автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Керамические композиты на барханных песках

МПС РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

ОЛ

На правах рукописи

ШАКИРОВА Зульфия Вильдановна

УДК 691.421:691.222 (043.3)

КЕРАМИЧЕСКИЕ КОМПОЗИТЫ НА БАРХАННЫХ ПЕСКАХ

05.23.05 — Строительные материалы и изделия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА — 1994

Работа выполнена в Московском государственном университете путей сообщения

Научный руководитель:

доктор технических наук, почетный профессор, член-корреспондент АТР, академик В.И.СОЛОМАТОВ

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Ю.А.СОКОЛОВА

кандидат технических наук К.И.ЛЬВОВИЧ

Ведущее предприятие: Центральный научно-исследователь-

ский проектный и технологический институт монолитного домостроения (ЦНИПИ монолит)

Защита диссертации состоится « » — 1994 г.

в "/часов в пуп. на заседании специализи-

рованного совета ВАК Российской Федерации Д 114.05.08 по специальности 05.23.05 «Строительные материалы и изделия» Московского государственного университета путей сообщения по адресу: 101475, г. Москва, ул. Образцова, 15.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан « » — 1994 г_

Ученый секретарь Специализированного совета, кандидат технических наук,

доцент В.И.КЛЮКИН

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. В соответствии с концепцией развития строительной индустрии Туркменистана, отличающегося, кал известно, сухим и жарким климатом, основном строительным материалом должен стать керамический кирпич. В частпостя, уг.е к 1996-1997 годам 60-80* всего пилья, построенного, например, в

Ашгабате, должно быть возведено из керамического кирпича.

Такое резкое увеличение потребности в строительной стеновой керамике обуславливает возникновение многих проблем, наиболее важной из которых является проблема обеспечения глинистым сырьем. Последнее связано с тем, что разведанные месторождения кондиционного глинистого сырья для получения керамического кирпича, а также запасы глин на этих месторождениях в"стране ограничены. На территории Туркменистана /по состоянию на 01.01.1990 г./ разведано 12 месторождений кирпичного сырья, разрабатывается 5 мзетороядений. При этом наблюдается следукь щая закономерность - разведанные месторождения глинистого кир-". пичного сырья расположены вдоль железной'дороги и сосредоточена в районах, непосредственно прилегающих к Аогабату, Тедкену, Байрамалы,Чаадаеву, Кенеургеичу, Газандаыку. Иными словами, месторождения кирпичного -сырья 'повсеместно не распростршюкп по территории республики и , следовательно, их' освоение связано с -большими транспортными расходами. Если к этому добавить, что запасы .сырья на этих месторождениях ограничены • и, что очень ваяно , их освоение сопряяено со значительными экологическими проблемами, с разрушением больших территорий, пригодных для' культурного земледелия, то становится ясным необходимость изыскания альтернативного сырья для произвол-' ства кирпича. Такал сырьем для получения кирпича являются

иедецлщитше, доступные, повсеместно распространенные по территории Туркменистана барханные пески.

Все сказанное определило цель диссертационной работы - разработка и исследование эффективных составов стенового керамическох'о материала на барханных песках и рациональной технологии получения строительного кирпича на его основе.

Для реализации поставленной цели потребовалось решение следующих задач :

1. Выявить условия рационального 'лсиользования карбонат-содер:;а1цих барханных песков в керамических материалах.

2. Разработать оптимальные составы стенового керамического материала на барханных песках.

3. Выявить особенности (¿-ормирования структуры и свойств керамических материалов на карбонатсодеркащем сырье.

4. Разработать ресурсосберегающую технологию производства керамического кирпича на барханных песка;:.

5. Исследовать основные свойства кера:,шческого материала . на барханных песках и кирпича на его основе.

Научная новизна - работы заключается в выявлении особенностей структурообразования керамических композитов на барханных песках, в получении новых данных о уюрмирова-шш свойств керамических материалов на карбонатсодержащем сырье, в. установлении новых данных о кинетике процесса карбонизации в материалах и злияния карбонизации на прочность материала.

Практическое значение работы заключается в разработке безглщщных составов керамических материалов на бархакнкх песках,., в выявлении оптимальных условий .использования барханных лесков-в керамическом материале.

Реализация работы. На Ашгабатском комбинате строительных материалов была выпущена опытная партия кирпичей разработанных составов. Экономический эффект от внедрения состав;« 18 тыс.рублей по состоянию на 1990 гол. .

Апробация. По результатам исследований был сделан доклад на Республпкатской научно-практичэокой конференции "Сейсмостойкое строительство и строительные материалы" в г. Ашгабате.

П у б л и к а ц и и. По теме диссертации опубликована . -■ одна статья, получено авторское свидетельство. Результаты исследований, проведенных в настоящей диссертационной работе, нашли отражение в Государственных стандартах Туркменистана,

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, спирка использованной литературы 117.наименований , изложена на 158 страницах машинописного -текста с 36 , рисунками и 42 таблицами и двух приложений.'

А^тор выражает глубокую признательность' кандидату технических наук Аннаозу Сердару Чариевичу за ценные советы и замечания ,. высказанные им в процессе выполнения данной диссертационной работы.

СОДЗКШИЗ РАБОТЫ

Во -в. ведении обоснована актуальность проблемы, а такке научная■новизна я ее практическое значение.

В первой главе изложен аналитический обзор литературы по состава;: я свойствам стеновых керамических материалов, особенностям-формирования структуры керамических материалов на' карбокатсодерга^ем сырье, современны;.; технология/л .производства керамического кирпича, определены задачи диссертационной работы.

Сбзор литературных источников свидетельствует, что современное кирпичксо лрсиг^олстзо, в основном, осуществляется с ко-

пользованием кондиционного глинистого сырья. Проблемы получения керамических стеновых материалов на основе карбонатеодержащого сырья, и в особенности, барханных песков, являются мачо исследованными. При применении карбонатсодеркащего сырья в производстве керамического кирпича основную опасность представляет собой избыточное количество оксида кальция, оставшееся в кирпиче после обжига, которое вследствие гидратации на воздухе, приводит к саморазрушению. Для'преодоления этого негативного воздействия в настоящее время используются различные технологические приемы, а именно: предварительное механическое.измельчение карбонатсодер-жащего сырья, введение различных добавок, использование ¡зликер-иого способа изготовления образцов, изменение состава газовой среды в процессе обжига, гидрообработка обожженных изделий. Определено как лсюкительноз, так и отрицательное влияние карбонатов , на процесс спекания керамических материалов.

Из анализа литературных данных стодует, что на формирование структуры и свойств, керамических ко|,шозитов на карбонатсодеркалдем сырье оказывает влияние.дисперсность карбонатных включений, их количественное содержание, интенсивность взаимодействия их с составляющими. вяжущего на границах раздела фаз' - то есть зависят от • структурообразующих {акторов, лежащих' в основе полиструктурной' теории, разрабатываемой профессором В.И.Соломатовым и его школой.

Структурообр'азованиэ керамических композитов на карбонатсо-дер:кащем сырье изучало недостаточно полно,, не определены оптимальные показатели дисперсности и степени наполнения, что в известной мере сдерживает' применение барханных песков в производстве кера- ■ ническнх материалов, Были рассмотрены современные технологии производства керамического.строительного кирпича. При использовании карбонатсодэржащзго сырья надош применение полусухой и плаити-';ческий способа формования.;

Во второй главе приведены характеристики использованных материалов и описаны методы исследований.

3 экспериментах были использованы в качестве исходного сырья: барханные пески Ашгабатского, Гекдепинского и Дашховуэско-го месторождении, известь Келятинского месторождения. В качестве добавок нами приме :ение техническая сода, силикат-глыба, стеклобой, а также хи.../.ческие реактивы марки "ХЧ" - натрий фтористый, борная кислота, карбонат кали", сульфат меди и др.

Следует отметить, что барханнно лески - полкминеральные, количественно преобладает кварц, содержат значительное количество карбонатов: в песках Ашгабатского местороадения - 20л, Гекдепинского местороадения - 21,1«, Дашховузского месторождения - 15,8$. по зерновому составу барханные пески межи е. 'По этой причине, а также вследствие высокой пустотности, эти лески принято' считать некондиционными.

Исследования физико-механических, физико-химических свойств исходных компонентов производились с использованием известных механических, физико-химических и математических методов исследований. Испытания сияшсатно-керамического материала и кирпича.на его основе производили в соответствии с действующи .-и стандартам. Лабораторные исследования производили на образцах-цилиндрах диаметром и высотой 5 см и на кирпичах стандартных размеров: 25х1<:хЗ,о/см/. Использованст следущее лабораторное оборудование: щелевая дробилка, игровая мельница, 10-тонные и 50-тонные пресса, сушильные шкафы, электрические муфельные пета. ' .

Важное значение в описанных методах исследования имеет по-'нятие активного оксида кальция и количественное определение его содержания. Содержание активного оксида кальция определялось са~ харатнкм методом.

Проведены статистическая обработка экспериментальных данных и математическое планирование эксперимента. В результате проведенного математического анализа были выявлены: прямая зависимость между температурой обжига и прочностью при сжатии, обратная зависимость между содержанием активного оксида кальция и прочностью при сжатии. Полученные -уравнения регрессии дают возможность прогнозировать прочность керамического композита на барханных песках.

В.трет.ьей главе проведено исследование керамических свойств барханных песков, рассмотрено влияние различных до^ бавок на формирование структуры и свойств керамического материала на барханных песках.

Исследования керамических свойств барханных песков различных месторождений позволяют сделать вывод о том, что барханные пески в "чистом' виде непригодны для получения стеновой керамики. Полученный -а "чистом" песке материал имеет низкие . показатели, прочности при сжатии после формования, а также сушки - соответственно 0,05-0,20 и 0,36-1,71 МДа. Показана не,об- • ходамосяь использования барханных песков в молотом виде.

I

Изучено влияние Добавок комплексного действия на свойрт'ва песчаной-керамики. В качестве таковых била отобрана целая серия добавок .и их композиций.' В частности, использовали такие добавки, как известь, сшшкат-глыбу, стеклобой, соду, натрий фтористый, двууглекислый калий, сульфат меди, углекислый барий, борная кислота, бура. В качестве добавки-вяжущего была испольт зована известь как наиболее эффективный и достаточно дедефиг • цитный для Среднеазиатского региона материал.

Добавки, содержащие щелочные ц щелочноземельные'оксиды, использовались-С: целью уменьшения температуры образования

жидкой фазы - расплава. Количество жидкой фазы должно иметь оптимальные пределы: слишком малое количество жидкой фазы недостаточно для выполнения основных функций по перекристаллизации твердых компонентов смеси и сценлению между собой отдельных кристалликов. Наоборот, чрезмерное количество расплава делает керамику менее лрочно!1 по отношению к механическим, термическим воздействиям, химической стойкости. Известно, наиболее активное влияние на спекание изделий оказывает не раздольный, а совместный ввод материалов, содер;-,оащих щелочные и щелочноземельные оксиды, причем в определенных соотношениях*

Нами были использованы комплексные добавки': сода - силикат-глыба, сода - стеклобой, сода - катализаториая крошка. Применяемые добавки использовались как добавки, снйяаюогпе температуру обжига, способствующие'связыванию.оксида кальция и как достаточно доступные. Эти добавки широко применяются в строительной керамике. Применение комплексных добавок позволило снизить:тем~ературу обжига до 1050°С. Наиболее элективными добавкам из серки предложенных оказались сода - силикат-глыба, .сода - стеклобой: рода -1,5...1,6 % и стеклобой - Ь...10 % , сода- - 1,5...1,6 % и силикат-глыба - -1...3 %. Вая- ч> отметить, что применение комплексных добавок приводит к поникешш колг-че'ства свободного оксида кальция с увеличением температуры обжига. * •

учитывая: четырехкомпонентность предложенных се ставов и связанную,с этим нетехнологичность, были изучены тр'ехкомлокент-ные смеси-для получения керамики на основе барханных песков.

Добавками в них также служили сода, натрий фтористый, поташ, углекислый барий, бура, борная кислота, катализаторная крошка и др. Применение борной кислоты привело к снижению

температуры обжига, но прочность образцов после формовки и ■ сушки низкая. Введение буры, поташа, углекислого бария не дало ожидаемых результатов. Применение (¡/гористого натрия в роли сильного плавня дало положительный результат. Температуру обжига керамических масс, имеющих в своем составе фтористый натрий. в количестве 2,5 % по массе, можно снизить до 1050°С, при этом сохраняется достаточная прочность образцов, водопоглоще-.ние образцов менее 20 %, содержание активного оксида кальция не более 2 % но массе. Однако прочность после формовки недостаточно высокая.

Использование соды в керамических массах в' количестве 3...5 %, по массе приводит к приемлемым для стеновой керамики технологическим характеристикам, поэтому для разработки'оптимальных составов использовалась в качестве добавки-модификатора техническая сода.'

В результате проведенных физико-механических и физико-хи-млческих /термографических и рентгенографических/ исследований по влиянию различных добавок на формирование свойств керамических изделий был получен оптимальный состав для изготовления' керамического кирпича-, содержащий /в % по массе/: 3...5 % со&ы технической, 3...4 % извести и Ук!...Ь>4 % барханного'песка, имеющий следующие технологичес'кпо характеристики: прочность после формовки и сушки составляют соответственно 0,288 и 6,572 МПа, прочность при сжатии после обжига не менее 16,0 МПа, водопоглощение не более 23 %, средняя плотность не более 1600 кг/м^. Полученные характеристики вполне приемлемы для стеновой керамики,- При этом содержание активного оксида каль-' для в обожженном материале•не-превышает 2,3 % по массе. По . данным рентгеноструктурного анализа присутствуют цазы: кварца,

волластонита, полевых шпатов /альбита/, кристобаллита и кое- ■ -где' оксида кальция. По данным термографического анализа были выявлены экзотермические эффекты разложения гидроксида кальция, диссоциации карбоната 1сальция и полиморфного превращения кварца.

Исследована возможность получения керамического материала на барханных песках'без использования извести. При этом исходили из того, что барханный песок, содержащий в своем составе не менее 20 % карбонатов, посла соответствующей термоактивации /а -именно обжига/ должен обладать определенными-вяжущими . свойствами за счет образующегося при обжиге оксида кальция. В частности, как показали исследования при оптимально!! температуре обжига 950...080°С в течение 1-1,6 часов,, получается термо-активировашшй барханный песок с содержанием суммы активных оксидов кальция и мг чтя более 10 %. Разработана и исследованы составы 'керамического материала на термоактивированном барханном песке. В смесь, состоящую из необожженного барханного песка и флюсующей добавки /соды/ добавлялся обожженный барханный песок,' количество в экспериментах которого варьировали з границах 0...97 % по массе. Процесс хкрлучения конечного кератлчес-кого материала при этом такой же, как и в случае применения необожженного песка, то есть происходит по схеме: совместный помол трехкомпонентной смеси, гашение, прессование, сушка, обжиг.

Полученные экспериментальные данные позволяют сделать вы-'вод: применение взау.е" извести в качестве вяжущего обожженного песка позволяет получить эффективную строительную кг :амику со следующим- оптимальным соотношением компонентов /з % по массе/: обожженный барханный песок-40...50 %, сода-3...5 %, необожженный барханный песок-осталькое.

• Интересно отметить, что с увеличением и материале количества обожженного барханного песка, наблюдается немонотонное изменение .прочности при сжатии после сушки л обжига - названные характеристики имеют теденцию к возрастанию до максимального значения, после чего прочность понижается. При этом максимум прочности после сушки и обжига приходится ни содержание обожженного барханного песка в материале 40...50 % по массе. На первый взгляд такие результаты нелогичны. Действительно, увеличение количественного содержания в материале обожженного . песка сопровождается повышением количества суммы активных оксидов 'кальция и магния в исходной смеси /в % по массе/, что, вообще,, говоря, в свою очередь, должно позитивно влиять на прочность после сушки материала, в смысле ее монотонного повышения. Аналогично, прочность после обжига материала также должна монотонно возрастать с увеличением количественного содержания, обожженного песка в связи .с тем, что введение в материал у,предварительно обожженного песка способствует уплотнению керамики, а следовательно, ее упрочнению, вследствие удаления газа С02 из песка уже при его предварительном обжиге. Однако на практике этого не наблюдается. По-видимому, такие практические результаты 'связаны со следующим. Увеличение количества обожженного песка в материале приводит к уменьшению содержания карбонатов /кальцита/ в системе. Однако, по данным Будни-кова кальцит способствует интенсификации превращения оксида кальция, -и его присутствие в этой связи необходимо для получения материала с повышенной прочностью после сушки. Химическое . взаимодействие.между известью и песком при. водотермическ^й обработке происходит , главяыу образом, на поверхности зерен песка с образованием кристаллических пуфо силикатов кальция,

которые прочно цементируют зерна песка. Если не вся известь

на образование гидросшшкатов кальция, то она кристаллизуется в фэрме гидрата оксида кальция. Присутствие карбоната кальция, как считает Будников оказывает положительное действие на твердение тонкомолотой извести. Присутствие карбонатов оказывает влияние на твердение извести, ускоряя его и тем самым повышает механическую прочность. Уменьшение прочности поело обжига после определенного предела.мояно связать со следующим: с одной стороны, увеличение содержания в материале обожженного песка способствует его уплотнению, с другой стороны, с увеличением количества обожженного песка уменьшается количество выделяющегося при обжиге газа СО-, , который положительно влияет на процесс спекания. Влияние этих двух факторов и приводит к тому, что прочность после обжига изменяется от возрастания к спаду с увеличением количества обожженного песка.

Исследования показали, что оптимальные составы на термоактивированном барханном песке, имеющие следующие характеристики: прочность после формовки и сушки составляет соответственно 0,441 и 6,164 !Л1а( прочность при сжатии после обжига 30 МПа, водопоглощение не более 25 %, средняя плотность не более . 1600 кг/м3„ .вполне приемлемы для ст'еновой керамики. При этом содержание активного оксида кальция в обожженном материале не превышает 1,6 % по массе. По данным.термографического анализа -■ были выявлены экзотермические эффекты полиморфного превращения ' кварца л .небольшого разложения карбоната кальцкя. Экзотермз-ческий (в$фект разложения гидрата оксида кальция незначительный, что ,1чзворит об отсутствии овободного оксида кальция в готовом продукте или о его малом количестве. По данным рентгенострук-турнога анализа были выявлены фазы кварца, полевых пшатов •

/плагиоклаза/, волластонита, кристобаллита. Отсутствует фаза свободного оксида кальция.■Оксид кальция присутствует в свя-эгчном виде в составе волластонита и плагиоклаза.

Известно, что несвязанный оксид кальция, присутствующий в.том или ином количестве в силикатно-керамическом материале, гидратируясь под воздействием паров окружающего воздуха и увеличиваясь' в объеме, в значительной степени разупрочняет материал. В.этой связи большой научный и практический интерес представляют исследования влияния количественного содержания и дисперсности карбонатных включений на процессы формирования свойств керамических материалов и, прежде всего, их долговечность. С этой, целью, учитывая неизученность упомянутого вопроса, были составлены модельные системы /смеси/ на основе Калининской глины и карбонатных и карбонатсодержащих наполнителей, а именно барханных песков Бюзмеинского и Гекдепинского место-рождений. Также были составлены соответствующие системы на основе вяжущего - искусственной смеси /3 % соды, 3 извести, остальное - песок, % по массе/, обладающую некоторыми вяжущими свойствами, и карбонатных и карбонатсодержащих наполнителей--барханных песков Бюзмеинского к Гекдепинского месторождений. Наполнители в том и другом случае применялись в естественном и диспергированном до различной удельной поверхности / 50, 100, 200, 350 м^/кг / виде. Процентное содержание наполнителя в системах варьировали в границах 0...70 %. Образцы, изготовленные путем полусухого прессования и обожженные при температурах 1000°С, 4 часа - в случае с глиняным вяжущим и 1100°С, 4 часа - в случае с искусственным вяжуцям, в дальнейшем подвергали прочностным испытания:,!, определению средней плотности к содержания в % "активного оксида кальция. Еа основании

проведенных исследований можно заключить, что с увеличением степени наполнения карбонатным наполнителем /вне зависимости ог вида вяжущего/ и карбонатсодержащим наполнителем /на глиняном вяжущем/ содержание активного оксида кальция в керачш<е монотонно возрастает, а прочность монотонно падает. Иная картина имеет место при использовании карбонатсодержагзго наполнителя в керамике на известковом вяжущем. 3 этом случае с увеличением степени наполнения количество активного оксида кальция в керамике изменяется от возрастания к спаду, а прочность от спада к возрастанию. При этом наибольшее содержание активного оксида кальция и наименьшая прочность приходится па степень наполнения 40...50 %. Очевиден вывод, что по мере связывания оксида кальция в химические соединения происходит увеличение прочности образцов. С увеличением дисперсности наполнителя во всех случаях наблюдается монотонное понижение содержания в керамике активного . оксида кальция, при этом прочность материала существенно не изменяется, имея некоторую тенденцию к возрастанию. Исключение составляют составы на карбонатсодепжащем наполнителе и известковом вяжущем, где с.увеличением дисперсности наполнителя упрочнение керамики имеет выраженный характер.

3 общем случае можно сказать, что между прочностью карбо-натсодержащеи керамики и содержанием активного оксида кальция в этой.керамике существует корреляция - увеличение содержания активного оксида калыгия сопровождается уменьшением прочности материала.

Обобщая полученные данные, можно сказать, что дисперсность барханного песка 180-200 м2/кг является оптимальной, ибо дальнейшие увеличение дисперсности песка к заметному упрочнению

Керамики на известьсодержащем вяжущем не приводит.

Весьма интересна корреляционная связь между количественным содержанием активного оксида кальция в керамическом материале и его долговечностью.. Для получения долговечного керамического материала содержание активного оксида кальция в свеже-обожженной керамикб не должно превышать 2,..2,3 %. Так как содержание активного оксида г'альция в керамическом материале после обжига является определяющим ¡¿актором для получения долговечной ;керамки, были проведены испытания долговечности керамических материалов различных составов, которые подтвердили вышеизложенный вывод.,,

Изучен процесс .карбонизации, имеющий место с момента смешения исходных компонентов до. получения конечного продукта. Определено, что введение даже-незначительного' количества соды позволяет повысить прочность высушенного материала почти в десять раз. Такое.значительное упрочнение можно, прежде всего, связать с явлением карбонизации, возникающем в.результате взаимодействия -.карбоната натрия'с' гпдроксидом кальция с образование; карбоната кальция, Для исследования процесса карбонизации взяли несколько различных составов, пригодных, для изготовления керамического кирпича. В этих составах изменяли содер:;-лние добавки, в частности, сода от 0 до 5 % по массе. Основным сырьем служил барханный песок. В качестве вяжущего применяли известь ,Келятинского месторождения. Для получения "чистой" химической реакции,мезду взаимодействующими компонентами, применяли оксид _ кальцияреактив марки "ХЧ". На всех этапах технологического процесса, начиная.с момента смешения, определяли содержание карбоната кальция и содержание активной окиси кальция в материале. Исследования показали, что, ь основном, реакция карбо-

низации происходит во время измельчения и в меньшей степени в процессе выдерживания массы и при сушке. Иными словами, карбонизация преимущественно происходит до стадии (.формования, то есть создания материала как такового. Следовательно, напрашивается очень важный на наш взгляд вывод о том, что положительное влияние соды на прочность высушенного материала обусловлено не только и не столько реакцией карбонизации, сколько "срастанием" вновь образованных частиц карбоната кальция друг с другом с образованием известнякового каркаса. Установлено также, что до обжига процент активного оксида кальция уменьшается по мере связывания его в раамчные химические соединения / а это могут ■ быть : карбонаты кальция, гидраты оксида кальция, гидросиликаты кальция /.

В четвертой главе приведены результаты определения оптимального способа приготовления массы, продолжительности гашения массы, оптимальных условий формования массы, оптимального режима сушки и обжига,' составлены схемы технологического процесса производства кирпича на барханном песке и термоактивированном барханном песке.

С целью определения оптимального способа приготовления смеси были исследованы три технологических варианта:

1. Совместное измельчение песка и извести, далее совмещение полученной. смеси с водой - гашение, затем формование, сушка, обжиг.

2. Предварительное гашение извести водой, совмещение приготовленного известкового молока с заранее измельченным барханным песком / до' необходимой удельной поверхности /, далее (формование, сушка, обкйг.

3. Гашение извести частью воды / получени- гидратной известп--пушончи '/, совместное измельчение песка и гидратной извести -

- совмещение о оставшейся частью воды - формование, сулка, обгаг.

Исследования показали, что способ приготовления маем: путем совместного измельчения всех компонентов, увлажнения и последующего гашения является наиболее элективным в . условиях 'реального производства. Увеличение продолжительности гашения смеси до 24 часов не сказывается существенным образом на конечных свойствах получаемого материала. С учетом того, что промышленные реакторы рассчитаны на 1-4 часовое гашение, продолжительность гашения предлагаемых, смесей можно считать 3-4 часа. Максимальными .прочностными характеристиками обладают составы, влажность которых леашг в. границах 5,5...7,0 %. Важной харак-теристшсой, влияющей на конечные свойства стеновых керамических •материалов, является давление прессования. С повышением давления прессования увеличиваются прочностные характеристики материала. Учитывая, что при давлении прессования'15 МПа, получают. ся образцы с .приемлемыми прочностными характеристиками ¡1 с технологической точки зрения можно считать давление прессования,, равное. 15 Ша, оптимашшм.

Для определения оптимального режима суики кирпича изучено

влияние различных тешературко-временных режимов сушки на изме-

»

ненке массы и прочности кирпича. Оптимальным является режим сушки при температуре 150°С, время сутки не более 10-12 часов. Определено, что опиа'альной температурой обжига можно считать температуру 1100-1120°С, продолжительность обжига - ¿-4 часа.

Выявлено, что показатели .прочности / 11,6 Ша / и средней плотности / 1760 кт/гА / кирпича удовлетворяют стандартным требованиям. Необходимо отметить, что средняя плотность кирпича' размера«: 25х12хо,5 /см/ по сравнению с керамическим образцом размерами 5x5./см/ незначительно визе, это моггно объяснить ¡¡актором масштабности, то есть коэ^-щхент отношения поверхности к объему у кера-лических осразцэв размера»« 5x5 /см/ больше,

чем коэффициент отношения поверхности к объему у керамического кирпича стандартных размеров.

С учетом проведенных исследований составлены технологические схемы производства керамического кирпича на барханном песке и термоактнвированном барханном леске.

В пятой главе проведено исследование физико-механических свойств керамического материала на барханных песках / средней плотности, прочности при сжатии после обжига, морозостойкости, химического сопротивления - водостойкости, кислото-стойкости, щелочестойкости, атглосферостойкости/.

Получаемый кирпич по показателям средней плотности и прочности соответствует стандартным требованиям. Установлено, что силшсатно-керамический материал как на барханном песке, так и на термоактивированном барханном песке обладает высокой кисло-тостойкостыо / 92-99 % / и щелочестойкостыо / 98-99 % /, что соответствует нормативным требованиям. Определено, что с учетом прочностных испытаний / нет трещин, отколов, шелушений, высолов / морозостоШюсть сшпшатно-керамических образцов не менее 35 циклов. Керамический материал как на барханном песке, так и на термоактивированном барханном песке имеет высокую атмосферо-стойкость.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Впервые разработаны и оптимизированы безглпняные составы керамического материала на барханных песках,'позволяющие по; .'лучить керамический кирпич с содержанием барханного песка 92...97

2. Изучение керамических свойств барханных песков привело к выводу о невозможности их использования в чистом виде и необходимости .применения различных добавок и технологических воздействий доя.получения эффективной стеновой керамики.

3. Разработана рациональная технология получения керамического кирпича на барханных песках,. Установлены оптимальные условия подготовки исходных компонентов, способ приготовления керамической массы, способ формования массы, режимы сушки и обжига керамического кирпича на барханных песках.

4. Исследованы физико-механические свойства керамических .материалов на барханных песках. Полученные показатели по средней плотности, прочности, водопоглощеншэ, морозостойкости, химическому сопротивлению керамического кирпича на барханных песках соответствуют стандартным нормам..

5. Установлена возможность применения в производстве керамического кирпича термоактивированного барханного песка. Выявлен оптимальный режим модификации барханного песка.

6. Изучение влияния степени наполнения и дисперсности наполнителя привело к появлению нового показателя - критерия долговечности / качества / керамического материала по содержанка активного оксида кальция. Определен предел допустимого содер-' жания активного оксида кальция в керамике на барханных песках, равный . 2,3 ¡2 по массе.-

7. Изучен процесс карбонизации, происходящий от момента

■ совмещения исходных компонентов до получения готового керамического, материала.. Установлено, что процесс карбонизации происходит преимущественно на стадии подготовки / смешения и сое::зс кого измельчения / исходных компонентов и незначительно на стадии сушки керамического образца. Установлены особенности

влияния карбонизации на-прочность материала. •

8. Выпущенная на Ашгабатском комбинате строительных материалов опытная партия керамического кирпича на барханных песках позволила получить экономический эффект з размере 18 тыс.руб. по состоянию на 1930 год.

Основные положения и результаты диссертационной работы опубликованы в следующих работах :

1. Чощошев К.Ч., Аннаев СЛ., Шакирова 3,В. О .путях исполь-зования.карбонатсодержащих барханных песков в керамических ма-терпалах.-Сейсмостойкое строительство и строительные материалы/ Тез.докл.респ.научно-практ.конф.-Ашгабат, 1990, с.96-98.

2. А.С.1733428 /СССР/. Сырьевая смесь для изготовления строительного кирпича./Научно-исследовательский институт сейсмостойкого строительства Госстроя ТССР". автл'13обр. С.Ч.Аннаев, . К.Ч.Чощшиев, В.И.Соломатов, Т.А.Довмат, 3.В.Шакирова и А.О.Ско-пова.-Заявл. 18.06.80. -V 4839631/33, опубл. в Б.И. 15.05.92. 18.