60 оС), що обме-жуе !х застосування у виробництвi клiнкерних виробiв [4, 5]. Крiм цього при сушцi та випалу вироби можуть давати велику усадку, яка супроводжуеться розтршку-ванням та деформащею [6, 7], що не дозволяе отриман-ня виробiв правильно! форми i точних розмiрiв.
Враховуючи iнтенсивний розвиток будiвельного ринку та необхщшсть використання конкурентнос-проможних будiвельних матерiалiв розробка технологи виробництва керамiчних клiнкерних виробiв на основi полiмiнеральноi легкоплавко! глинисто! си-ровини представляе як науковий так i практичний iнтерес.
3. Мета та задачi дослщження
Метою роботи е теоретичне обгрунтування та екс-периментальне пiдтвердження можливостi отримання пластичним способом формування керамiчних клш-керних виробiв на основi полiмiнеральноi глинисто! сировини за рахунок використання каолшгг-польово-шпатвмкно! сировини природного походження.
Задачi дослiдження:
1. Дослiдити та ощнити придатнiсть полiмiнераль-но! глинисто! сировини для !! застосування в технологи виробництва керамiчних клiнкерних виробiв високо! якостi.
2. Провести щлеспрямований пошук польово-шпатвмiсноi сировини природного походження для !! застосування в технологи виробництва клшкерних керамiчних виробiв;
3. Дослiдити процеси структуроутворення, сткан-ня та властивостi керамiчних мас на основi полiмi-неральних глин до складу яких входить польово-шпатвмiсна сировина.
4. Шляхи регулювання структуроутворення керамiчних мас
Об'ектом дослiдження е фiзико-хiмiчнi процеси формування структури i властивостей, штенсифжа-цiя спiкання керамiчних мас шляхом регулювання хiмiко-мiнералогiчного складу.
Для виршення поставлених задач застосовували комплекс сучасних фiзико-хiмiчних i фiзико-техноло-пчних методiв, якi включають рентгеноструктурний, диференцiйно-термiчний i хiмiчний методи дослщ-ження сировинних компоненпв i мас на !х основi, що дае можливкть оцiнити особливостi структуроутворення керамiчних матерiалiв; комплекс керамжо-тех-нологiчних методiв дослiдження, що дае можливiсть ощнити експлуатацшш властивостi виробiв. Експери-ментальш данi отриманi на основi так званого активного експерименту, який проводили шляхом математич-ного планування та активного впливу на проходження
процесу при активнш взаемоди на об'ект по рашше вибраному плану. План експерименту передбачае умо-ви та число необхвдних дослiдiв та, головним чином, визначае точшсть отримано! в результатi експерименту математично! моделi, збудовано! на основi про-ведення кореляцiйного та регресшного аналiзу. Для визначення експлуатацшних властивостей виробiв також використано стандартизован методики.
Як свiдчать отриманi результати дослщш полiмi-неральнi глини розрiзняються за сво!м хiмiчним складом. Перша група полiмiнеральноi глини за вмштом АL2Оз (<14 %) вщноситься до сировини кисло!. Друга група полiмiнеральноi глини за вмiстом АL2О3 (>14 %) вiдносяться до натвкисло! сировини.
Данi глини характеризуються високим вмятом оксидiв залiза (5,51-5,57 %) i лужних оксидiв (4,34-4,76 %).
Рентгеноструктурним аналiзом порошкоподiбного препарату дослщних полiмiнеральних глин встанов-лено, що '!х якiсний мiнералогiчний склад представлений кварцом, каолшиом, пдрослюдою, гематитом, га-луазитом, кальцитом, польовими шпатами; глиниста речовина представлена монтморилоштом.
Керамiко-технологiчнi властивостi полiмiнераль-них глин показують неможливiсть використання !х у чистому виглядi для виробництва керамiчного клш-керу, так як даш глини характеризуються високою пластичнiстю, тдвищеною чутливiстю до сушiння глинисто! сировини, низькою мщшсть при стиску, високим водопоглинанням та ввдсутшстю iнтервалу сткаючого стану.
В зв'язку з цим перед авторами постала задача розробки таких керамiчних мас для виробництва ке-рамiчних клшкерних виробiв, використання яких дозволило б комплексно виршити задачу оптимiзацii як коагуляцiйно-конденсацiйноi, так i кристалiзацiйноi структури виробiв.
Попереднiми дослiдженнями встановлено [8], що ефективною добавкою, для полiмiнеральних монтмо-рилонiтових глин Центрального регюну, являеться каолiнiт-польовошпатова сировина природного поход-ження.
В якосп таких добавок були вибраш каолiн та пегматит Хмелiвського родовища. Вибiр даних добавок обумовлений особливостями !х хiмiко-мiнера-логiчного складу i набутим дослщом використання каолiнiт-польовошпатовоi сировини в якост домiшок до складу полiмiнеральних монтморилоштових глин.
Для визначення оптимального стввщношення вказано! сировини, i пiдвищення надшност резуль-татiв дослiдження, вибiр складу багатокомпонентно! сумiшi здiйснювали на основi даних, отриманих при реалiзацii симплекс - решичастого планового експерименту. Особливктю поданих експериментiв являеться те, що факторний проспр представляе собою правильний симплекс, а властивост дослвджуються в зарання заданих його точках яю утворюють так назва-ну симплексну решiтку.
Кожнiй решгтщ вiдповiдае загально визначена полiномiальна модель. Як правило, при обробщ опти-мальних технологiй використовуеться полiноми четвертого ступеню.
План широко використовуеться при проведенш технолопчних експериментiв типу „склад - власти-
востГ'. Вони вiдрiзняються високою iнформативнiстю i ефективнiстю, тобто достатньо малою кiлькiстю екс-периментальних точок, якi необхщно для побудови математично! моделi високого порядку (до четвертого порядку включно).
Але до !х недолiкiв можливо ввднести, по-перше, малу кiлькiсть точок у центральнш областi факторного простору ^ по-друге, важкий перерахунок матрицi плану для випадкiв, коли фактори змiнюються не вiд 0 до 100 %, а в обмежених дiапазонах (наприклад Х1 вщ 40 до 60 %, Х2 вiд 5 до 15 % i т. д.).
Отже в данш роботi використовували модифжа-щю плану експерименту, який оснований на сим-плекс-решiтчастому планi, до якого добавлен точки всерединi факторного простору.
Матриця плану представлена в табл. 1.
Таблиця 1
План експерименту для побудови математично!' моделi властивостей трьохкомпонентно!' cyMioii
Склад мас, % S4
№ Xi X2 Хз S1 S2 S3 Bmîct компо-шештiв RO/R2O
X пл RO+R2O
9 68 20 12 12,65 102 19,52 11,54 7,43 0,58
10 76 15 9 12,70 94 19,77 12,07 7,60 0,63
11 86 10 4 12,59 100 19,97 12,65 7,73 0,72
12 58 34 8 13,52 104 19,83 10,44 6,72 0,55
Як зазначено [9] для оптимального сткання ке-рамiчних мас, в ïx складi bmîct суми плавнiв (£пл) Fe2O3+RO+R2O, а також bmîct RO+R2O при вщношент RO/R2O в залежностi вiд xiмiко-мiнералогiчного складу глин повинно змшюватися в доступних межах.
Для оптимiзацiï властивостей коагуляцiйноï струк-тури, дослщних мас на основi монтморилонiтовоï глини, ввдкликом була вибрана пластичшсть (Si). Для оптимiзацiï властивостей конденсацшно! структури, було вибрано чутливiсть до сушшня (S2) та форму-вальна волопсть (S3). Для оптимiзацiï властивостей кристалiзацiйноï структури, було вибрано розширення iнтервалу спiкання, тобто випал керамiчноï шихти (S4). Факторами являються: керамiчна шихта Заxiдного ре-гiону (Xj), каолш (Х2) та пегматит (Х3) Хмелiвського родовища, якi входили в математичну модель виду:
Як правило при обробщ результапв експерименту, проведеного по симплекс-решичастому плану, для побудови математичноï моделi використовують поль номи четвертого ступеню. В даному випадку, врахову-ючи модифiкацiю плану, використовували багатомiр-ний варiант методу найменших квадратiв. Рiвняння (квазiлiнiйнi або другого порядку) отримували, вико-ристовуючи пошагову регресiю, яка базуеться на результатах кореляцшного аналiзy Закiнчення процесу побудови математичноï моделi i доведення ïï адекват-ностi здiйснювалося за таблицею залишюв.
Враховуючи послiдовну оптимiзацiю властивостей коагуляцiйно-конденсацiйноï структури дослiдниx мас в якосп вiдклику вибрали чутливксть до сушiння, а для вивчення особливостей сткання !х кристалiзацiйноï структури вибрали водопоглинання i мщшсть на стиск.
Дослщш маси готовили пластичним способом i випалювали в лабораторнш силiтовiй печi в iнтервалi температур 1050-1150 °С.
Результати дослiдiв, виконаних у ввдповвдност з планом експерименту (табл. 2), представлен в табл. 2.
За результатами експерименНв розраховаш ко-ефiцiенти математичноï моделi, в яких вщкликами е - чутливкть до сушiння, водопоглинання i мщшсть на стиск. Значимость факторiв, як входять в регресив-нi рiвняння, визначали за допомогою кореляцiйного аналiзу.
Таблиця 2
Коефiцieнти кореляци по окремим факторам
Наймешувашшя вiдкликiв (властивостей) Коефщенти кореляци' по окремим факторам
Полiмi- Каолш Пегматит
неральна керамiчша шихта (Х1) Xмелiвського родовища (Х2) Xмелiвсько-го родовища (Хэ)
Мiцшiсть на стиск
(випал при 1050 оС) 0,38 -0,28 0,05
Мщнють на стиск
(випал при 0,67 -0,57 -0,14
1100оС)
Мiцшiсть на стиск
(випал при 0,66 -0,69 9.999999E-02
1150оС)
Водопоглинання
(випал при 1050 оС) -0,53 0,62 -0,27
Водопоглинання
(випал при -0,6 0,75 -0,38
1100оС)
Водопоглинання
(випал при 1150оС) 0,92 -0,93 0,11
Чутливiсть до сушшня -0.86 0.91 -0.23
Як сввдчить табл. 2 найб^ьший вплив на збшьшен-ня чутливостi до сушiння дослщних мас (коефiцiент кореляцГ! вiдповiдно -0.86) показуе керамiчна шихта Захiдного регюну (фактор Х1).
Аналiз коефiцiентiв кореляцГ! показав, що най-бiльший вплив на пониження чутливост до сушшня дослщних мас показуе каолiн Хмелiвського родовища (вiдповiдно R=0.91).
Кореляцiйний аналiз дозволить провести бiльш глибоке дослщження взаемозв'язку незалежних фiзи-ко-технiчних параметрiв i визначити вплив кожного з них на властивосп виробiв. Отже, перед побудовою математично! моделi з допомогою парних коефвденНв кореляцГ! дослщжували взаемовплив мiж факторами, !х взаемовпливами i вiдкликами.
Математична модель, яка визначае взаемовплив властивостей дослщних мас з !х складом, представленi нижче:
- чутливкть до сушiння (СИ)
СЬ=а0+а1Х1+а2Х2+аэХэ+а4Х4+а5Х5+
+а6Х1Х2+а7Х1Х5+а8Х2Х5+а9ХэХ5+а10Х4Х5,
де значення коефвденпв: а0=-825,5317; а1=56,29106; а2=-17,9194; а3=-14,64771; а4=12,70108; а5=3,689407; а6=-0,7985781; а7=-2,904623; а8=4,171458; а9=1,420609; а10=-1,069385.
- Водопоглинання при випалi 1050 оС (Vi)
Vi=ao+a1X3+a2X5+a3X1X3+a4X1X5+a5X2X3+ +абХ2Х5+а7ХзХ4+а8ХзХ5+а9Х4Х5+аюХз2,
де значення коефщенпв: a0=-825,5317; a1=56,29106 a2=-17,9194; a3=14,64771; a4=12,70108; a5=3,689407 a6=-0,7985781; a7=-2,904623; a8=4,171458; a9=1,420609 a10=-1,069385.
- Водопоглинання при випалi 1100оС (V2)
V2=a0+a1X1+a2X2+a3X3+a4X4+a5X1X2+a6X1X4+ +a7X3X4+a8X3X5+a9X4X5+awX1 +auX22+a12X42,
де значення коефiцieнтiв: a0=-667,9122; a1=18,63797; a2=14,71498; a3=-2,586084; a4=17,92481; a5=-0,2058142; a6=-0,3594897; a7=0,1013035; a8=0,1490616; a9= =-0,127833; a10=-0,1317032; a11=-5,974277E-02; a12= =-0,1404892.
- Водопоглинання при випалi 1150 оС (Vj)
V1=a0+a1X3+a2X5+a3X1X3+a4X1X5+a5X2X3+ +a6X2X5+a7X3X4+a8X3X5+a9X4X5+a10X32,
де значення коефщенпв: a0=-825,5317; a1=56,29106 a2=-17,9194; a3=-14,64771; a4=12,70108; a5=3,689407 a6=-0,7985781; a7=-2,904623; a8=4,171458; a9=1,420609 a10=-1,069385.
- Мiцнiсть на стиск при випалi 1050 оС (R1)
R1=a0+a1X3+a2X5+a3X1X3+a4X1X5+a5X2X3+ +a6X2X5+a7X4X5+a8X32+a9X52 ,
де значення коефщенпв: a0=-29,85134; a1=19,52683; a2= =-9,935468; a3=-0,8692135; a4=0,5530862; a5=0,8998437; a6=-0,3497005; a7=2,025227E-03; a8=-0,3579619; a9= =-0,1870425.
- Мiцнiсть на стиск при випалi 1100 оС (R^)
R2=a0+a1X1+a2X2+a3X4+a4X5+a5X1X4+a6X2X4+
+a7X3X4+a8X4X5+a9X12+a10X42+a11X42,
де значення коефвденив: a0=1813,235; a1=86,00381; a2=-228,2796; a3=-59,92745; a4=1,762043; a5=-4,631472; a6=8,728601; a7=-7,252963E-02; a8=-0,3856248; a9= =-0,6828948; a10=2,911522; a11=0,5599209.
- Мщшсть на стиск при випалi 1150оС (R3)
R2=a0+a1X1+a2X2+a3X4+a4X5+a5X1X4+a6X2X4+
+a7X3X4+a8X4X5+a9X12+a10X42+a11X42,
де значення коефвденив: a0=1813,235; a1=86,00381 a2=-228,2796; a3=-59,92745; a4=1,762043; a5=-4,631472 a6=8,728601; a7=-7,252963E-02; a8=-0,3856248 a9=-0,6828948; a10=2,911522; a11=0,5599209.
Для визначення оптимального складу сумiшi в якост цiльових функцiй використовували отрима-нi математичнi моделi. Пошук вели з використан-
ням методу багатокритерiальноi оптимiзацii при умовах:
Ch > 100
40 < R < 60
2 < V < 5
Твипалу =1150 С
та
Ch> 100
30 R< 40
7< V<8
Твипалу = 1100 С
Для кожного BapiaHTy cyMrni визначалася ii co6i-вартшть i Í3 можливих вибирали бiльш дешевше ств-вiдношення.
Оcобливоcтi взаемозв'язку компоненив керамiч-ноi шихти Захiдного регюну - каолiнy Хмелiвcько-го родовища - пегматиту Хмелiвcького родовища на формування коагуляцшно-конденсацшшл i криста-лiзацiйноi структур доcлiджyвали шляхом аналiзy коефвденив кореляцii.
Аналiз розрахунку впливу парних кореляцш показав, що найбшьший вплив на пониження чyтливоcтi до сушшня керамiчноi шихти Захiдного регюну вказуе сумарний вплив каолiнy та пегматиту Хмелiвcького родовища (вiдповiдно R=0.65) (табл. 3.).
Як показав кореляцшний аналiз при випалi на 1050 °С найбiльший вплив на рют мiцноcтi на стиск показуе каолш (R=0.38).
При збiльшеннi температyрi випалу до 1100 °С на збшьшення мiцноcтi на тиск значно впливае пегматит (R=0.16), дана тенденцiя зафжсована i при температyрi випалу 1150 °С (вiдповiдно R=0.43).
Таблиця 3
Вплив парних кореляцш на експлуатацшш властивост
Найменyвання вщкли-кiв (властивостей) Коефiцieнти кореляцп за ефектами взаемоди (виробничим) факторам
Х1 Х2 Х1Х3 Х2Х3
Мщшсть на стиск (випал при 1050 оС) 0.38 -0.28 -0.16
Мщшсть на стиск (випал при 1100 оС) -0.45 0.16 -0.7
Miцнiсть на стиск (випал при 1150 оС) -0.57 0.43 -0.75
Водопоглинання (випал при 1050 оС) 0.63 -0.42 0.31
Водопоглинання (випал при 1100 оС) 0.73 -0.65 0.57
Водопоглинання (випал при 1150 оС) 0.68 -0.31 0.93
Чyтливiсть до сyшiння 0.83 -0.54 0.65
Як показyв кореляцiйний аналiз на iнтенсифiкацiю спiкання дослiдних мас (зниження водопоглинання) найбшьший вплив показyв керамiчна шихта Захiдного регiонy та пегматит Хмелiвського родовища (R=-0.42; -0.65; -0.31).
Таким чином, аналiз коефвдвнпв кореляцп виявив значний вплив каолiнiт-польовошпатовоï сyмiшi на формyвання каогyляцiйноï та конденсацшшл структур на основi полiмiнеральних монтморилонiтових глин Захiдного регин^ i як наслiдок, вплив на кри-сталiзацiйне стрyктyроyтворення дослiдних мас.
За допомогою багатокритерiальноi оптимiзацii при заданих параметрах: чутлившть до сушiння >100 с, водопоглинання <5 % та мщносН на стиск бiльше 40 МПа, при заданому iнтервалi вмшту компонентiв вибранi оптимальнi склади мас. В табл. 4 подано вла-стивост !х коагуляцiйно-конденсацiйноi структури.
Аналiз експериментальних даних показав, що оп-тимальними властивостями коагуляцшно-конден-сацiйноi структур дослщних мас характеризуються склади 9, 11, 12, а оптимальними властивостями кри-сталiзацiйноi структури характеризуються склади 9, 11 (рис. 1, 2).
Таблиця 4
Властивосп коагуляцш но-конденсацшноТ структур оптимальних мас
Шифр мас Пластичшсть Формувальна волопсть, % Чутливють до сушшня, с
9 12,65 19,52 102
10 12,70 19,77 94
11 12,59 19,97 100
12 13,52 19,83 104
Рис. 1. Властивосп крисгалiзацшноT структури досждних мас, отриманих в результатi математичного планування,
випалених при температурi 1050 оС
60
50
Рис. 2. Властивосп кристалiзацiйноT структури дослiдних мас, отриманих в результат математичного планування,
випалених при температурi 1100 оС
На рис. 3, 4 представлено моделi сткання дослвдних складiв мас 9 та 11 для виробництва керамiчного клш-керу на основi глин Захщного регiону з використанням в якост добавок некондицiйних каолiнiв та пегматипв Хмелiвського родовища, Хмельницькоï области
Для розкриття механiзмiв структури важливо ви-вчити фазовi перетворення при переходi вiд конденса-цiйноï до кристалiзацiйноï структури [10] i на базi цих даних регулювати процеси випалу так, щоб отримува-ти вироби з заданими властивостями.
При переходi вiд конденсацiйноï до кристалiзацiйноï структурi протiкаючи фiзико-хiмiчнi процеси вивчали за допомогою диференцiально-термiчного аналiзу дослвд-них мас з використанням дериватографу при високотем-пературнiй обробцi дослiдних зразкiв до 1000 оС.
Диференцiально-термiчний аналiз дослщних шихт (рис. 5) показав наявшсть ендотермiчного ефекту з максимумом при температурi 140 оС, пов'язаного з ви-дiлення мiжшаровоï молекулярноï води iз глинистих мiнералiв, в основному пдрослюд. При температурах
160-170 оС простежуеться ендотермiчний ефект, який вказуе на присутнiсть монтморилонiту.
ДТА
■ 11
140
570
Рис 3. Модель сшкання оптимального складу 9 для виробництва KepaMi4Horo
клшкеру
Рис. 5. Диференщально-термнний анал1з шихт 9, 11
Подвшна ендотермiчна реак-щя дослiдних мас 9 та 11, в штер-валi температур 300-390 оС свiд-чить про окислення в твердому видi деяко! юлькост органiчних речовин низькотемпературного комплексу i Fe2O3. Максимальне руйнування решики каолiнiту в дослщних масах 9 та 11 простежуеться при бшьш високих температурах 560-570 оС. Дисоща-щя кальциту, в дослiдних масах 9 та 11, проходить при температурах 830 оС. Новоутворення дис-персш починаються кристалiзо-вуватися в результат протiкання екзотермiчноi реакцii при температурах ввдповвдно 980-960 оС, що може свiдчити про висок екс-плуатацiйнi властивостi.
Таким чином, в результат! проведення дослщжень встанов-лено, що наслiдком оптимiзацii хiмiко-мiнералогiчного складу керамiчноi сумiшi е формування оптимально! кристалiзацiйноi структури ^ як наслiдок, висою експлуатацiйнi властивостi ке-рамiчного клiнкеру.
5. Висновки
Рис. 4. Модель спiкання оптимального складу 11 для виробництва керамiчнoгo
клшкеру
1. В якоси основно! сировини для синтезу керамiчних мас для виробництва керамiчного клшкеру, способом пластично! екструзп, вибрано полiмiне-ральну глинисту сировину. Ке-рамiко-технологiчнi властивостi полiмiнеральноï сировини, а саме висока пластичшсть, пiдвищена чутливкть до сушiння, низькi по-казники мщност та високе водо-
поглинання - показують неможливкть використання !х в чистому видi для виробництва керамiчних клш-керних виробiв.
Основним критерiем, який визначае можливiсть використання полiмiнеральноi сировини, для виробництва клшкерних виробiв, являеться на-явнiсть штервалу спiкаючого стану, що мае бути не менше 50 оС.
2. Проведено щлеспрямований пошук каолши-по-льовошпатвмкно! сировини природного походження для !! застосування в технологii виробництва клшкерних керамiчних виробiв. Результати цього пошуку дозволили стверджувати, що вибiр таких добавок обу-мовлений особливостями !х хiмiко-мiнералогiчного складу, а саме високий вмкт лужних оксидiв.
3. Дослщжено процеси структуроутворення, спiкання та властивосН керамiчних мас на основi полiмiнеральних глин, до складу яких входить ка-олiн-польовошпатвмiсна сировина. Зокрема встанов-лено, що додатки каолши-польовошпатово! сировини в композицii з полiмiнеральною монтморилонiтовою глиною, при розробленому стввщношенш компо-нентiв, формують оптимальну коагуляцшно-конден-сацiйну структуру, а саме число пластичност -12,59-12,65, чутливiсть до сушшня 100-102 с та оптимальну кристалiзацiйну структуру. На основi сформовано! оптимально! кристалiзацiйноi структури, яка отримана при розробленому стввщношенш компо-нентiв, одержанi високi фiзико-технiчнi властивостi -мiцнiсть на стиск, що дорiвнюе - 43,82-52,12 МПа.
Лиература
1. Бутт, Ю. М. Общая технология силикатов [Текст] / Ю. М. Бутт, Г. Н. Дударев, М. А. Матвеева. - Гостройиздат, 1962. - 457 с.
2. Будников, П. П. Технология керамики и огнеупоров [Текст] / П. П. Будников, А. С. Бережной, И. А. Булавин и др. - Гос. Изд. лит. по строит. матер., 1950. - 575 с.
3. Мороз, И. И. Технология строительной керамики [Текст] / И. И. Мороз. - Гостройиздат УССР., 1961. - 464 с.
4. Августиник, А. И. Керамика [Текст] / А. И. Августиник. - Стройиздат., 1975. - 560 с.
5. Соколов, Я. А. Клинкер и его производство [Текст] / Я. А. Соколов. - Изд-во гуеосдор., 1973.
6. Дударев, И. Г. Общая технология сыликатов [Текст] / И. Г. Дударев, Г. М. Матвеев, В. Б. Суханова. - Стройиздат., 1987. -560 с.
7. Ходаковська, Т. В. Керам1чний клшкер для обличкування фасад1в 1 брукування дорш з використанням польовошпатвмюно! сировини [Текст] / Т. В. Ходаковська, I. В. Огородшк, Н. Д. Дмитренко // Буд1вельш матер1али, вироби та саштарна техшка. -2006. - Вип. 22. - С. 60-67.
8. Ягамчук, Т. В. Математичне моделювання склад1в мас для виробництва керам1чно! клшкерно! цегли на основ! глин Ки!в-сько! обласл [Текст] / Т. В. Ягамчук, I. В. Огородшк, О. М. Донш, Н. Д. Дмитренко // Буд1вельш та мер1али та вироби. -2008. - № 1. - С. 23-27.
9. Павлов, В. Ф. Физико-химические основы обжига изделий строительной керамши [Текст] / В. Ф. Павлов. - Стройиздат., 1977. - 270 с.
10. Круглицький, Н. Н. Физико-химическая механика дисперсных структур в магнитных полях [Текст] / Н. Н. Круглицький, С. П. Ничипоренко, И. Г. Грановский и др. - Наук. Думка., 1976. - 193 с.
