автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Керамические стеновые материалы на основе цеолитсодержащего глинистого сырья

На правах рукописи

АШМАРИН Александр Геннадиевич

КЕРАМИЧЕСКИЕ СТЕНОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ЦЕОЛИТСОДЕРЖАЩЕГО ГЛИНИСТОГО СЫРЬЯ

05 23 05. Строительные материалы и изделия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Краскою - 2005 г

>

i

1т

С ^ 7120

Работа выполнена в ОАО «Всероссийский научно-исследовательский институт строительных материалов и конструкций им П П Будникова»

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Российского химико-технологического университета им. Д.И. Менделеева

Власов Анатолий Сергеевич

Официальные оппоненты - заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Бережной Анатолий Иванович

- заслуженный строитель России, кандидат технических наук, профессор

Рязанцев Александр Николаевич

Ведущая организация - Федеральное государственное унитарное предприятие Центральный научно-исследовательский институт геологии нерудных полезных ископаемых (ФГУП «ЦНИИгеолнеруд») МТТР России, г Казань

Защита состоится 27 декабря 2005 г в 10 часов на заседании диссертационного совета К 303 001 01 при ОАО «ВНИИСТРОМ им П П Будникова» по адресу 140050 п Красково, Московская область, ул. К Маркса, 117

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан 25 ноября 2005 г

I РОС.

I £

Ученый секретарь диссертационного совета Бурмистров В Н

национальная]

библиотека I

о?»/!

Актуальность. В стране принят пакет законов, направленных на реализацию поставленной президентом задачи по обеспечению населения качественным и доступным жильем. Без существенного увеличения объемов производства и ассортимента энергоэффективных стеновых изделий на базе местного природного сырья трудно решить эту проблему Во

многих регионах для этой цели могут использоваться цеолитсодержащие породы, являющиеся довольно распространенным (запасы цеолитсодержэщего глинистого сырья занимают четвертое место после кремнезема, глин и суглинков), но пока не традиционным, полезным ископаемым в производстве керамических стеновых материалов

На современном этапе наметились три основных направления использования цеолитов охрана окружающей среды, сельское хозяйство, химическая промышленность Эти направления предусматривают применение пород с содержанием цеолита более 50 % В то же время на любом месторождении имеются породы со средней и низкой степенью цеолитизации. Есть и значительное количество месторождений цеолитизированных глин с содержанием цеолита не более 30%, которые не используются в настоящее время для производства керамических стеновых материалов Наличие в породах высокореакционных веществ - микрокристаллов, остатков аморфных фаз позволяет сделать вывод о возможности получения качественного керамического кирпича на основе цеолитсодержащих глинистых пород Однако, использование их в производстве изделий стеновой керамики не изучено, что определяет актуальность исследований цеолитсо держащего глинистого сырья в этой отрасли народного хозяйства Цель и задачи исследований. Целью работы является разработка составов и технологии керамического кирпича на основе цеолитсодержащих глинистых пород России при комплексной переработке сырья

Для достижения поставленной цели требовалось решить следующие задачи.

- оценить особенности состава и свойств цеолитсодержащих глинистых пород,

- изучить процесс сушки изделий оптимальных составов шихт на основе цеолкгсодержащего глинистого сырья,

- установить закономерности и последовательности структуро- и фазообразования керамического материала из различных шихтовых составов и режимах обжига,

- обосновать выбор параметров производства керамического кирпича из цеолитсодержащего глинистого сырья методом экструзионного формования,

- определить основные строительно-технические свойства полученных изделий,

- разработать технологию керамического кирпича методом «ручной формовки машинным способом»;

- оценить влияния минеральных добавок (глинистых трепелов, суглинков, марганцеворудного и железорудного концентратов, диоксида титана) на цветовую гамму изделий;

- опробовать разработанные составы и технологию в промышленных условиях, оценить технико-экономическую эффективность производства

Научная новизна. Разработана технология и установлена возможность комплексного использования цеолитсодержащего глинистого сырья и минеральных добавок для производства керамических стеновых материалов методами экструзионного формования и заполнения пластично-текучей массой форм сложной конфигурации.

Установлена закономерность образования структуры и фазового превращения цеолитсодержащего глинистого сырья в процессе обжига, которая заключается в том, что при увеличении содержания цеолита в глинистом сырье растет содержание натриевых и калиевых полевых шпатов, что ведет к расширению интервала спекания и увеличению прочностных характеристик керамики с одной стороны, и увеличению процесса «вспучивания» с другой сгороны.

С целью расширения сырьевой базы производства строительных материалов, установлено влияние минеральных добавок (глинистый трепел, кварцевый песок и др ) на формовочные свойства массы и физико-механические свойства изделий

При разработке технологии ручной формовки машинным способом было выявлено влияние зернового состава кварцевого песка на пластическую прочность поверхностного слоя и деформацию кирпича-сырца после извлечения его из формы Установлено изменение колористических характеристик изделий из цеолитсодержащих глинистых материалов при введении в их состав природных минеральных добавок (глинистый трепел, суглинок, железо- и марганцеворудных концентратов, диоксида титана), что позволило расширить цветовую палитру облицовочных материалов Описана модель разбраковки изделий по их цветности.

Практическая значимость работы заключается в разработке оптимальных составов и технологических режимов производства керамического кирпича марок по прочности полнотелый - 150, высокопустотелый - 100, по морозостойкости - не менее 25 циклов, средней плотности: полнотелый - 1,35*1,75 г/см3, высокопустотелый - 0,81-5-1,05 г/см3, теплопроводностью - от 0,15 Вт/м °С, расширении сырьевой базы для производства изделий стеновой керамики; получение широкой цветовой гаммы изделий от светло-желтого и бледно-розового до темно-красного и темно-коричневого тонов

Разработан способ изготовления керамических изделий сложной формы. Реализация результатов исследования. Основные положения и вывод, полученные в диссертационной работе, использованы при разработке технологического регламента на

проектирование завода керамического кирпича мощностью 60 млн шт. усл. кирпича в год в д.Кипрево Киржачского района Владимирской области. В настоящее время ведется строительство завода, который планируется сдать в эксплуатацию в 1 полугодии 2006 г

На защиту выносятся:

технология керамических стеновых материалов из цеолитсодержащего глинистого сырья и минеральных добавок методом экструзионного формования; способ и технологические основы изготовления изделий сложной конфигурации из цеолитсодержащего глинистого сырья и минеральных добавок методом заполнения пластично-текучей массой отдельных форм,

пределы рациональных составов масс для получения керамических стеновых материалов из цеолитсодержащего глинистого сырья с улучшенными показателями свойств путем изменения их структуры на стадии подготовки шихты, формования, сушки и обжига;

результаты исследования влияния минеральных добавок на цветовые свойства изделий из цеолитсодержащего глинистого сырья,

технологический регламент и технико-экономические показатели строящегося завода керамических стеновых материалов фирмой «Винербергер» (Австрия) Апробация работы Основные положения и результаты работы, докладывались и обсуждались на 1У научно-практической конференции «Перспективы развития керамической промышленности России Новые технологии и оборудование в керамическом производстве» (Москва, 2004 г), на 3-й международной научно-технической конференции «Развитие керамической промышленности России» (г Москва, 2005 г), на семинаре «Оборудование для производства нерудных строительных материалов (г Воронеж, 2005 г ), на Ученом совете ОАО «ВНИИстром им П П Будникова» (п Красково, 2005 г) Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, общих выводов, списка литературы из 156 наименований и 4 приложений Общий объем работы 137 страниц машинописного текста, 30 рисунков, 26 таблиц.

Содержание работы.

Анализ опубликованных данных по теме диссертации показал, что цеолитсодержащие кремнистые и глинистые породы достаточно распространенное минеральное сырье Особое внимание было уделено разработкам по использованию этого сырья в производстве строительных материалов и изделий Перспективы применения цеолитсодержащего сырья определяются природными качествами, которые

6

регламентируются содержанием цеолита. Работами, выполненными в Алтайском государственном техническом университете, Томском государственном архитектурно-

строительном университете, оценены научные и практические возможности использования цеолитсодержащих пород в производстве смешанных вяжущих, легкого и тяжелого бетонов, безавтоклавных силикатных изделий, в качестве апюмосиликатного компонента при получении портландцементного клинкера Научно-экспериментальные работы, проведенные в ЦНИИГеолнеруде (г Казань), посвящены оценки пригодности цеолитсодержащих глин республики Татарстан для производства строительной керамики и искусственных пористых заполнителей

Выполненный анализ опубликованных работ показал недостаточность данных по использованию цеолитсодержащих глинистых пород в производстве строительной керамики В настоящее время отсутствуют научно-обоснованные технологические рекомендации и технология керамического кирпича из масс, содержащих цеолитовые глины с требуемыми эксплуатационными характеристиками, что обуславливает необходимость решения комплекса теоретических и технологических задач с учетом специфики свойств этого сырья

Сформулирована рабочая гипотеза, которая состоит в следующем используя композиционные и технологические приемы получить из цеолитсодержащих глинистых пород керамические стеновые материалы высокого качества

Для решения проблемы эффективного использования цеолитсодержащих глинистых пород применялись современные методы исследования Все выполненные исследования осуществлялись в соответствии с техническими заданиями диссертанта и при непосредственном его участии.

Были взяты три представительные валовые пробы цеолитсодержащих глин месторождений «Кипрево 1», «Кипрево II» и «Кутуково». которые относятся к разным минерало-технологическим разновидностям, что позволило использовать их для решения поставленных в диссертации задач Все пробы легкоплавкие, полиминеральные, дисперсные, относятся к группе монтмориллонитовых глин и отличаются друг от друга содержанием цеолита (у Кипревской глины содержание этого минерала составляет 17+3 % и 24±3 %, у Кутуковской - 15+2 %) В качестве примесей содержатся свободный кварц, полевой шпат, пирит, кальцит

В качестве технологических добавок были использованы кварцевый песок месторождения «Старкове» (модуль крупности 1,74), суглинков месторождений «Ресницино», «Ширяевское», «Петровское» и глинистый трепел месторождений «Афанасово» и «Желдыбино» Химический и минералогический составы сырьевых материалов представлены в таблицах 1 и 2

Химический состав сырьевых материалов

Таблица 1

№ 1 п Сырье Содержание на абсолютно сухую навеску, %

БЮз А1г03 ТЮ2 Ре203 РеО МпО СаО Мф ЫагО к2о р2о5 ЗСЬовщ БОз сульфат в сульфид ппп Сумма

1 Кипрево 1 70,64 11,40 0,64 5,74 - 0,02 1,20 1,53 0,82 2,81 0,19 0,44 0,12 0,32 4,66 100,15

2 Кипрево II 66,94 12,72 0,63 5,82 - 0,02 1,35 1,62 0,95 2,77 0,12 0,86 0,16 0,70 5,91 99,71

3 Кутуково 66,53 13,14 0,67 4,58 0.87 0,03 1,35 1,73 0,91 2,60 0,14 0,78 0,13 0,65 6,79 100,12

4 Ресницино 76,30 9,60 0,59 5,02 - 0,04 0,75 1,00 0,82 1,60 0,08 0,05 0,05 - 4,20 100,06

5 Афанасово 78,17 8,82 0,61 3,86 0,10 - 0,82 1,12 0,15 1,46 0,07 0,05 - - 4,74 100,0

6 Петровское 74,36 8,80 0,52 2,69 0,42 0,05 3,65 1,38 0,85 2,13 0,12 0,05 - - 5,13 100,03

7 Ширяевско 75,0 11,51 0,73 4,02 0,29 0,06 0,92 0,85 0,68 2,16 0,10 0,11 - - 3,40 99,87

8 Цеолит 67,11 11,32 0,12 0,63 0,08 0,04 2,48 0,45 1,64 3,22 0,03 0,08 - - 13,08 100,28

Минералогический состав сырьевых материалов

Таблица 2

№ п п Сырье Содержание минерала, % масс

монтмориллонит гидрослюда каолинит кварц полевой шпат плагиоклаз цеолиты рентгено-аморфная фаза

клиноптилолит морденит

1 Кипрево 1 33 5 2 29±5 11*2 - 17+3 - -

2 Кипрево 11 39 3 2 19±4 13=3 - 24±4 - -

3 Кутуково 50 8 3 19±4 - 5±1 15±2 - -

4 Ресницино 39 8 3 34±6 10±2 - - - -

5 Афанасово 25 12 18±4 1+0,5 3+1 - - 43±6

6 Петровское 10 8 4 64±7 7±2 - - - 8

7 Ширяевское 38 8 4 41 7 - - 3

8 Цеолит - - - - 73±7 16±3 11

ö

Проведены исследования технологических свойств исходных сырьевых материалов. По чувствительности к сушке (по А Ф Чижскому) глинистое сырье Кипревского месторождения характеризуется как среднему вствигельное при содержании в нем минерала цеолита до 17% (Кипрево 1) и высокочувствительное при его содержании более 17% (Кипрево II). Глина «Кутуковского» месторождения характеризуется как среднечувствительное сырье Суглинки месторождений «Ресницино», «Ширяевское», «Петровское» относятся к группе высокочувствительного сырья, а трепельные глины месторождения «Афанасово», «Желдыбино» - малочувствительного

По пластичности сырье Кипревского месторождения относится к среднепластичному (число пластичности от 17,8 до 21,3), а сырье месторождений «Кутуково», «Ресницино», «Ширяевское», «Петровское», «Афанасово» и «Желдыбино» -к умереннопластичному (числа пластичности соответственно 14,8, 11,5, 11,0; 14,9, 14,3)

Наличие в сырье Кипревского и Кутуковского месторождений цеолита сказывается на их повышенной формовочной влажности (25-28% отн) Чем выше содержание цеолита, тем выше формовочная влажность этого сырья, что обусловлено особенностью цеолитов удерживать значительное количество воды в своей структуре, которая может находиться в нескольких формах.

- адсорбированная влага на поверхности межкристаллических пор;

- вода, координированная обменными катионами в форме аквакомплексов;

- гидроксильные группы каркаса

Формовочная влажность суглинков месторождения «Ресницино», «Ширяевское», «Петровское» 17-19% отн, трепельной глины месторождения «Афанасово» и «Желдыбино» - 28% отн.

Термические свойства сырья оценивали по его спекаемости и дилатометрическим исследованиям По степени спекания все исследуемое глинистое сырье относится к неспекающемуся (ГОСТ 9169-75), процесс спекания которого начинается при температуре около 850 °С, при температуре около 1000 °С уже замечается некоторое вспучивание лабораторных образцов с наиболее высоким содержанием цеолита в шихте Дилатометрические кривые показывают значительную усадку образцов в интервале температур 70-300 °С, что обусловлено потерей физической и химически связанной воды монтмориллонита и цеолита

Влияние цеолита на процесс структурообразования керамики, формовочные, сушильные, обжиговые и прочностные характеристики изделий изучали на примере суглинков месторождений «Ресницино», «Ширяевское», «Петровское» и цеолита «Ягоднинского» месторождения

Проведенный дифференциально-термический анализ показал (рис №1), что с увеличением содержания цеолита в шихте растет потеря массы в интервале температур от 30 до 350 °С - на этой стадии удаляется до 85 % воды. Характер кривых потери массы суглинка и суглинка с 10 % цеолита практически одинакова (разница в 1-1,5 %), причем характер кривой потери массы сохраняется на всем интервале подъема температуры. Следовательно, присутствие в глинистом сырье до 10 % цеолита существенно не влияет на интенсивность влагоотдачи.

Термоаналитические исследования, проведенные в атмосфере инертного газа (аргона) показали, что на дифференциально-термических кривы всех образцов, кроме чистого цеолита, регистрируется экзотермический эффект при температуре 573 °С, соответствующий обратимому полиморфному превращению (3-кварца в а-кварц, в

области температур 900-1100 °С на дифференциально-термической кривой для всех образцов, кроме суглинка, регистрируется растянутый экзотермический эффект полиморфных превращений цеолита, находящегося в форме клиноптилолита

Temperatura ГС

1 2 3

Рис 1 Кривые потери массы суглинка, цеолита и смесей на их основе в зависимости от

температуры.

- суглинок 4 - суглинок 80 % - цеолит 20 %

- цеолит 5 - суглинок 70 % - цеолит 30 %

- суглинок 90 % - цеолит 10 % 6 - суглинок 60 % - цеолит 40 %

а) суглинок 90 % - цеолит 10% в) суглинок 70 % - цеолит 30 %, д) суглинок 100%,

б) суглинок 80 % - цеолит 20 %, г) суглинок 60 % - цеолит 40 %, е) цеолит 100 %

11

Нагрев пробы цеолита в воздушной атмосфере подтверждает наличие аналогичного экзотермического эффекта в температурном интервале 826-978 °С (рис 3) Следовательно и при нагревании цеолита в воздушной среде, наблюдается полиморфное превращение клиноптилолита в морденит (являются составляющими исследуемого цеолита и цеол итсодержащих глин), у которого объем элементарной ячейки равен 2794 А3 вместо 2100 А3 у клиноптилолита При этом происходит изменение каркасной структуры клиноптилолита от 5-членных колец к тетраэдрической, что ведет к значительному увеличению его объема и, следовательно, к необходимости ограничения процентного содержания цеолита в составе шихт в случае производства керамических стеновых материалов на основе цеолитизиро ванных глин

Temperature ГС

Рисунок № 3 Кривые дифференциально-термического анализа цеолита Ягоднинского месторождения в воздушной среде

Дилатометрические и рентгено-структурные исследования показали, что с увеличением содержания цеолита в глинистом сырье происходит смещение начала процесса спекания в сторону низких температур Изменение фазового состава в основном связано с увеличением в составе керамики поливошпатных минералов, что ведет к увеличению прочности и расширению интервала спекания

На рис 4 приведены результаты исследования прочностных характеристик керамических образцов с различным содержанием цеолита при различных температурах обжига. Причем характер кривых практически не зависит от структурно-механических свойств суглинков.

Прочность,

О 10 20 30 40 глинистом сырье

Рисунок № 4 Зависимость прочностных характеристик керамических образцов от содержания цеолита в глинистом сырье

Как видно из рис 4, прочность изделий на изгиб и сжатие увеличивается до содержания цеолита в шихте до 12-14%, а при дальнейшем его увеличении прочностные характеристики уменьшаются Увеличение температуры обжига приводит к увеличению прочности как на сжатие, так и на изгиб Однако образцы-кубики при температуре выше 1000°С начинают вспучиваться, и прочность падает

На снимках электронного микроскопа видно (рис № 5, а, б, в), что с увеличением содержания цеолита в глинистом сырье увеличивается пористость обожженных образцов Увеличение пористости наблюдается и при увеличении температуры обжига изделий.

в

Рисунок № 5 Микроструктура цеолитсодержащего глинистого сырья (увеличение х2000)

а) 10% цеолита, Iя обжига -900°С

б) 40 % цеолита, 1° обжига - 900 °С

в) 10 % цеолита, ? обжига - 1100 °С.

Увеличение объема образцов керамики с увеличением содержания цеолита в шихте.вызывающее снижение прочности, предопределяет необходимость поиска оптимального содержания его в шихте при производстве керамических стеновых материалов Оптимальное содержание минерала цеолита в шихте должно бьггь 10-12% (отн)

Исходя из этого, были подготовлены массы из технологической пробы цеолитсодержащего глинистого сырья Кипревского месторождения с содержанием в нем цеолита 24% и трепельной глины месторождения «Афанасово», суглинка «Ресницино» и кварцевого песка «Старкове» Обжиг изделий проводили при температурах 950, 1000 и 1050 °С Физико-механические свойства образцов приведены в таблице 3.

Таблица 3

Физико-механические свойства образцов на основе глин «Кипрево» и добавок (песок «Старкове», суглинок «Ресницино», трепел «Афанасово»)

№ п.п. маркировка проб Содержание минерала цеолита, % Температура обжига, °С Водо-поглощение, % Усадка, % Плотность, г/см3 Прочность при изгибе, МПа Прочность при сжатии, МПа веж пустотелых образцо! (40%)

Воздушная Общая

1 Кипрево 24,0 950 1000 1050 13,8 12,1 11,2 9,06 10,20 10,38 10,01 1,67 1,63 1,57 19.2 9,1 17.3 43,7 вспуч вспуч. 19.8 18.9 вспуч

2 Ресницино 0 950 1000 1050 10,3 9,9 9,3 8,40 8,60 9,11 9,64 1,96 1,92 1,92 10,2 9,8 10,4 35,6 32,4 30,8 13,3 16,5 14,7

3 Афанасош 0 950 1000 1050 27,5 25,2 23,5 6,33 7,59 7,94 8,83 1,33 1.36 1.37 9,5 10,8 10,9 26,3 26,5 37,8 9,9 13,2 15,0

4 Кипрево 70? Ресницино 30*/. 16,8 950 1000 1050 9,4 8,7 9,40 9,71 10,07 1,78 1,75 14,5 18,3 вспуч 62,3 63,7 вспуч. 29,2 51,2 37,7

5 Кипрево 50е/ Ресницино 30% Старкове 20% 12,0 950 1000 1050 11,0 9,7 9,1 9,46 9,96 10,29 10,49 1,79 1,78 1,70 16,2 16,7 17,3 44,5 47.2 51.3 23,5 26,5 26,1

6 Кипрево 70°/ Афанасово 30"/ 16,8 950 1000 1050 18,0 16,4 14,0 9,72 10,46 10,92 11,83 1,60 1,62 1,67 13,8 16,8 вспуч 43,6 53,1 вспуч 17,9 26,6 32,3

7. Кипрево 50"/ Афаиасово 50е/ 12,0 950 1000 1050 19,6 18.5 16.6 9,30 9,98 10,32 10,88 1.54 1.55 1,58 13,1 13,7 16,6 34,0 47,4 47,7 23 2 23Л 21,1 _

При полузаводских испытаниях для производства кирпича была принята шихта, состоящая из глины Кипревского месторождения (с содержанием цеолита 15%) 80% и песка месторождения «Старкове» 20%

В производственных условиях Казанского комбината стройматериалов и «ЦНИИГеолнеруда» из массы этого состава были выпущены две партии кирпича формата 250х120"65 мм, полнотелого при температуре обжига 960 °С и пустотелого (пустотность

27%) при температуре обжига 980 "С. Был получен кирпич, отвечающий всем требованиям ГОСТ 530-95 марки 100 пустотелого и марки 150 полнотелого Испытания на морозостойкость были ограничены 25 циклами.

На польском и румынском заводах фирмой «Винербергер-кирпич» была выпущена партия кирпича пусготносгыо 32,6% и пустотелые большеразмерные блоки пустотностью 47% с высокими теплозащитными свойствами Фирмой «Винербергер-кирпич» технология принята к внедрению - в Киржачском районе Владимирской области начато строительство завода мощностью (1 очередь) 60 млн. цгг уел кирпича в год. Пуск завода намечен на I полугодие 2006 г.

Учитывая возросшую потребность в восстановлении памятников архитектуры, проведены исследования по формуемости и пластической прочности поверхностного слоя керамических изделий из цеолитсодержащего глинистого сырья методом заполнения пластично-текучей массой отдельных форм Установлено, что оптимальная формовочная влажность глиномассы на 2-3% выше нижней границы текучести. Перед ее укладкой на внутреннюю поверхность формы наносили слой из гигроскопичного материала Лучшие результаты получены при использовании кварцевого песка месторождения «Старкове» с модулем крупности 2,5 (таблица 4), при удалении фракции менее 0,315

Гранулометрический состав песка месторождения «Старково»

Таблица 4

Кварцевый песок месторожде ния «Старково» Полные остатки на ситах %

2,5 1,25 0,63 0,315 0,14 М«р

2,1 6,3 41,3 100 100 2,5

Изучено влияние минеральных добавок (трепельные глины, суглинок, марганцеворудный и железорудный концентраты и диоксид титана) на цветовые свойства керамических изделий Получена цветовая гамма темных и светлых тонов

Спектрофотометром ЭР62 измерены спектры поглощения и получены колористические характеристики керамических образцов, окрашенных в темные и светлые тона. Построены и проанализированы кривые зависимости цвета керамики от содержания в ней окрашивающих добавок в координатах отражение (%) от длины волны (нм) (рис.№6,7)

Рисунок № б

Спектры отражения керамических образцов с содержанием марганцееорудного концентрата от 1 до 11 % с шагом 2%

Рисунок № 7

Спектры отражения керамических образцов с содержанием ТЮ: от 1 до 5 % с шагом 1%

Оценена насыщаемость цветом керамических образцов в зависимости от содержания в нем окрашивающих минеральных добавок. Предложена модель контроля качества и разбраковки по цветности, основанная на сравнении образца, принимаемого за эталон и продукта от производителя

Использование тонкодисперсных марганцеворудных и железорудных концентратов с содержанием в шихте красящих оксидов от 0,3 до 7,5 % позволило получить темно-серые, коричневые до черного цвета изделия.

Добавление в глинистое сырье от 1 до 5 % диоксида титана (ТЮг) позволило получить керамические изделия от бледно-абрикосового до светло-желтого оттенков

17

Основные выводы

1 Исследована последовательность формирования структуры и фазового превращения пеолитсодержащего глинистого сырья в процессе обжига и установлена возможность использования его при содержании в шихте цеолита 10-12 % (вс.). Установлена возможность комплексного использования сырьевых материалов-цеолитсодержащих глин, суглинков, глинистых трепелов, кварцевых песков для производства керамических стеновых материалов широкой номенклатуры при высокой механической прочности и морозостойкости Показано, что при приемлемых в производственных условиях режимах обжига, содержание цеолита в шихте более 10-12 % приводит к вспучиванию изделий

2 Разработаны основы технологии керамических стеновых материалов на основе цеолитсодержащих глин и широкораспространенных суглинков, кварцевых песков, глинистых трепелов и других добавок.

3 Разработан технологический регламент производства керамических стеновых материалов методом экструзионного формования из глины Кипревского месторождения с содержанием цеолита 15-К24 %, суглинка Ресницинского месторождения, глинистых трепелов месторождений Афанасовского или Желдыбинского, кварцевого песка Старковского месторождения Киржачского района Владимирской области, расположенных друг от друга в радиусе 10 км. предусматривающий применение следующих составов масс (объем,%)

Наименование Полнотелый кирпич Пустотелый кирпич Для пористо-

сырья 1 2 пустотелых блоков

Глина 50 80 50 50

Трепел - - 40 40

Суглинок 30 - _ -

Песок (Мкр=1,74) 20 20 10 -

Опилки - - - 10

4 Разработаны технологические основы формования изделий для восстановления и реставрации архитектурно-исторических памятников из цеолитсодержащих глинистых пород методом заполнения пластично-текучей массой отдельных форм сложной конфигурации Установлена хорошая формуемость и достаточная пластическая прочность изделий при влажности массы на 2-3% выше нижней границы текучести при использовании для посыпки форм кварцевого песка с модулем крупности 2,5 Разработан способ изготовления кирпича.

5. Впервые установлены закономерности изменения цветовой гаммы изделий стеновой керамики от содержания в шихте красящих оксидов марганца (МпО от 0,3 до 5 %), оксида железа (РезОз от 0,6 до 7,5 %), диоксида -титана ("ПСЬ от 1 до 5 %) и температуры обжига. Создана модель цветовых характеристик для рассортировки их по отклонению от заданного эталона.

6. Разработанный технологический регламент производства керамических стеновых материалов из цеолитсодержащего глинистого сырья принят к внедрению фирмой ООО «Винербергер-Кирпич» на строящемся в Киржачском районе Владимирской области заводе мощностью 60 млн. шт усл. кирпича в год (первая очередь). Пуск завода в эксплуатацию намечен в 1 полугодии 2006 г.

7 Технико-экономическая эффективность достигается за счет рациональных перевозок сырьевых материалов, значительного сокращения расхода сырья, тепловой и электрической энергии в связи с выпуском около 50% продукции высокой пустатности типа «Поратерм».

Список научных трудов, опубликованных по теме диссертации.

1 Тезисы докладов IV научно-практической конференции «Перспективы развития керамической промышленности России. Новые технологии и оборудование в керамическом производстве» «Стекло и керамика», №3,2003 г

2 А.Г Ашмарин, А С Власов Цеолитсодержащие глинистые породы как сырье в производстве керамических стеновых материалов «Строительные материалы», №2,2005 г

3 Aschmann A.G, Vlasov A.S Die Benutzung der zeohthgehaltigen Tonstoffe ist ein wichtiger Faktor m der Erweiterung des RohstofFstandorter bei der Produktion der Keranukwandstoffe. "Keramische Zeitschrift", №11,2005 г

4 Ашмарин А.Г., Власов А.С К вопросу производства керамических (ггеновых материалов на основе цеолитсодержащего глинистого сырья «Стекло и керамика», №11,2005 г

5. Ашмарин Г Д., Ашмарин А.Г Патент № 2052418 на изобретение «Способ изготовления кирпича», январь 1996 г.

$25101

РНБ Русский фонд

2006-4 28775

Ротапринт ВНИИстром

Тираж экз. Объем ^^ п.л.

Заказ ¿/$2.

Подписано в печать_

1. ВВЕДЕНИЕ

1.1. Актуальность

1.2. Цель и задачи исследования

1.3. Научная новизна

1.4. Практическая значимость работы 9 1,5 Апробация работы

1.6. Публикации

1.7. Структура и объем диссертации

2. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА

2.1. Технологические варианты производства керамических 12 стеновых материалов

2.2. Производство стеновых керамических материалов методом 16 полусухого (компрессионного) формования

2.3. Производство керамического кирпича экструзионного 18 формования из масс жесткой консистенции

2.4. Производство стеновых керамических изделий методом 19 экструзионного формования

2.5. Ручная формовка машинным способом

2.6. Сушка

2.7. Обжиг

2.8. Цеолиты, их структура, строение, свойства 33 2.8.1. Применение цеолитов

2.9. Введение в проблему измерения цвета 41 2.9.1. Спектрофотометры бесконтактного измерения

2.10 Выводы по главе

-43. Общая характеристика исходных сырьевых материалов. 47 » Методики проведения экспериментальных работ.

3.1. Исходные сырьевые материалы

3.2. Методическая часть

3.2.1. Метод определения крупнозернистых включений

3.2.2. Метод определения тонкодисперсных фракций

3.2.3. Метод определения химического состава

3.2.4. Метод определения минерального состава

3.2.5. Метод определения водорастворимых солей

3.2.6. Исследования термических свойств

3.2.7. Термодинамические исследования

3.2.8. Исследование кинетики влагоотдачи и усадки

3.2.9. Определение чувствительности к сушке

3.2.10. Метод определения пластичности

3.2.11. Метод определения сушильных свойств глины

3.2.12. Метод определения пористости образцов

3.2.13. Метод определения спекаемости глин

3.2.14. Методы определения пределов прочности при сжатии и изгибе

3.2.15. Определение фазового состава продуктов обжига

3.2.16. Методика определения колористических характеристик 53 керамических изделий,

4 Экспериментальная часть.

4.1 Исследование физико-химических и технологических свойств 55 исходных сырьевых материалов

4.2 Исследование влияния цеолита на структурно-фазовые 74 процессы при обжиге глинистого сырья

4.3 Оценка возможности получения керамических изделий из 94 цеолитсодержащего глинистого сырья методом заполнения т пластично-текучей массой отдельных форм

-54.4 Колористические исследования влияния минеральных добавок на цветовую гамму керамических изделий 4.5 Промышленное освоение производства керамических стеновых материалов экструзионным формованием из цеолитсодержащего глинистого сырья Основные выводы Список литературы Приложения

1. ВВЕДЕНИЕ

1.1. Актуальность. В стране принят пакет законов, направленных на реализацию поставленной президентом задачи по обеспечению населения качественным и доступным жильем.

Керамический кирпич был в прошлом и остается в настоящем предпочтительным материалов в строительстве. Стеновые изделия из глины благодаря своим физико-механическим свойствам, в частности, равновесной гигроскопической влажности, создают здоровый, комфортный климат в помещении.

Простой и надежный способ строительства, сравнительно низкие затраты весьма убедительные аргументы в пользу керамических стеновых материалов. Если к сказанному добавить невысокие эксплуатационные издержки и долговечность сооружений (достаточно упомянуть, что до наших дней дошли такие сооружения древности из керамических материалов, как Римский акведук, Китайская стена и другие объекты), а кирпичные стены практически не требуют сложного и дорогостоящего ремонта, что можно рассматривать как дополнительную прибыль при оценке приведенной стоимости 1м2 стены.

Нельзя не упомянуть о высокой архитектурной выразительности сооружений из керамических стеновых материалов — «кирпичной готики» городов Европы, русской «узорчатой» архитектуры.

Доля керамического кирпича в общем объеме производства стеновых материалов высока. Его производство за последние два года стабилизировалось.

По некоторым регионам наметился прирост объемов производства, причем весьма существенный - 76 млн.пгг. в Центральном^ почти 20 млн.шт. в Дальневосточном округе, что свидетельствует об очевидном оживлении строительного комплекса. Только за последнее время введено в эксплуатацию 14 заводов общей мощностью 344,3 млн.нгг.усл. кирпича /1/. Объем производства керамического кирпича в 2004 г. составил 10 млрд.шт.

Сегодня актуальной становится проблема запасов глинистого сырья, его повсеместная распространенность и доступность являются важными факторами как для вновь строящихся, так и для работы действующих предприятий. Ресурсы традиционного керамического сырья истощаются, глин и суглинков, которые можно использовать без корректировки состава в производстве керамических стеновых материалов, становится все меньше и меньше. Параллельно со снижением запасов высококачественного глинистого сырья повышаются требования к качеству выпускаемой продукции, увеличивается спрос на лицевой керамический кирпич. Особое внимание уделяется цветовой гамме, фасонности изделий, появляется потребность в изделиях «под старину», в крупноразмерных пористо-пустотелых керамических блоках с высокими теплозащитными свойствами ( Я = 0,12 - 0,13 Вт/м.град.С).

Во многих регионах для этой цели могли бы использоваться цеолитсодержащие породы, являющиеся довольно распространенными (запасы цеолитсодержащего глинистого сырья занимают четвертое место после кремнезема, глин и суглинков), но отсутствие разработанных конкретных технологических решений не позволяет применять их в производстве керамических стеновых материалов.

На современном этапе наметились три основных направления использования цеолитов: охрана окружающей среды, сельское хозяйство, химическая промышленность. Эти направления предусматривают применение высокоцеолитизированных пород. В то же время имеются породы со средней и низкой степенью цеолитизации. Наличие в породах высокореакционных веществ — микрокристаллов, остатков стекла, пепловых частиц позволяет предположить о возможности получения качественного керамического кирпича на основе цеолитсодержащих глинистых пород. Однако, использование их в производстве изделий стеновой керамики не изучено, что определяет актуальность исследований.

1.2. Цель и задачи исследований. Целью работы является разработка технологии керамических стеновых материалов на основе цеолитсодержащих глинистых пород путем теоретического обоснования условий формирования композитов на стадии формования и термической обработки для получения изделий требуемого качества.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- исследовать особенности состава и свойств цеолитсодержащих глинистых пород;

- исследовать процесс сушки сформованных композиций на основе цеолитсодержащего глинистого сырья;

- установить закономерности структуро- и фазообразования керамического материала из различных шихтовых составов и режимах обжига;

- изучить технологические приемы и обосновать выбор параметров производства керамического кирпича;

- исследовать основные строительно-технические свойства полученных изделий;

- изучить влияние минеральных добавок (трепельных глин, суглинков, марганцеворудного и железорудного концентратов, диоксида титана) на цветовую гамму изделий;

- апробировать разработанные составы и технологию в промышленных условиях, оценить ее технико-экономическую эффективность.

1.3. Научная новизна. Разработана технология и установлена возможность комплексного использования цеолитсодержащего глинистого сырья и минеральных добавок для производства керамических стеновых материалов методами экструзионного формования и заполнения пластично-текучей массой форм сложной конфигурации.

Установлена закономерность образования структуры и фазового превращения цеолитсодержащего глинистого сырья в процессе обжига, которая заключается в том, что при увеличении содержания цеолита в глинистом сырье растет содержание натриевых и калиевых полевых шпатов, что ведет к расширению интервала спекания и увеличению прочностных характеристик керамики с одной стороны, и увеличению процесса «вспучивания» с другой стороны.

С целью расширения сырьевой базы производства строительных материалов, установлено влияние минеральных добавок (глинистый трепел, кварцевый песок и др.) на формовочные свойства массы и физико-механические свойства изделий.

При разработке технологии ручной формовки машинным способом было выявлено влияние зернового состава кварцевого песка на пластическую прочность поверхностного слоя и деформацию кирпича-сырца после извлечения его из формы. Установлено изменение колористических характеристик изделий из цеолитсодержащих глинистых материалов при введении в их состав природных минеральных добавок (глинистый трепел, суглинок, железо- и марганцеворудных концентратов, диоксида титана), что позволило расширить цветовую палитру облицовочных материалов. Описана модель разбраковки изделий по их цветности.

1.4. Практическая значимость работы заключается в разработке оптимальных составов и технологических режимов производства керамического кирпича марок по прочности: полнотелый — 150, высокопустотелый - 100; по морозостойкости — 50 циклов; средней плотности: полнотелый — 1,35^-1,75 г/см3, высокопустотелый — 0,81-И,05 г/см3; теплопроводностью - 0,15 Вт/м °С; расширении сырьевой базы для производства изделий стеновой керамики; получение широкой цветовой гаммы изделий от светло-желтого и бледно-розового до темно-красного и темно-коричневого тонов, разработан технологический регламент для строительства завода фирмой «Винербергер-Кирпич» (Австрия) мощностью (1 очереди) 60 млн.штук условного кирпича в Киржачском районе Владимирской области. Пуск завода намечен на первое полугодие 2006 года.

Разработан способ изготовления керамических изделий сложной формы.

1.5. Апробация работы.Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на 1У научно-практической конференции «Перспективы развития керамической промышленности России. Новые технологии и оборудование в керамическом производстве» (Москва, 2004 г.), на 3-й международной научно-технической конференции «Развитие керамической промышленности России» (г.Москва, 2005 г.), на семинаре «Оборудование для производства нерудных строительных материалов (г.Воронеж, 2005 г.), на Ученом совете ОАО «ВНИИстром им.П.П.Будникова» (п.Красково, 2005 г.).

1.6 Публикации.

1. Тезисы докладов IV научно-практической конференции «Перспективы развития керамической промышленности России. Новые технологии и оборудование в керамическом производстве». «Стекло и керамика», №3, 2003 г.

2. А.Г. Ашмарин, A.C. Власов. Цеолитсодержащие глинистые породы как сырье в производстве керамических стеновых материалов. «Строительные материалы», №2,2005 г.

3. Aschmarin A.G., Vlasov A.S. Die Benutzung der zeolithgehaltigen Tonstoffe ist ein wichtiger Faktor in der Erweiterung des Rohstoffstandorter bei der Produktion der Keramikwandstoffe. "Keramische Zeitschrift", №11, 2005 r.

4. Ашмарин А.Г., Власов A.C. К вопросу производства керамических стеновых материалов на основе цеолитсодержащего глинистого сырья. «Стекло и керамика», №11,2005 г.

-115. Ашмарин Г.Д., Ашмарин А.Г. Патент № 2052418 на изобретение «Способ изготовления кирпича», январь 1996 г.

1.7. Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, общих выводов, списка литературы из 156 наименований и 4 приложений. Общий объем работы 147 страниц машинописного текста, 30 рисунков, 26 таблиц.

1.1. Актуальность. В стране принят пакет законов, направленных на реализацию поставленной президентом задачи по обеспечению населения качественным и доступным жильем.

Керамический кирпич был в прошлом и остается в настоящем предпочтительным материалов в строительстве. Стеновые изделия из глины благодаря своим физико-механическим свойствам, в частности, равновесной гигроскопической влажности, создают здоровый, комфортный климат в помещении.

Простой и надежный способ строительства, сравнительно низкие затраты весьма убедительные аргументы в пользу керамических стеновых материалов. Если к сказанному добавить невысокие эксплуатационные издержки и долговечность сооружений (достаточно упомянуть, что до наших дней дошли такие сооружения древности из керамических материалов, как Римский акведук, Китайская стена и другие объекты), а кирпичные стены практически не требуют сложного и дорогостоящего ремонта, что можно рассматривать как дополнительную прибыль при оценке приведенной стоимости 1м2 стены.

Нельзя не упомянуть о высокой архитектурной выразительности сооружений из керамических стеновых материалов — «кирпичной готики» городов Европы, русской «узорчатой» архитектуры.

Доля керамического кирпича в общем объеме производства стеновых материалов высока. Его производство за последние два года стабилизировалось.

По некоторым регионам наметился прирост объемов производства, причем весьма существенный - 76 млн.пгг. в Центральном^ почти 20 млн.шт. в Дальневосточном округе, что свидетельствует об очевидном оживлении строительного комплекса. Только за последнее время введено вэксплуатацию 14 заводов общей мощностью 344,3 млн.нгг.усл. кирпича /1/. Объем производства керамического кирпича в 2004 г. составил 10 млрд.шт.

Сегодня актуальной становится проблема запасов глинистого сырья, его повсеместная распространенность и доступность являются важными факторами как для вновь строящихся, так и для работы действующих предприятий. Ресурсы традиционного керамического сырья истощаются, глин и суглинков, которые можно использовать без корректировки состава в производстве керамических стеновых материалов, становится все меньше и меньше. Параллельно со снижением запасов высококачественного глинистого сырья повышаются требования к качеству выпускаемой продукции, увеличивается спрос на лицевой керамический кирпич. Особое внимание уделяется цветовой гамме, фасонности изделий, появляется потребность в изделиях «под старину», в крупноразмерных пористо-пустотелых керамических блоках с высокими теплозащитными свойствами ( Я = 0,12 - 0,13 Вт/м.град.С).

Во многих регионах для этой цели могли бы использоваться цеолитсодержащие породы, являющиеся довольно распространенными (запасы цеолитсодержащего глинистого сырья занимают четвертое место после кремнезема, глин и суглинков), но отсутствие разработанных конкретных технологических решений не позволяет применять их в производстве керамических стеновых материалов.

На современном этапе наметились три основных направления использования цеолитов: охрана окружающей среды, сельское хозяйство, химическая промышленность. Эти направления предусматривают применение высокоцеолитизированных пород. В то же время имеются породы со средней и низкой степенью цеолитизации. Наличие в породах высокореакционных веществ — микрокристаллов, остатков стекла, пепловых частиц позволяет предположить о возможности получения качественного керамического кирпича на основе цеолитсодержащих глинистых пород. Однако, использование их в производстве изделий стеновой керамики не изучено, что определяет актуальность исследований.

Основные выводы

1. Выбор способа производства должен базироваться на исследованиях физико-химических, структурно-механических и технологических свойств исходных сырьевых материалов.

2. На основании анализа литературных данных можно сделать вывод о том, что основным методом производства керамических стеновых материалов был и остается как в Европе, так и в России экструзионное формование из пластичных масс.

3. Все более широкое применение находит так называемый метод ручной формовки машинным способом из масс повышенной влажности, особенно при производстве изделий сложной формы, повышенной прочности и морозостойкости, так необходимых при реставрации архитектурно-исторических памятников и других объектов.

4. Цеолитсодержащие глины в производстве керамических стеновых материалов до настоящего времени не использовались в результате их недостаточной изученности. В то же время значительные запасы их с содержанием цеолита в минеральной части до 30 %, в том числе и имеющихся в отвалах при добыче кондиционных цеолитовых пород, высокая их пластичность и реакционная способность делает это сырье перспективным при производстве изделий грубой керамики.

5. Анализ литературных данных показывает, что во всех цеолитсодесжащих глинах цеолит находится в форме клиноптелолита.

6. Литературы по изучению колористических характеристик керамических стеновых материалов в зависимости от содержания в них красящих минеральных добавок не обнаружено. В то же время, требования рынка диктуют необходимость проведения исследований в этой сфере с целью расширения номенклатуры изделий по цветности и экономного расходования красящих компонентов.

7. Исследована последовательность формирования структуры и фазового превращения цеолитсодержащего глинистого сырья в процессе обжига и установлена возможность использования его при содержании в шихте цеолита 10-12 % (вс.). Установлена возможность комплексного использования сырьевых материалов: цеолитсодержащих глин, суглинков, глинистых трепелов, кварцевых песков для производства керамических стеновых материалов широкой номенклатуры при высокой механической прочности и морозостойкости. Показано, что при приемлемых в производственных условиях режимах обжига, содержание цеолита в шихте более 10^-12 % приводит к вспучиванию изделий.

8. Разработаны основы технологии керамических стеновых материалов на основе цеолитсодержащих глин и широкораспространенных суглинков, кварцевых песков, глинистых трепелов и других добавок.

9. Разработан технологический регламент производства керамических стеновых материалов методом экструзионного формования из глины Кипревского месторождения с содержанием цеолита 15-КМ %, суглинка Ресницинского месторождения, глинистых трепелов месторождений Афанасовского или Желдыбинского, кварцевого песка Старковскош месторождения Киржачского района Владимирской области, расположенных друг от друга в радиусе 10 км, предусматривающий применение следующих составов масс (объем,%)

Наименование сырья Полнотелый кирпич Пустотелый кирпич Для пористо-пустотелых блоков

1 2

Глина 50 80 50 50

Трепел - - 40 40

Суглинок 30 - -

Песок (Мкр=1,74) 20 20 10

Опилки - - - 10

10; Разработаны технологические основы формования изделий для восстановления и реставрации архитектурно-исторических памятников из цеолитсодержащих глинистых пород методом заполнения пластично-текучей массой отдельных форм сложной конфигурации. Установлена хорошая формуемость и достаточная пластическая прочность изделий при влажности массы на 2-3% выше нижней границы текучести при использовании для посыпки форм кварцевого песка с модулем крупности 2,5.Разработан способ изготовления кирпича.

11. Впервые установлены закономерности изменения цветовой гаммы изделий стеновой керамики от содержания в шихте красящих оксидов марганца (МпО от 0,3 до 5 %), оксида железа (Те20з от 0,6 до 7,5 %), диоксида титана (ТЮ2 от 1 до 5 %) и температуры обжига. Создана модель цветовых характеристик для рассортировки их по отклонению от заданного эталона.

12. Разработанный технологический регламент производства керамических стеновых материалов из цеолитсодержащего глинистого сырья принят к внедрению фирмой ООО «Винербергер-Кирпич» на строящемся в Киржачском районе Владимирской области заводе мощностью 60 млн.шт.усл.кирпича в год (первая очередь). Пуск завода в эксплуатацию намечен в 1 полугодии 2006 г.

13. Технико-экономическая эффективность достигается за счет рациональных перевозок сырьевых материалов, значительного сокращения расхода сырья, тепловой и электрической энергии в связи с выпуском около 50% продукции высокой пустотности типа «Поротерм».

-110

1. Коршак В.В. Прогресс полимерной химии. М.: Наука, 1965. - 416 с.

2. Грим Р.Э. Минералогия и практическое использование глин. — М.: Мир, 1967.-512 с.

3. УореллУ. Глины и керамическое сырье. М.: Мир, 1978. - 240 с.

4. Ребиндер П.А. Избранные труды. Поверхностные явления в дисперсных системах. Физико-химическая механика. — М.: Наука, 1979.-384 с.

5. Ничипоренко С.П. Физико-химическая механика дисперсных структур в технологии строительной керамики. Киев: Наукова думка, 1968. — 76 с.

6. Ничипоренко С.П., Абрамович М.Д., Комская М.С. О формировании керамических масс в ленточных прессах. — Киев: Наукова думка, 1971. -75 с.

7. Комская М.С., Долин А.И., Колотий П.В. Новые методы контроля переработки керамических масс. — Киев, Буд1вельник, 1975. — 64 с.

8. Структурообразование в дисперсных слоистых силикатах / Под ред. Ничипоренко С.П. Киев: Наукова думка, 1978. - 204 с.

9. Круглицкий H.H., Горовенко Г.Г., Малюшевский П.П. Физико-химическая механика дисперсных систем в сильных импульсных полях. Киев: Наукова думка, 1983. - 192 с.

10. Ю.Быхова А.Ф., Ничипоренко С.П., Хилько В.В. О выборе технологии производства керамических масс. — Киев: Наукова думка, 1980. — 52 с.

11. П.Фадеева B.C. Формирование структуры пластичных паст строительных материалов при машинной переработке. М.: Стройиздат, 1972. — 224 с

12. Малкин А.Я. Максвелла модель // Энциклопедия полимеров. — М.: Советская энциклопедия, 1974. Т.2. - 135 с.

13. Малкин А.Я. Кельвина модель // Энциклопедия полимеров. М.: Советская энциклопедия, 1972. - Т. 1. -1015 с.

14. Павлов В.Ф. Физико-химические основы обжига изделий строительной керамики. -М.: Стройиздат, 1977.-240 с.

15. Мороз И.И. Технология строительной керамики. Киев: Вища школа, 1980.-384 с.

16. Попильский Р.Я., Пивинский Ю.Е. Прессование порошковых керамических масс. М.: Металлургия 1983. —176 с.

17. Протас JI.E. Отечественное и зарубежное оборудование для гранулирования глины при производстве керамических изделий. — М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1978. — 48 с. (Сер.8. Машины и оборудование для промышленности строительных материалов: Обзор.информ.)

18. Шукуров Э.Д., Романенков А.И., Захаров В.П., Зорохович B.C. Механизация и автоматизация производства керамических стеновых материалов. — JL: Стройиздат, 1982. —167 с.

19. Fiaher G. Ceramic producere exlore misrowave processing // Ceram. Ind.-1983 .-Vol. 121 .-№ 1 .-P.40-42.

20. ТимашевВ.В.,СулименкоЛ.М.,АльбацБ.С.Агломерация порошкообразных силикатных материалов—M.: Стройиздат, 1978. 136 с.

21. Лаптева Е.С., Юсупов Т.С., Бергер A.C. Физико-химические изменения слоистых силикатов в процессе механической активации. — Новосибирск: Наука, 1981.-88 с.

22. Круглицкий H.H., Лобанов Б.В., Кузьмович В.В., Зинченко Л.Д. Активационное диспергирование глинистого сырья в технологиистроителыюй керамики // Изв. СО АН СССР. Сер.хим.наук. 1988. - № 14/6. - С.26-30.

23. Черняк А.П., Мороз Б.И. Технология, структурообразование и свойства строительной керамики. Киев: Знание, 1979, 1979. - 24 с.

24. Gratz R.Trockenpressen Keramischer Massen mit Presshilfsmitteln Sprechsaal fur Keramik,Glas,Email,Silikate.-1969.-Bd.l02.-№18.S.764-768.

25. Новая керамика Под ред. Будникова П.П. M.: Стройиздат, 1969.-312 с.

26. Коган З.Б. Пути совершенствования оборудования технологических линий для производства керамических материалов. — М.: ЦНИИТЭ-строймаш, 1981. — 52 с. (Сер.8. Машины и оборудование для промышленности строительных материалов: Обзор.информ.).

27. П.П. Будников «Технология керамики и огнеупоров», Государственное издательство литературы по строительным материалам. Москва, 1950, с. 15.

28. Карклит А.К., Ларин А.П., Лосев С.А., Берниковский В.В. Производство огнеупоров полусухим способом. — М.: Металлургия, 1981-320 с.

29. Попильский Р.Я., Пивинский Ю.Е. Прессование порошковых керамических масс. — М.: Металлургия, 1983 — 176 с.

30. Ашмарин Г.Д. «Производство керамических стеновых изделий методом полусухого прессования». ВНИИЭСМ, 1990. 56 с.

31. Гудков Ю.В. Всероссийскому научно-исследовательскому институту строительных материалов и конструкций им.П.П.Будникова — 70 лет // Строительные материалы, 1991, № 5. с. 31-34.

32. Тарасевич Б.П. Оптимальные варианты производства кирпича // Строительные материалы. 1983, № 10. — с.2-5.

33. Фадеева B.C. Формирование структуры пластических паст строительных материалов при машинной переработке. — М.: Стройиздат, 1972 -224 с.

34. Коган З.Б. Пути совершенствования оборудования технологических линий для производства керамических материалов. Обзорн.инф. Сер.8. «Машины и оборудование для промышленности строительных материалов» - М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1981 - 52 с.

35. Мороз И.И. Технология строительной керамики — К.: Вища школа, 1930-384 с.

36. Берман Р.З. Использование жесткого формования-метод реконструкции кирпичных заводов // Строительные материалы. 1995. № 5. с.25-26.

37. Берман Р.З. Кирпичные панели заводского изготовления в современном строительстве. Опыт США, Канады, Австралии // Строительные материалы. 1996, № 6, с. 16-17.

38. Хавкин А.Я., Берман Р.З. Кирпичные заводы малой мощности с применением технологии «жесткой» экструзии // Строительные материалы. 2000, № 4, с.18-19.

39. М.М. Наумов, И.С. Кашкаев, М.А. Буз, E.IIL Шейнман «Технология глиняного кирпича, издательство литературы по строительству, Москва 1969, с.67.

40. Лундина М.Г. Добавки в шихту при производстве керамических стеновых материалов. М.: ВНИИЭСМ, 1974. - 96 с.

41. Воробьев Х.С.,Бурмистров В.Н. Повышение технического уровня предприятий стеновых керамических изделий. М.:ВНИИЭСМ.1980. 52

42. Никитина О.И., Юськович В.И., Кузьмин И.Д. Влияние интенсивности переработки сырьевой смеси на прочность кирпича // Строительные материалы. 1981, № 2, с.24-25.

43. Гервидс И.А. Производство высококачественного кирпича. — М.: Госстройиздат. 1956.-124 с.

44. И.Ф. Шлегель «Установка «Каскад» для кирпичной промышленности» // Строительные материалы. 2005. № 2. с.20-22.

45. Bekker. P.C.F., Einfache Tonuntersuchunqsmethoden (Simple Clay Testinq Methods), Zieqelindustrie International N2.9 1981, Banverlad, Wiesbaden.

46. Патент № 2052418 на изобретение «Способ изготовления кирпича» от 20.01.96 г.

47. Van Der Velden; J.H., Analyse der Pfefferkornprufiinq (Analysis of the Pfefferkorn Test), Die Ziqelindustrie, Nr.9,1979, Banverlaq, Wiesbaden.

48. Die Zieqelindustrie, Nr 5, 1975, Seite 200-202, Banverlaq, Wiesbaden.

49. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика дисперсных структур. -В кн.: Физико-химическая механика дисперсных структур. М.: Наука, 1966, с. 3-16.

50. Ребиндер П.А. Процессы структурообразования в дисперсных системах. — В кн.: Физико-химическая механика почв, грунтов, глин и строительных материалов. Ташкент: Фан, 1966, с. 9-25.

51. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика — основа оптимальной технологии строительной керамики. В кн.: Научные основы технологии и развития производства стеновой строительной керамики в УССР. Киев: Наук.думка, 1970, с. 21-29.

52. Ребиндер П.А., Сегалова Е.Е. Исследование упругопластичновязких свойств структурированных дисперсных систем. — ДАН, 1950, т. 21, № 1, с. 85-88.

53. Лыков A.B. Теория сушки. М.: Грсэнергоиздат, 1950,416 с.

54. Лыков A.B. Явление переноса в капиллярно-пористых телах. М.: Гостехиздат, 1954,296 с.

55. Лыков A.B. Тепло- и массообмен в процессах сушки. М.: Госэнергоиздат, 1956,464 с.

56. Лыков A.B. Теоретические основы строительной теплофизики. Минск: Изд-во АН БССР, 1961, 519 с.

57. Лыков A.B. Тепло- и массообмен — основа строительной теплофизики. В кн.: Строительная физика. Состояние и песрпективы развития. М.: Госэнергоиздат, 1961, с. 7-38.

58. Лыков A.B. Теория сушки. М.: Энергия, 1968,472 с.

59. Лыков A.B. Тепломассообмен: Справочник. М.: Энергия, 1972, 560 с.

60. Лыков A.B., Ауэрман Л.Я. Теория сушки капиллярно-пористых материалов пищевой промышленности. М.: Пищепромиздат, 1946, 287 с.

61. Лыков A.B., Михайлов Ю.А. Теория тепло- и массопереноса. М.: Госэнергоиздат, 1963. 535 с.

62. Дибров Г.Д. Молекулярно-поверхностные явления в дисперсных структурах, деформируемых в активных средах. Дис. . д-ра техн.наук. Киев, 1970.478 с.

63. Дибров Г.Д., Куприй Ю.М., Остриков М.С., Мирсоянов В.Н. Изменение прочности пористых дисперсных тел в зависимости от условий взаимодействия с водой. ДАН, 1967, т. 174, № 1, с. 154-157.

64. Нохратян К.А. Сушка и обжиг в промышленности строительной керамики. М., Стройиздат, 1962, с.602.

65. Банников Г.Е. К вопросу определения абсолютной степени завершенности структурообразования глин. — В кн.: Инженерно-физические исследования строительных материалов. Челябинск, 1976, с. 34-37.

66. Белопольский М.С. Исследования структурно-механических свойств сырых облицовочных плиток. — Тр. НИИстрокерамики. М.: Строиздат,1973, вып. 37, с.46-52.

67. Казанский В.М. Удельная теплота испарения влаги из капилляров дисперсного тела. ИФЖ, 1963, № 11, с. 56-64.

68. Казанский В.М. Удельная теплота испарения и потенциал переноса влаги капиллярно-пористых тел. — ИФЖ, 1963, № 12, с. 44-51.

69. Ничипоренко С.П. Физико-химическая механика дисперсных структур в технологии строительной керамики. Киев: Наук.думка, 1968, 76 с.

70. Ничипоренко С.П. Основные вопросы теории процессов обработки и формования керамических масс. Киев: Изд-во АН УССР, 1960, 112 с.

71. Ружанский С.Д. Расчет интенсифицированного режима сушки глиняного кирпича. Строительные материалы, 1976, № 10, с.20-22.

72. Ружанский С.Д. Разработка метода интенсификации конвективной сушки глиняного кирпича по предельно-допустимому состоянию. Дис. . канд.техн.наук. Рига, 1977. 148 с.

73. Серб-Сербина Н.Н., Ребиндер П.А. Физико-химические основы управления структурными и механическими свойствами глин и глинистых пород. — Материалы по геологии, минералогии и использованию глин в СССР. М.: Изд-во АН СССР, 1958, с. 115-121.

74. Слепышева П.К. Процессы структурообразования в высококонцентрированных дисперсиях глинистых минералов. — В кн.:

75. Научные основы технологии и развития производства стеновой строительной керамики. Киев: Наук.думка, 1972, с. 74-79.

76. Цимерманис Л.Б., Банников Г.Е. Степень завершенности структурообразования глины. В кн.: Термодинамические основы интенсификации сушки. Челябинск: Южно-Урал. кн. изд-во, 1974, с. 24-34.

77. Цимерманис Л.Б., Банников Г.Е., Штакельберг Д.И. и др. Особенности импульсно-вакуумной сушки тонкостенной строительной керамики. — В кн.: Термодинамические основы интенсификации сушки. Челябинск: Южно-Урал, кн.изд-во, 1974, с.34-42.

78. Цимерманис Л.Б., Бобкова Б.Н. Влияние свойств и структуры материала на перенос влаги при импульсно-вакуумной сушке. — В кн.: Всесоюз.научн.-техн.совещ.по новой технике и прогрессивной технологии в процессах сушки. Секц.З. М., 1969, с. 16-17.

79. Цимерманис Ф.Х., Ружанский С.Д. Изменение структурно-механических характеристик глинистых систем в процессе сушки. — В кн.: Инженерно-физические исследования строительных материалов. Челябинск: Южно-Урал. кн.изд-во, 1976, с. 28-34.

80. Ralph Schockert, «Сушка посредством непрерывного потока воздуха с повышенной скоростью» Ziqelindustrie International, 7/1982,411-414.

81. Августиник А.И. К вопросу теории обжига керамических изделий. ВНЦТО, 1954,39 с.

82. Августиник А.И. Керамика. Л., Стройиздат, 1975, с. 189.

83. Будников П.П. и др. Технология керамики и огнеупоров. М., Промстройиздат, 1954, с. 25.

84. Будников П.П. Химия и технология строительных материалов. М., Госстройиздат, 1965, с. 129.

85. Будников П.П., Геворкян Х.О. Обжиг фарфора. М., Стройиздат, 1972.

86. Будников П.П., Гистлинг А.М. Реакции в смесях твердых веществ. М., Строительство, 1965, с. 69.

87. Выдрик Г.А., Костюков Н.С. Физико-химические основы производства и эксплуатации электрокерамики. М., Энергия, 1971, с.ЗО.

88. Грим P.E. Минералогия и практическое использование глин. М., Мир, 1967,511 с.

89. Жуков A.B. и др. Производство крупных стеновых конструкций из керамики. Киев, Буд1вельник, 1965, с. 97.96.3альманг Г. Физико-химические основы керамики. М., Госстройиздат, 1959, с. 108.

90. Куковский Е.Г. Особенности строения и физико-химические свойства глинистых минералов. Киев, Наукова Думка, 1966,132 с.

91. Мороз И.Н. Технология строительной керамики. Киев, Виша школа, 1972,416 с.

92. Наумов М.М. и др. Технология глиняного кирпича. М., Стройиздат, 1959, с. 16.

93. Павлов В.Ф. Физико-химические основы обжига изделий строительной керамики. М., Стройиздат, 1977, с. 19, 58.

94. Роговой М.И. Технология искусственных пористых заполнителей и керамики. М., Стройиздат, 1974, с. 41, 228.

95. Руденко П.М. Исследование параметров термической обработки керамических изделий в период обжига методом электропроводности. Автореферат диссертации, Киев, 1960,24 с.

96. Черняк Л.П., Мороз Б.И. Технология, структурообразование и свойства строительной керамики. Киев, Знание, 1979, с. 23.

97. Шерман Я.И. Производство санитарно-строительной керамики. М., Госстройиздат, 1963, с. 16.

98. Шлыков A.B. Сб.трудов РОСНИИМС, 18, 1960, с. 112.

99. Юшкевич М.О. Технология керамики. М., Промстройиздат, 1955, с.

100. Химическая технология керамики и огнеупоров, под ред. П.П. Будникова и Д.Н. Полубояринова. М., Стройиздат, 1972, с. 115,131.

101. Дудеров Г.Н. Практикум по технологии керамики и огнеупоров. М., Промстройиздат, 1953, с. 383.

102. Бутг Ю.М., Дудеров Г.Н., Матвеев М.А. Общая технология силикатов. М., Промстройиздат, 1950, 591 с.

103. Куколев Г.В. Химия кремния и физическая химия силикатов. М., Высшая школа, 1970.

104. Кингери У.Д Введение в керамику. М., Стройиздат, 1967, с. 237.

105. Brook R.J/ Developments in the sintering of ceramics. 'Sei. Ceram. Vol. 9', S.I., 1977, 57-66.

106. Kingery W.D., J.Appl. Phys., 30,301, 1959.

107. Anseau M.R., Deletter M., Cambier F. Fhe separation of sinterinq mechanisms for claybased ceramics. '.Frans, and J.Brit. Ceram. Soc', 1981, 80, N 4,142-146.

108. Сахаров E.H. Совершенствование процесса обжига керамических дренажных труб. Диссертация на соискание ученой степени канд.техн.наук. УДК 666.73.046.4. Красково. 1983,227 с.1. 9. ПинесБ.Я. Механизм спекания. Журнал техн.физики, 16,737 (1946).

109. Kuczynski G.C., Self. Diffusion in Sinterinq Metal Powders Frans. AIME, 185,169 (1949).

110. Nabarro F.R.N., Deformation of Crystalz by Motion of Sinqe Ions, Roport of a Conference on Stcenqth of Solids, Phys. Soc., London, P. 75 (1948).

111. Herrinq C., Diffusional Viscosities of a Polycrystalline Solid, J.Appl. Phys., 21,437 (1950).

112. Udin H., Shaler A.J., Wuef J., Fhe Surface Fension of Solid Copper, Frans, AIME, 185,186 (1949).

113. GrecnouqL A.P. Fech Note Met. 151, Royol Aircraft Establishment (1951). Pescribed in G.A. Geach, 'Fhe Fheory of Sinterinq', Proqr. Metal. Phys., 4, 174 (1953).

114. Müller H.G., Nature of the Raerystallization Process III, Research on Rock Salt Sintered Bodies, Z.Physik, 96,324 (1935).

115. Пинес Б.Я. Спекание, крип, отдых, рекристаллизация и другие явления, обусловленные самодиффузией в кристаллических телах. У.Ф.К., 52,501, 1954.

116. Кашкаев И.С., Шейнман Е.Ш. Производство глиняного кирпича. М., Высшая школа, 1978, с. 191.

117. Kuockel О. Das Fetperatur Zeit - Verhalten der Sinteruq -Silikattechnik, 1980,31, N5 (ФРГ).

118. Neuman M., Weiqelt H. Erste Erqebnisse bei der Ermittlinq Baustoffindustrie, 1980,23, N5 (ГДР).

119. Поспехина E. Режим работы печи на природном газе. Строительные материалы, № 10,1958, с. 22.

120. Рухленко H.A., Кагановский Б.М. Туннельная печь с верхней подачей газа для обжига кирпича. Строительные материалы, № 8, 1959.

121. Нохратян К.А. Теоретические основы скоростного обжига кирпича по методу П. А. Дуванова и их практическое применение. Труды РОСНИИМСа, № 11, 1956, с. 73.

122. Симин Г.Ф. Дальнейшее усовершенствование скоростных режимов сушки и обжига кирпича сырца. Труды РОСНИИМСа, № 11,1956, с. 91.

123. Калиновский В.В. Производство фасадных облицовочных плиток на автоматической конвейерной линии с роликовой печью. Реферативный сборник Главмоспромстройматериалов, № 8, 1971, с. 12.

124. Кнунянц И.Л. Большой энциклопедический словарь. Химия. М.: 1998, с.675.

125. Челищев Н.Ф. Беренштейн Б.Г., Володин В.Ф. Цеолиты — новый тип минерального сырья: М.: Недра, 1987, с. 175.

126. Кудрящова В.И. О путях использования цеолитов// Новые виды неметаллических полезных ископаемых. М.: Недра, 1975, с. 103-109.

127. Корнилов A.B., Шамсеев А.Ф., Гонюх В.М., Абляминов П.О. Керамическая масса для изготовления строительных изделий. Патент № 2176223.

128. Корнилов А.В., Шамсеев А.Ф., Гонюх В.М., Абляминов П.О. Керамическая масса для изготовления стеновых изделий преимущественно керамического кирпича. Патент № 2176224.

129. Илларионов И.Е., Чернов Е.В., Федоров А.Ф., Скребков Г.П. //Инж.-технолог. Акад.Чувашской республики, 1996, № 2, с. 234-241.

130. Гавриленко В.К., Зинкевич В.Т., Маслякевич Л.В. Особенности цеолитовых горных пород Закарпатья // Стекло и керамика, 1997, № 11, с.38-40.

131. Погребенков В.М., Мельник Е.Д., Верещагин В.И. Цеолитсодержащее сырье в производстве строительных материалов // Материалы научно-технической конференции. Барнаул, 1997, с.29-32.

132. Мельник Е.Д. Комплексное использование цеолитсодержащих пород в строительной керамике. НТЛ, 1998, с.149-150.

133. Под редакцией Ф.Ю. Телегина, «Цвет в промышленности», перевод с английского, М., «Логос», 2002, с.580.

134. F.W.Billmeyer, M.Saltzman. Prineiples of color technoloqy, 2 edn.-New York: .John Wiley, 1981.

135. R.S.Hunter, R.W.Harold. The measurement of appearance, 2 edn.-New York: John Wiley, 1987.

136. Зав.отделом керамических стеновых материалов ОАО «ВНИИстром им.П.П.Будникова»,к.т.н.

137. Ответственный исполнитель, к.т.н Исполнитель, инж.

138. ГЛ. Дуденкова Р.Г. Абдулгазимова А.Г. Ашмарин1. ОГЛАВЛЕНИЕ1. Стр.

139. Общая характеристика производства 1262. Номенклатура изделий 126

140. Технологическая схема производства 126

141. Характеристика исходного сырья 129

142. Описание технологического процесса 129

143. Подготовка и прием сырья 12952. Подготовка массы 129

144. Формование сырцовых изделий 130

145. Сушка изделий, технологические параметры. 130

146. Обжиг изделий, технологические параметры 132

147. Перечень основного технологического оборудования 133

148. Карта контроля технологического процесса 134

149. Требования техники безопасности, охрана окружающей 136среды

150. Перечень нормативно-технической документации 137у

151. Изготовление изделий предусматривается на технологической линии мощностью (первой очереди) 60 млн.штук условного кирпича в год.

152. Предусматривается производство пустотелого кирпича по ГОСТ 53095 и лицевого по ГОСТ 7884, а также производство поризованных блоков типа «Поротерм» по техническим условиям предприятия изготовителя.

153. Марка по прочности кирпича М 100-М 150.

154. Марка по прочности блоков М 100.

155. Коэффициент теплопроводности поризованных блоков пустотностью 47-50 % и объемной массой0,7-0,75 г/см составляет 0,13-0,15 Вт/м °С.

156. Марка по морозостойкости не менее 15 и 25 циклов.

157. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА

158. Технологическая схема производства керамического кирпича и пористо-пустотелых блоков приведена на рис. ¿8

159. Схема технологического процесса производства керамических стеновых материалов на основецеолитосодержащих глин кипревского месторождения.1. Н*еунок 28,I