автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Получение керамического кирпича на основе бейделлитовой глины и отходов минеральной ваты

Вдовииа Елена Васильевна

ПОЛУЧЕНИЕ КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА НА ОСНОВЕ БЕЙДЕЛЛИТОВОЙ ГЛИНЫ И ОТХОДОВ МИНЕРАЛЬНОЙ ВАТЫ

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 2 МАЙ 2011

Челябинск 2011

4845597

Работа выполнена в АМОУ ВПО «Самарская академия государственного и муниципального управления»

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Абдрахимов Владимир Закирович

доктор технических наук, профессор Гаркави Михаил Саулович

кандидат технических наук, доцент Погорелов Сергей Николаевич

Ведущая организация:

ГОУ ВПО «Петербургский государственный университет путей сообщения»

Защита состоится «19» мая 2011 г. в 13-00 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.298.08 при ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет» по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 76, Южно-Уральский государственный университет, главный корпус, ауд.1001.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Южно-Уральского государственного университета.

Автореферат разослан « 14 » апреля 2011 г.

Отзыв на автореферат (2 экз.), заверенный печатью учреждения, просим направлять по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 76, ЮУрГУ, диссертационный совет ДМ 212.298.08.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., профессор

Б.Я. Трофимов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. В большинстве областей России отсутствуют или ограничены месторождения кондиционных глин и отощителей, пригодных для производства высокомарочного кирпича. В Самарской области сосредоточены запасы бейделлитовой глины, применение которой достаточно ограничено, т.к. в основном для производства керамических материалов используется гидрослюдистая и каолинитовая глины.

Проблема снижения цены сырьевых материалов при производстве керамического кирпича в России в связи с экономическим кризисом приобретает особую актуальность. Одним из аспектов решения этой проблемы является использование промышленных отходов в производстве кирпича. Наиболее перспективное направление в производстве строительных керамических материалов - это использование многотоннажного техногенного сырья. Разработка составов и технологий, позволяющих применять техногенное сырье в производстве строительных керамических материалов, способствует рациональному использованию и значительному сохранению имеющихся природных традиционных сырьевых ресурсов (глины, песка и др.); охране окружающей среды; утилизации промышленных отходов и снижению экологической напряженности в регионе; расширению сырьевой базы для строительных материалов.

Накопленные на сегодняшний день данные по применению техногенного сырья в керамических материалах не систематизированы, недостаточно изучены перспективные тенденции развития производства керамических строительных материалов, в том числе:

- не исследована возможность применения в керамическом кирпиче отходов: «королька» и продукта очистки отходящих дымовых газов от вагранки при получении расплава при производстве минеральной ваты в качестве отощителей и интенсификаторов спекания;

- недостаточно исследованы фазовые превращения, протекающие при обжиге керамического кирпича с использованием отходов минеральной ваты;

- недостаточно изучено влияние отходов минеральной ваты на кристаллизацию муллита;

- не изучено влияние отходов минеральной ваты на структуру пористости керамического кирпича;

не исследована возможность получения глазурованного керамического кирпича на основе бейделлитовой глины и отходов производства минеральной ваты.

Бейделлитовая глина, непригодная как самостоятельное сырье для производства керамического кирпича из-за продолжительности сушки, имеет ряд преимуществ: может связать до 40% отходов минеральной ваты, является местным сырьем и качество готового кирпича с отходами минеральной ваты повышается.

Цель работы: разработка теоретических и практических основ технологии высокоэффективного кирпича из бейделлитовой глины с применением отходов минераловатного производства, обеспечивающих утилизацию техногенного сырья и повышение физико-механических показателей керамического кирпича.

Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи:

- изучить химико-минералогические составы, физико-механические, реологические, термические и технологические свойства сырьевых материалов и керамической шихты;

- установить оптимальные составы для производства керамического кирпича на основе бейделлитовой глины с применением отходов производства минеральной ваты;

- исследовать фазовые превращения, протекающие при обжиге кирпича;

- изучить структуру пористости при различных температурах обжига кирпича;

- изучить взаимосвязь фазового состава и структуры пористости с физико-механическими показателями кирпича;

-исследовать возможность получения глазурованного керамического кирпича с повышенной термостойкостью.

Объект исследования - керамический кирпич с улучшенными физико-механическими характеристиками и низкой себестоимостью.

Предмет исследования - эффективные составы керамического кирпича на основе бейделлитовой глины с применением отходов производства минеральной ваты.

Достоверность и обоснованность научных выводов и результатов работы обеспечена большим объемом выполненных экспериментов с применением стандартных и современных методов исследования: рентгенографического, ИК-спектроскопического, электронной микроскопии, ртутной порометрии, дилатометрического, малоуглового диффузного рассеяния рентгеновских лучей, ядерной гамма-резонансной спектроскопии (ЯГРС) и других. При проведении экспериментальных методов анализа использовалось поверенное оборудование. Выводы и рекомендации работы подтверждены выпуском опытной партии образцов кирпичей в производственных условиях.

Научная новизна работы.

1. Выявлено, что использование отходов минеральной ваты, содержащих более 10% Ре203, в производстве керамического кирпича на основе бейделлитовой глины обеспечивает при относительно низкой температуре 950°С образование железистых стекол, благоприятствующих протеканию реакций для кристаллизации муллита.

2. При увеличении температуры обжига до 1050°С происходит кристаллизация короткопризматического муллита, что связано с замещением

ионов А13+ на Fe3+. Кристаллизация муллита в керамическом кирпиче способствует повышению его физико-механических показателей.

3. Выявлено, что введение отхода минераловатного производства -«королька» в составы керамических масс на основе бейделлитовой глины, способствует равномерному распределению пор по размерам при температуре обжига 1050 °С.

На защиту выносятся:

1. Результаты исследований влияния отходов минеральной ваты на фазовые превращения и физико-механические показатели кирпича;

2. Результаты исследований фазовых превращений и пористости при обжиге керамического кирпича;

3. Результаты исследования взаимосвязи фазового состава и пористости кирпича с его физико-механическими показателями;

4. Результаты исследования получения глазурованного керамического кирпича с повышенной термостойкостью;

5. Ресурсо- и энергосберегающая технология производства керамического кирпича с применением отходов минеральной ваты, используемых в качестве отощителей и интенсификаторов спекания;

6. Результаты промышленного освоения и технико-экономическое обоснование производства керамического кирпича с применением отходов минеральной ваты.

Практическая значимость работы. Впервые разработаны составы керамических масс для производства кирпича на основе бейделлитовой глины с применением в качестве отощителей и интенсификаторов спекания отходов минеральной ваты, что подтверждено патентом РФ, апробированные в производственных условиях на ООО «Челно-Вершинский комбинат строительных материалов». Получены высокоэффективные керамические кирпичи М150 и М175 при температуре обжига 1050 °С. Благодаря замене традиционного природного песка на техногенное сырье и за счет повышения физико-механических показателей кирпича, ожидаемый экономический эффект, рассчитанный в 2009 г., составит 12 млн. рублей при выпуске на этом предприятии 20 млн. штук кирпичей в год.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных, всероссийских, межвузовских конференциях, в том числе: Международной научно-технической конференции «Новые энерго- и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов» в Пензе (2006); 64, 65, 66-й Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы в строительстве и архитектуре. Образование. Наука. Практика» в Самаре (2007 - 2009); XI Международной научно-технической конференции при XI специализированной выставке «Строительство. Коммунальное хозяйство - 2007» в Уфе (2007); Международной научно-практической конференции «Строительство - 2008» в Ростове на Дону (2008); V Международной конференции «Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов» в

Волгограде (2009); 67-й Всероссийской научно-технической конференции «Традиции и инновации в строительстве и архитектуре» в Самаре (2010); II Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Кадастр и геоинформационные технологии в управлении городским хозяйством» в Самаре (2010); Всероссийской научно-практической конференции «Качество и инновации - основа современных технологий» в Новосибирске (2010); II Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии и охраны труда» в Курске (2010).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК России по направлению «Строительство и архитектура», получен патент РФ и 1 положительное решение на патент РФ, две монографии, 15 научных работ в отраслевых изданиях и материалах конференций.

Структура и объем работы. Диссертация объемом 188 страниц включает 32 таблицы, 59 рисунков и состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, библиографического списка из 193 наименований и приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, задачи диссертационной работы, ее научное, теоретическое и практическое значение.

В первой главе «Основные тенденции и перспективы использования техногенного сырья в производстве керамических материалов» осуществлен обзор советского, российского и зарубежного опыта применения техногенных отложений в производстве керамических строительных материалов. Изучение литературы подтверждает, что исследование, использование и утилизация техногенного сырья — это важные и взаимосвязанные народно-хозяйственные задачи.

Вопросам использования техногенного сырья в производстве керамических материалов посвящены многочисленные труды известных ученых: В.З. Абдрахимова, А.И. Авгусгиника, Ю.М. Баженова, Г.И. Бердова, П.И. Боженова, П.П. Будникова, В.И. Верещагина, М.С. Гаркави, О.С. Грум-Гржимайло, И.С. Кашкаева, Г.И. Книгиной, В.К. Козловой, П.Г.Комохова, Г.Н. Масленниковой, В.Ф. Павлова, Т.М. Петровой, В.В. Прокофьевой, С.Ж. Сайбулатова, Л.Б. Сватовской и многих других.

Многие из отходов отличаются нестабильностью химико-минералогического состава, технологических свойств и содержат нежелательные примеси, что доказывает необходимость проведения специальных исследований перед их применением.

Во второй главе «Методы исследования и сырьевые материалы» дается описание сырьевых материалов, а также приведено описание основных экспериментальных методов исследования.

Исследование минералогического и фазового составов проводили петрографическим, рентгенофазовым, ИК-спектроскопическим, электронно-микроскопическим методами анализа и ДТА. Порошковые рентгенограммы получены на дифрактометре ДРОН-2 при условиях съемки: интервал углов 28 от 6 до 70° с использованием СиК^-излучения. ИК-спектры поглощения получены на спектрографе «Specord 75IR». Для анализа размера частиц в сырьевых материалах был проведен металлографический анализ на микроскопе МИМ-8М. Дифференциально-термический анализ материалов с получением комплексной термической кривой выполнялся в соответствии с требованием ГОСТ 31251-2003. Для получения полных сведений о структурообразовании в керамических материалах проводилось изучение микроструктуры с помощью электронного микроскопа ЭМВ-ЮОБ. Дилатометрические исследования проводились на дилатометре ДКВ-5А в интервале температур 20-700 °С. Исследование пористой структуры керамических образцов проводилось с применением ртутного поромера 2000 «Карло Эрба». Исследование микроструктуры керамических материалов проводили с помощью электронного растрового сканирующего микроскопа Phillips 525М. Формирование структуры пористости керамических образцов исследовалось с применением метода малоуглового диффузного рассеяния рентгеновских лучей (РМУ). Микроанализ локализованных участков муллитизированного стекла керамического материала осуществлялся на установке с микрозондом фирмы «СашеЬах».

При получении керамического кирпича использовались следующие сырьевые компоненты Самарской области: в качестве глинистого сырья -бейделлитовая глина Образцовского месторождения, гидрослюдистая глина Даниловского месторождения была взята для сравнения, а каолинитовая глина Чапаевского месторождения для получения глазурованного кирпича; в качестве отощителей и интенсификаторов спекания - отходы производства минеральной ваты.

Химический состав исследуемых компонентов приведен в табл. 1.

Усредненные химические составы компонентов материалов_ Таблица 1

Компоненты Содержание оксидов, мае. %

Si02 А120з СаО MgO Fe203 R20 S03 п.п.п.

Глинистые материалы месторождений

Образцовского 55,13 19,25 2,00 1,32 7,72 1,50 1,01 8,80

Даниловского 64,20 10,30 5,68 2,20 4,02 2,50 0,50 8,40

Чапаевского 69,80 16,38 3,02 1,42 3,10 0,20 0,20 5,08

Отходы производства минеральной ваты

«Королек» 43,20 7,30 23,60 14,60 6,72 2,79 0,90 0,80

Продукт очистки отходящих дымовых газов ВПР минваты 15,30 7,98 31,20 7,60 10,60 6,79 0,98 19,30

Минералогические составы и технологические свойства глинистых материалов представлены в табл. 2 и 3.

Минералогический состав глинистых материалов_____Таблица 2

Глинистые Содержание минералов, мае. %

материалы Гидро- Кварц Гипс Поле- Каоли- Бейдел- Оксиды

месторождений слюда вой шпат нит лит железа

Даниловского 25-30 25-30 5-7 10-15 10-15 — 4-5

Образцовского 5-10 20-25 2-3 L10-15 3-5 35-45 5-7

Чапаевского — 10-20^ 2-4 20-30 45-50 — 1-3

Технологические свойства глинистых материалов _ Таблица 3

Глинистые Число Содержание Огнеупор- Спекаемость

материалы пластич- глинистых ность, °С без

месторождений ности частиц размером менее 0,005 мм деформационных искривлений

Даниловского 7-9 15-25 1100-1200 Не спекается

Образцовского 15-24 40-55 1320-1350 Не спекается

Чапаевского 10-15 30-35 1520-1550 Спекается

В процессе производства минеральной ваты не все капли расплава успевают вытянуться в нити. Часть их принимает форму шариков, жгутиков и пр. Такие включения называются «корольками». Продукт очистки отходящих дымовых газов от вагранки при получении расплава при производстве минеральной ваты (ВПР минваты) также является отходом и удаляется при производстве минеральной ваты в отдельные приемники.

На рис. 1 представлены снимки «королька» и продукта очистки отходящих дымовых газов ВПР минваты, сделанные на электронном растровом сканирующем микроскопе Phillips 525М.

Рис. 1. «Королек» -1; продукт очистки отходящих дымовых газов ВПР минваты - II: 3 - органика; 2 - стеклофаза; 3 - гематит. Увеличение: I А х50,1 Б и I В х200; II А хЮО, II Б х 1000

Исследования показали, что отходы производства минеральной ваты, содержащие стеклофазу, содержат и незначительное количество муллита, который будет центром кристаллизации муллита при обжиге керамических материалов. Кроме того, продукт очистки отходящих дымовых газов от вагранки при получении расплава при производстве минеральной ваты имеет повышенное содержание потерь при прокаливании (п.п.п.), что будет способствовать обжигу внутри кирпича. Стекловидная фаза «королька» и продукта очистки отходящих дымовых газов ВПР минваты неоднородна и под микроскопом представлена желто-бурым цветом, обусловленным наличием оксида железа, поэтому их светопреломление высокое N0 - 1,6 -1,63.

В третьей главе «Исследование реологических, сушильных свойств и оптимизация составов керамических масс по физико-механическим показателям» сказано, что для экономичности процесса сушки необходимо использовать глинистые материалы с минимальной влажностью. Исследования показали, что в глине Образцовского месторождения, в отличие от гидрослюдистой глины Даниловского месторождения, наличие разбухающего минерала бейделлита способствует более резким изменениям вязкости и повышенному содержанию влаги. Поэтому для получения керамического кирпича на основе бейделлитовой глины в составы керамических масс необходимо вводить отощители.

Для исследования влияния «королька» на сушильные свойства керамического кирпича были исследованы составы, представленные в табл. 4.

Составы керамических масс _ ___ Таблица 4

Компоненты Содержание компонентов, мае. %

1 2 3

Бейделлитовая легкоплавкая глина 70 60 50

«Королек» 30 40 50

Керамические материалы формовались пластическим методом при влажности шихты 20-25 % (в зависимости от содержания бейделлитовой глины). Физико-механические свойства высушенного кирпича приведены в табл. 5.

Физико-механические свойства высушенного кирпича_Таблица 5

Свойства Состав

1 2 3

Температура, при которой появляются трещины,°С 130 145 155

Влажность конца усадки, % 6 7 10

Относительная усадка, % 5,8 3,4 2,0

Время сушки до остаточной влажности 8 %, час 72 68 48

Механическая прочность при сжатии высушенного сырца до остаточной влажности 7-8 %, МПа 8,6 7,8 5,5

Для изучения влияния содержания «королька» на физико-механические показатели обожженного керамического кирпича были исследованы составы, приведенные в табл. 6. Составы керамических материалов готовились пластическим способом при влажности шихты 20-25 %. Сформованные образцы, высушенные до остаточной влажности не более 7-8 %, обжигались при температуре 1050 °С.

Составы керамических масс_Таблица 6

Содержание компонентов, мае. %

Компоненты 1 2 3 4 5 6 7 8

Бейделлитовая глина 100 80 75 70 65 60 55 50

«Королек» 0 20 25 30 35 40 45 50

Морозостойкость и механическая прочность керамического кирпича составов 1-8 представлены в табл. 7.

Физико-механические свойства керамического кирпича_Таблица 7

Показатели Соде ржание компонентов, мае. %

1 2 3 4 5 6 7 8

Морозостойкость, ЦИКЛЫ (К/) 67 85 91 103 105 108 98 82

Механическая прочность на сжатие, МПа (У2) 17,3 .19,3 20,9 22,7 23,8 24,8 21,4 18,9

При исследовании зависимости между содержанием «королька» и основными физико-механическими характеристиками, такими как морозостойкость и механическая прочность кирпича, использовался достаточно распространенный метод линейной регрессии. Графики зависимостей показателей кирпича: Г/, У2 - от X имеют вид, представленный на рис. 2.

Рис. 2. График зависимости морозостойкости и механической прочности на сжатие от содержания «королька»: а - морозостойкость, б - механическая прочность. 1 - экспериментальные данные, 2 - модель+95 % доверительного интервала, 3 - модель-95 % доверительного интервала

В результате исследований оказалось, что показатели керамического кирпича К/, У2 нелинейно зависят от содержания в составе «королька», обе зависимости имеют качественно подобный характер. Экспериментальные данные достоверно описываются полиномом второй степени. Для описания зависимостей морозостойкости и механической прочности на сжатие

„/ а + сХ + еХ2

использовалась модель: У\Х)=-г-, наиденная в результате

1 + ЬХ + с!Х

дополнительного исследования, которая хорошо описывает эксперимент и имеет достаточно простой вид. Установлено, что если в шихте содержание «королька», в котором СаО составляет 23,6 %, превысит 35 %, то спекание при температуре 1050 °С начинает ухудшаться, но до 40% совсем незначительно, а затем резко (рис. 2). Это объясняется тем, что увеличение содержания СаО в керамической массе, значительно интенсифицирует кристаллизацию анортита, который препятствует спеканию.

Аналогичные исследования были проведены и с составами, содержащими продукт очистки отходящих дымовых газов ВПР минваты. Для описания зависимостей У/ (водопоглощения) и Уз (морозостойкости) от X также использовалась вышеуказанная модель, а для зависимости У2

(прочности на сжатие) от X - другая модель: У(х)= ^—2.

Эксперименты подтвердили, что при увеличении содержания продукта очистки отходящих дымовых газов ВПР минваты в керамической массе более 35 % спекание начинает медленно ухудшаться, а после 40% - резко.

В четвертой главе «Физико-химические процессы при обжиге кирпича» были проведены исследования фазовых превращений при обжиге оптимальных составов. Изучению подвергались образцы оптимальных составов, мае. %: 1) бейделлитовая глина - 65, «королек» - 35; 2) бейделлитовая глина - 65, продукт очистки отходящих дымовых газов ВПР минваты - 35.

Исследования показали, что при обжиге керамического кирпича на основе бейделлитовой глины и отходов от производства минеральной ваты при температуре 950 °С происходит образование жидкой фазы, которая инициирует начало кристаллизации муллита при 1050 °С.

При температуре 950 °С на рентгенограммах исследуемых составов отмечается также появление гематита (с1/п = 0,226; 0,269; 0,370 нм, рис. 3).

При повышении температуры обжига до 1000 °С на рентгенограммах образцов составов 1,2 появляются линии кристобалита (с1/п = 0,192; 0,194; 0,403 нм).

Повышение температуры обжига до 1050 °С способствует появлению муллита (<1/п =0,182 нм; 0,200; 0,245; 0,252; 0,270 и 0,376 нм), что свидетельствует о начале его кристаллизации.

Муллит имеет короткопризматические кристаллы, что связано с высоким содержанием в сырьевых материалах ИегОз, при этом Ре3+ замещает

А13+, что приводит к ограниченному изоморфизму. Замещение ионов А13+ ионами Ре3+ укрепляет кристаллическую решетку муллита и повышает эксплуатационные свойства изделий.

А Б

Рис. 3. Рентгенограммы образцов: А - состав 1; Б - состав 2. Температура обжига, °С: 1 - 950,2 - 1000,3 - 1050

Формирование прочности и пористой структуры керамических строительных материалов определяется муллитизацией стекла, служащей основной частью каркаса керамики. Химический и минеральный составы в участке муллитизированной стеклофазы керамических материалов на основе бейделлитовой глины и отходов производства минеральной ваты были установлены методом локального рентгеноспектрального анализа с помощью

микрозонда фирмы «СатеЬах», а с помощью электронного микроскопа определен их фазовый состав.

Необычная форма кристаллов муллита (рис. 4) возникает из-за высокого содержания Ре203, причем в составе 2 - более высокое содержание оксида железа, чем в составе 1 (табл. 8). С возникновением твердых растворов замещения образуется муллит различного химического состава. При этом Ре'+ замещает А1"'+. Внедрение ионов железа приводит к кристаллизации муллита в виде коротко призматических кристаллов вместо тончайших игл и удлиненно призматических кристаллов.

А Б

Рис. 4. Микроструктура муллитизированной стеклофазы, исследуемых составов: А - 1; Б — 2. Увеличение: А х8000; Б х10000

Содержание муллитизированной стеклофазы в составах 1 и 2; соответственно равны 35-45 и 30-35 %. Расчетный химический состав оптимальных составов 1 и 2 представлен в табл. 8.

Расчетный химический состав керамических масс_________ Таблица 8

Состав Содержание оксидов, мае. %

8Ю2 А120з Ре203 СаО МйО 1120 П.п.п.

1 51,48 14,47 6,12 10,64 6,63 2,12 5,60

2 40,32 Г 14,74 7,67 13,68 3,83 3,62 13,00

На основании результатов локального химического анализа выполнен расчет содержания муллита в муллитизированной стеклофазе исследуемых составов 1 и 2. При этом предполагалось, что весь глинозем связан в муллит ЗАЬОз^Юг, в котором содержание А1203 составляет 71,8% , а БЮ2 - 28,2 %. По рентгеноспектрограмме в образцах состава 1 среднее содержание 8Ю2 оказалось равным 49,5% , а А1203 - 12,5%, следовательно, содержание муллита может составлять 17,46 %. Содержание муллита в образцах состава 2 равно 18,10%.

Применение керамического глазурованного кирпича для облицовки фасадов делает здание более эстетичным, долговечным и создает предпосылки для значительного снижения расходов при его эксплуатации. С учетом периодических ремонтов стоимость поверхности, облицованной керамикой, в 2-3 раза ниже по сравнению с другими видами отделки фасадов зданий.

Для получения глазурованного керамического кирпича исследовались два состава, мае. %: I) бейделлитовая глина - 57, чапаевский каолин — 8 (приблизительное среднее содержание каолина в глазурях), «королек» - 35; 2) бейделлитовая глина - 57, чапаевский каолин - 8, продукт очистки отходящих дымовых газов ВПР минваты - 35.

Исследования показали, что для получения термостойкого глазурованного керамического кирпича состава 1, имеющего TKJIP - 6,53 ■ IQ-6 необходимо использовать легкоплавкую глазурь марки ЩЛСО, которая имеет TKJIP - 6,45 • 10"6 "С'1. Термостойкость глазурованного керамического кирпича, покрытого глазурью ЩЛСО, равнялась 155 "С, глазурями ЛГ-77,24/75 и Н-23 соответственно -110,130 и 100 °С.

Для керамического кирпича состава 2, имеющего ТКЛР - 6,41 10"6 "С'1, необходимо использовать легкоплавкую глазурь марки 24/75, которая имеет ТКЛР - 6,40-10"6 °С"' и более высокое содержание мела. Термостойкость глазурованного керамического кирпича, покрытого глазурью 24/75, равнялась 140 °С, глазурями ЛГ-77, ЩЛСО и Н-23 соответственно - 90, 120 и 100 °С.

В пятой главе «Ресурсосберегающая технология производства кирпича, его эксплуатационные свойства и опытно-промышленные испытания» для производства керамического кирпича с использованием отходов производства минеральной ваты представлена ресурсосберегающая технология. Исследования показали, что использование отходов производства минеральной ваты в составах керамических масс позволяет исключить из технологической схемы дробильное оборудование: щековые и молотковые дробилки для измельчения отощителя.

В работах Э.М. Вершининой, М.К. Гальпериной, A.B. Лыкова было установлено, что поры размером 10"5-10"7 м влияют на основные свойства керамических изделий, т.к. могут быть заполнены водой за счет адсорбции влаги из влажного воздуха. При замерзании воды в порах происходит увеличение ее объема на 9 %, что является причиной разрушения керамических строительных материалов. Изучение структуры пористости керамического кирпича проводилось на оптимальных составах.

Исследования показали, что введение в составы керамических масс отхода производства минеральной ваты - «королька» при температуре обжига 1050 °С способствует равномерному распределению пор по размерам. Содержание пор размером от 10'5 до 10"6 м составляет 36 %. A.C. Беркман и И.Т. Мельникова «опасными» считают поры размером менее 10"6 м.

Содержание таких «опасных» пор в образцах с отходами минеральной ваты заметно снижается с 44% до 23 и 0%.

Испытание опытных образцов керамического кирпича на ООО «Челно-Вершинский комбинат строительных материалов» показало, что введение в керамическую массу «королька» и продукта очистки отходящих дымовых газов ВПР минвагы значительно улучшает физико-механические показатели кирпича. Для получения опытно-экспериментальных образцов керамического кирпича использовались оптимальные составы, приведенные в табл. 9.

Оптимальные составы керамических масс_Таблица 9

Компоненты Содержание компонентов, мае. %

Состав 1 Состав 2

Образцовская бейделлитовая глина 60 60

«Королек» 40 0

Продукт очистки отходящих дымовых газов ВПР минваты 0 40

Физико-механические показатели керамического кирпича представлены в табл. 10.

Физико-механические показатели кирпича__Таблица 10

Показатели Составы

1 2

Прочность при сжатии, МПа 18,8 16,8

Среднеквадратическое отклонение 1,2 0,6

Коэффициент вариации, % 3 2

Прочность при изгибе, МПа 3,2 2,8

Морозостойкость, циклы >50 35

Плотность кирпича, кг/м3 1800 1400

Водопоглощение, % 8 10

Огневая усадка, % 3,3 2,4

Общая усадка, % 6,7 5,8

Согласно требованию ГОСТ 530-2007 «Кирпич и камень керамические. Общие технические условия», полученные кирпичи, содержащие «королек» и продукт очистки отходящих дымовых газов ВПР минваты, соответствовали маркам М 175 и М 150 соответственно.

Ожидаемый экономический эффект по расчетам 2009 года составит 12 млн. рублей при годовой производительности ООО «Челно-Вершинский комбинат строительных материалов» - 20 млн. штук кирпича. Наряду с этим, утилизация отходов производства минеральной ваты способствует улучшению экологической обстановки в Самарской области.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Отходы производства минеральной ваты, содержащие стеклофазу, содержат незначительное количество муллита, который будет центром кристаллизации муллита при обжиге керамических материалов. Продукт очистки отходящих дымовых газов ВПР минваты имеет повышенное содержание потерь при прокаливании (п.п.п.=19,3 %) и железа (Fe203=10,6 %), что будет способствовать обжигу внутри кирпича и инициировать образование жидкой фазы при температурах не выше 950 °С.

2. Установлены оптимальные составы для производства керамического кирпича на основе бейделлитовой глины с применением отходов минераловатного производства. Выявлено, что введение в состав керамической шихты до 40 % «королька» способствует увеличению однородности, улучшению реологических и сушильных свойств шихты, снижает проявление склонности к пластическому разрушению и свилеобразованию при формовании изделий. При большем количестве «королька» проявляется низкая способность к растяжению структуры шихты.

3. Исследованы фазовые превращения, протекающие при обжиге кирпича. Установлено, что при обжиге керамического кирпича на основе бейделлитовой глины и отходов от производства минеральной ваты образование жидкой фазы происходит при температуре 950 °С, что способствует кристаллизации муллита при 1050 °С.

4. Исследования показали, что для получения термостойкого глазурованного керамического кирпича на основе бейделлитовой глины и отходов производства минеральной ваты из оптимальных составов необходимо использовать легкоплавкие глазури марок ЩЛСО и 24/75.

5. Изучена структура пористости кирпича при различных температурах обжига, а также взаимосвязь фазового состава и структуры пористости с физико-механическими показателями кирпича.

6. Выявлено, что повышение температуры обжига до 1050 °С приводит к снижению содержания «опасных» пор в составах, содержащих отходы минераловатного производства. Введение в составы керамических масс «королька» и продукта очистки отходящих дымовых газов ВПР минваты способствует получению однородной по размерам пористости в образцах.

7. Установлено, что полученные в производственных условиях кирпичи, содержащие «королек» и продукт очистки отходящих дымовых газов ВПР минваты, соответствовали маркам М175 и М150, соответственно, согласно требованию ГОСТ 530-2007 «Кирпич и камень керамические. Общие технические условия».

Ожидаемый экономический эффект при годовом выпуске на ООО «Челно-Вершинский комбинат строительных материалов» 20 млн. шт. кирпича из бейделлитовой глины, содержащего 40 % отходов производства минеральной ваты, составит 12 млн. рублей в год, причем без учета экологической выгоды. Расчет экономического эффекта производился в 2009 году.

Основные положения диссертации опубликованы:

- в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК по направлению «Строительство и архитектура»:

1. Вдовнна, Е.В. Исследование механизма формирования глазури в процессе обжига глазурованного кирпича на основе бейделлитовой глины и отходов производства минеральной ваты / Е.В. Вдовина, В.З. Абдрахимов //Научный вестник ВГАСУ. Строительство и архитектура. - 2011. -№1(21).-С. 40-47.

2. Вдовина, Е.В. Термические исследования керамических масс на основе бейделлитовой глины и отходов производства минеральной ваты / Е.В. Вдовииа, В.З. Абдрахимов // Строительство и реконструкция. ОрелГТУ. -2010.-№4(30).-С. 50-52.

3. Вдовина, Е.В. Фазовые превращения при обжиге керамических композиционных материалов на основе бейделлитовой глины и отходов производства минеральной ваты / Е.В. Вдовина, Е.С. Абдрахимова // Известия вузов. Строительство. - 2007. -№11.- С. 59-65.

4. Абдрахимова, Е.С. Исследование методом локального рентгеноспектрального анализа муллитизированной стеклофазы в керамических композиционных материалах / Е.С. Абдрахимова, Е.В. Вдовина // Известия вузов. Строительство. - 2008. -№2. - С. 26-31.

5. Абдрахимова, Е.С. Методика исследования состава газов, выделяющихся при обжиге керамического композиционного материала на основе бейделлитовой глины и продукта сгорания от базальтовой шихты / Е.С. Абдрахимова, Е.В. Вдовина // Известия вузов. Строительство. - 2008. -№9. - С. 25-29.

- в патентах:

6. Пат. 2354626 С2 РФ МПК С04В 33/135. Керамическая масса для изготовления керамического кирпича / Абдрахимова Е.С., Вдовина Е.В., Абдрахимов В.З., Абдрахимов A.B., Кожевников В.И.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Самарск. гос. арх.-строит. ун-т. -№2007121989/03; заявл. 13.06.07; опубл. 10.05.09, Бюл. №13. -4 с.

7. Положит, реш. о выд. пат. № 2009138183/03(054048). Керамическая масса для изготовления керамического кирпича / Вдовина Е.В., Абдрахимов В.З.; заявл. 15.10.09.

- в монографиях:

8. Абдрахимова, Е.С. Технологические принципы использования отходов минеральной ваты и физико-химические процессы при обжиге керамического кирпича / Е.С. Абдрахимова, Е.В. Вдовииа. - Самара: ООО «Центр перспективного развития», 2009. - 89 с.

9. Абдрахимов, В.З. Исследование железосодержащего сырья и его классификация по функциональной пригодности в производстве керамических материалов / В.З. Абдрахимов, Е.В. Вдовина. - Самара: Самарск. гос. арх.-строит. ун-т, 2010. - 118 с.

- в отраслевых изданиях и материалах конференций:

10. Вдовнна, Е.В. Определение черной сердцевины при обжиге кирпича из бейделлитовой глины и продукта сгорания базальтовой шихты / Е.В. Вдовина, Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов // Башкирский химический журнал. - 2007-Т. 14, №2.-С. 102-104.

11. Вдовина, Е.В. Исследование тепломассообменных процессов при обжиге керамических материалов / Е.В. Вдовина, Е.С. Абдрахимова // Башкирский химический журнал. - 2007. -Т. 14, №5. - С. 110-112.

12. Вдовнна, Е.В. Дилатометрические, ИК-спектроскопические и электронно-микроскопические исследования композиционного керамического материала из техногенного сырья и легкоплавкой глазури / Е.В. Вдовина, В.З. Абдрахимов // Строительный вестник Российской инженерной академии. - М. - 2009. -Вып.Ю. - С. 116-120.

13. Вдовина, Е.В. Физико-химические процессы в керамических материалах на основе бейделлитовой глины и отходов производства минеральной ваты при различных температурах обжига / Е.В. Вдовина, В.З. Абдрахимов // Строительный вестник Российской инженерной академии. -М. - 2010. -Вып. 11. - С. 47-51.

14. Вдовина, Е.В. ИК-спектроскопические исследования легкоплавкой глазури / Е.В. Вдовина, Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов // Проблемы строительного комплекса России: материалы XI Международной научно-технической конференции при XI специализированной выставке «Строительство. Коммунальное хозяйство - 2007». - Уфа, 2007. - С. 112-114.

15. Вдовина, Е.В. Использование отходов базальтовой шихты в производстве кирпича / Е.В. Вдовина, Е.С. Абдрахимова // Материалы 64-й Всероссийской научно-технической конференции по итогам НИР за 2006 г. /СГАСУ. - Самара, 2007,- С. 153-154.

16. Вдовина, Е.В. Влияние фазового состава на морозостойкость керамического кирпича / Е.В. Вдовина // Строительство - 2008: материалы Международной научно-практической конференции. - Ростов на Дону, 2008. -С. 141-143.

17. Вдовнна, Е.В. Физико-химические процессы при обжиге керамических материалов с использованием отхода от производства минеральной ваты - «королька» / Е.В. Вдовина, В.З. Абдрахимов, И.В. Ковков // Повышение энергоэффективности зданий и сооружений: межвузовский сборник научных трудов - Самара, 2008,-Вып. 3 - С. 169-180.

18. Абдрахимов, В.З. Исследование при различных температурах обжига состава выделяющихся газов в керамических композиционных материалах / В.З. Абдрахимов, Е.В. Вдовина, И.В. Ковков // Повышение энергоэффективности зданий и сооружений: межвузовский сборник научных трудов. - Самара, 2008. - Вып. 3. - С. 142-159.

19. Вдовина, Е.В. Физико-химические методы исследования бейделлитовой глины и «королька» от производства минеральной ваты / Е.В. Вдовина, В.З. Абдрахимов // Надежность и долговечность строительных

материалов, конструкций и оснований фундаментов: материалы V Международной конференции. - Волгоград, 2009. - С. 61-66.

20. Вдовина, Е.В. Экологические и практические аспекты использования «королька» (отхода производства минеральной ваты) в производстве кирпича / Е.В. Вдовина, Е.С. Абдрахимова // Материалы 66-й Всероссийской научно-технической конференции по итогам НИР за 2008 г.Самара: СГАСУ, 2009. - 4.1. - С. 165.

21. Вдовина, Е.В. Физико-химические методы исследования продукта очистки дымовых газов, отходящих от вагранки при производстве минеральной ваты / Е.В. Вдовина, В.З. Абдрахимов // Традиции и инновации в строительстве и архитектуре: материалы 67-й Всероссийской научно-технической конференции по итогам НИР 2009 г. - Самара: Изд-во Самарский гос. арх.-строит, ун-т, 2010 - С.213-215.

22. Абдрахимов, В.З. Глина Образцовского месторождения Самарской области - местное сырье для производства керамических материалов/ В.З. Абдрахимов, Е.В. Вдовина // Кадастр и геоинформационные технологии в управлении городским хозяйством: сборник материалов II Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. - Самара: Изд-во Самарский муниципальный институт управления, 2010. - С. 163-171.

23. Вдовина, Е.В. Влияние продукта очистки отходящих дымовых газов от вагранки при получении расплава в производстве минеральной ваты на фазовый состав керамического кирпича / Е.В. Вдовина // Актуальные проблемы экологии и охраны труда: сборник статей II Международной научно-практической конференции. - Курск: Курский гос. техн. ун-т, 2010. -С. 62-66.

24. Вдовина, Е.В. Влияние отхода производства минеральной ваты -«королька» на реологические и сушильные свойства керамической шихты / Е.В. Вдовина // Качество и инновации - основа современных технологий: сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции. -Новосибирск: НГАСУ (Сибстрин), 2010.-С. 155-157.

ВВЕДЕНИЕ

1 ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ КЕРАМИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

1.1 Исследования по использованию техногенного сырья в производстве керамических материалов, проведенные в России, республиках СНГ и дальнем зарубежье

1.2 Обжиг керамических материалов и физико-химические процессы, связанные с ним

1.3 Гипотеза, цель и задачи исследования

2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И СЫРЬЕВЫЕ МАТЕРИАЛЫ

2.1 Методы исследования

2.2 Сырьевые материалы

2.2.1 Образцовская бейделлитовая глина

2.2.2 Отходы производства минеральной ваты

2.3 Выводы

3 ИССЛЕДОВАНИЕ РЕОЛОГИЧЕСКИХ, СУШИЛЬНЫХ СВОЙСТВ И ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВОВ КЕРАМИЧЕСКИХ МАСС ПО ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИМ ПОКАЗАТЕЛЯМ

3.1 Исследование реологических свойств глинистых материалов различного химико-минералогического состава

3.2 Влияние «королька» на реологические и сушильные свойства керамической шихты

3.3 Оптимизация составов керамических масс для производства кирпича по физико-механическим показателям с применением продукта очистки отходящих дымовых газов ВПР минваты

3.4 Оптимизация составов керамических масс для производства кирпича по физико-механическим показателям с применением королька»

3.5 Выводы

4 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ОБЖИГЕ КИРПИЧА

4.1 Исследование превращения железа при различных температурах обжига кирпича

4.2 Фазовые превращения при различных температурах обжига кирпича

4.3 Исследование методом локального рентгеноспектрального анализа участка муллитизированной фазы керамического кирпича

4.4 Термическое исследование керамических масс

4.5 Исследования механизма формирования глазури в процессе обжига глазурованного кирпича

4.6 Выводы

5 РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА КИРПИЧА, ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА И ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ

5.1 Ресурсосберегающая технология производства керамического кирпича

5.2 Исследование структуры пористости кирпича из оптимальных составов с отходами минеральной ваты при различных температурах обжига

5.3 Влияние фазового состава на морозостойкость керамического кирпича

5.4 Исследование состава газовой среды при обжиге кирпича

5.5 Опытно - промышленные испытания

5.6 Выводы 137 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 139 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 144 ПРИЛОЖЕНИЕ

Реализация национального проекта «Доступное и комфортное жилье гражданам Российской Федерации» способствовала массовому строительству жилищных комплексов и инфраструктуры, вследствие чего увеличилась потребность в качественных и долговечных строительных материалах. В последние годы керамическая промышленность России переживает определенный подъем. Первое место по объемам производства среди строительной керамики по праву занимает керамический кирпич [96, 112,122].

Наступивший финансовый кризис вносит коррективы во все отрасли, в т.ч. и строительную [173]. Правительство Российской Федерации делает все возможное по дальнейшей реализации национального проекта. Наиболее актуальное задание на текущий момент - снижение стоимости строительства.

В стоимости построенного жилого дома доля строительных материалов составляет 15-25 % [31, 178], тогда как при их производстве стоимость сырья иногда достигает 40-45 %. В связи с этим проблема снижения цены сырьевых материалов в производстве керамического кирпича в России приобретает особую актуальность. Одним из аспектов решения этой проблемы является использование промышленных отходов. Разработка составов и технологий, позволяющих использовать техногенное сырье в производстве строительных керамических материалов, способствует рациональному применению и значительному сохранению имеющихся природных традиционных сырьевых ресурсов, использованию вырабатываемых и уже накопленных техногенных отложений, охране окружающей среды, утилизации промышленных отходов и снижению экологической напряженности в регионе, расширению сырьевой базы для строительных материалов.

В большинстве областей России отсутствуют или ограничены месторождения кондиционных глин и отощителей, пригодных для производства высокомарочного кирпича. Для производства керамического кирпича основным сырьем являются легкоплавкие глины и суглинки [32, 46,

112, 185], а лучшими являются глины гидрослюдисто-каолинитового или каолинит-гидрослюдистого состава.

Некоторые кирпичные заводы Самарской области работают на легкоплавких глинах с повышенным содержанием бейделлита, относящегося к группе монтмориллонита. Монтмориллонит способен интенсивно поглощать довольно большое количество воды, прочно ее удерживать и трудно отдавать при сушке, а также сильно набухать при увлажнении с увеличением в объеме до 16 раз [6, 52, 157]. Поэтому для производства кирпича из таких глин необходимо изыскание отощителей для сокращения сроков сушки и усадки.

В качестве отощающих материалов для производства керамического кирпича в Самарской области в основном используют сильно запесоченные легкоплавкие глины с содержанием 8Ю2 до 65-70 % [1, 2, 73, 74]. С увеличением содержания отощающих материалов облегчается перемещение влаги из глубинных слоев к поверхности, сокращаются продолжительность и стоимость сушки [6, 8, 52].

Техногенное сырье с повышенным содержанием оксида железа и кальция, помимо снижения чувствительности глин к сушке, еще и интенсифицирует процессы обжига (снижает температуру обжига) кирпича [3-5, 105, 139, 140, 143-145, 159]. Особо интересно использование в керамических массах кальцийсодержащего техногенного сырья, применяемого в качестве отощителя, сведения о котором редко встречаются в литературе. Общеизвестно, что СаО, несмотря на высокую температуру плавления, в глиносодержащих массах является сильным плавнем, т.к. образует с А1203 и 8Ю2 сравнительно легкоплавкие соединения [3-5, 48, 76, 77, 79, 81, 82, 84, 159]. По данным авторов работ [142, 146-148, 150, 159] при температурах близких к 1000 °С взаимодействие между СаО и глинистыми веществами проявляется мало. При более высоких температурах реакция интенсифицируется, и образуются легкоплавкие соединения, эвтектики и стекла, которые уплотняют черепок.

Одним из эффективных способов экономии природных материалов является использование техногенного сырья, вместе с этим происходит утилизация побочных продуктов [3-5, 31, 69, 72, 81, 178, 179], вносится вклад в охрану окружающей среды, что положительно сказывается на экологической обстановке региона.

Производство керамического кирпича - это сложный материалоемкий процесс, поэтому рациональное использование топлива, сырья и других материальных ресурсов становится решающим фактором его успешного развития в условиях экономического кризиса. Особую актуальность приобретает в связи с этим применение в производстве керамического кирпича техногенных отходов [6, 8].

Диссертационная работа входит в задание по аналитической ведомственной целевой программе «Развитие научного потенциала высшей школы» (2009-2010 годы) проекта «Исследование влияния железосодержащего традиционного природного и техногенного сырья на спекание керамических материалов. Влияние Fe т и Fe ^ на образование низкотемпературного муллита».

Поиск вариантов решения проблемы, включающей использование техногенного сырья и повышение качества кирпича, позволил сформулировать цель: разработка теоретических и практических основ технологии высокоэффективного кирпича из бейделлитовой глины с применением отходов минераловатного производства, обеспечивающих утилизаъщю техногенного сырья и повышение физико-механических показателей керамического кирпича.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- изучить химико-минералогические составы, физико-механические, реологические, термические и технологические свойства сырьевых материалов и керамической шихты;

- установить оптимальные составы для производства керамического кирпича на основе бейделлитовой глины с применением отходов производства минеральной ваты;

- исследовать фазовые превращения, протекающие при обжиге керамического кирпича;

- изучить структуру пористости при различных температурах обжига кирпича;

- изучить взаимосвязь фазового состава и структуры пористости с физико-механическими свойствами керамического кирпича;

-исследовать возможность получения глазурованного керамического кирпича с повышенной термостойкостью.

В керамическом кирпиче с применением техногенных отходов физико-химические процессы структурообразования существенно отличаются от аналогичных процессов, происходящих при использовании традиционных природных материалов [122, 139, 144]. Эти отличия связаны со сложными химико-минералогическими составами техногенного сырья и обусловлены наложением дополнительных эффектов на известные процессы при обжиге, что затрудняет исследование новообразований [7, 8].

Достоверность

Достоверность и обоснованность научных выводов и результатов работы обеспечена большим объемом выполненных экспериментов с применением стандартных и современных методов исследования: рентгенографического, ИК-спектроскопического, электронной микроскопии, ртутной порометрии, дилатометрического, малоуглового диффузного рассеяния рентгеновских лучей, ядерной гамма-резонансной спектроскопии (ЯГРС) и других. При проведении экспериментальных методов анализа использовалось поверенное оборудование. Выводы и рекомендации работы подтверждены выпуском опытной партии образцов кирпичей в производственных условиях.

Научная новизна работы

1. Выявлено, что использование отходов минеральной ваты, содержащих более 10% Ре203, в производстве керамического кирпича на основе бейделлитовой глины обеспечивает при относительно низкой температуре 950°С образование железистых стекол, благоприятствующих протеканию реакций для кристаллизации муллита.

2. При увеличении температуры обжига до 1050°С происходит кристаллизация короткопризматического муллита, что связано с замещением ионов А13+ на Ре3+. Кристаллизация муллита в керамическом кирпиче способствует повышению его физико-механических показателей.

3. Выявлено, что введение отхода минераловатного производства -«королька» в составы керамических масс на основе бейделлитовой глины, способствует равномерному распределению пор по размерам при температуре обжига 1050 °С.

На защиту выносятся вопросы:

- результаты исследований влияния отходов минеральной ваты на фазовые превращения и физико-механические показатели кирпича;

- результаты исследований фазовых превращений и пористости при обжиге керамического кирпича;

- результаты исследования взаимосвязи фазового состава и пористости кирпича с его физико-механическими показателями;

- результаты исследования получения глазурованного керамического кирпича с повышенной термостойкостью; ресурсо- и энергосберегающая технология производства керамического кирпича с применением отходов минеральной ваты, используемых в качестве отощителей и интенсификаторов спекания;

- результаты промышленного освоения и технико-экономическое обоснование производства керамического кирпича с применением отходов производства минеральной ваты.

Практическая значимость работы

Впервые разработаны составы керамических масс для производства керамического кирпича на основе бейделлитовой глины с применением в качестве отощителей и интенсификаторов спекания отходов производства минеральной ваты, что подтверждено патентом РФ, апробированные в производственных условиях на ООО «Челно-Вершинский комбинат строительных материалов». Получены высокоэффективные керамические кирпичи М150 и М175 при температуре обжига 1050 °С. Благодаря замене традиционного природного песка на техногенное сырье и за счет повышения физико-механических показателей кирпича, ожидаемый экономический эффект, рассчитанный в 2009 г., составит 12 млн. рублей при выпуске на этом предприятии 20 млн. штук кирпичей в год.

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на международных, всероссийских, межвузовских конференциях, в том числе: Международной научно-технической конференции «Новые энерго- и ресурсосберегающие наукоемкие технологии в производстве строительных материалов» (Пенза, 2006г.); 64-й, 65-й, 66-й Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы в строительстве и архитектуре. Образование. Наука. Практика» (Самара, 2007г., 2008г., 2009г.); XI международной научно-технической конференции при XI специализированной выставке «Строительство. Коммунальное хозяйство 2007» (Уфа, 2007г.); Международной научно-практической конференции «Строительство - 2008» (Ростов на Дону, 2008г.); V Международной конференции «Надежность и долговечность строительных материалов, конструкций и оснований фундаментов» (Волгоград, 2009г.); 67-й Всероссийской научно-технической конференции «Традиции и инновации в строительстве и архитектуре» (Самара, 2010); II Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Кадастр и геоинформационные технологии в управлении городским хозяйством» (Самара, 2010); Всероссийской научно-практической конференции «Качество и инноваций - основа современных технологий» (Новосибирск, 2010г.); II Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии и охраны труда» (Курск, 2010г.).

Вклад автора в разработку проблемы

Автором выполнено научное обоснование работы, разработана программа экспериментальных и теоретических исследований, изучены отходы производства минеральной ваты как сырье для производства керамического кирпича, проведены анализ и обработка результатов исследований, осуществлена организация и проведение экспериментальных исследований в лабораторных и производственных условиях, организация и участие по внедрению технологических решений. В работах, выполненных в соавторстве, автором сделан основной вклад, выражающийся в формулировании целей и задач исследований, теоретической и методологической разработке, личном участии в проведении экспериментов и обобщении результатов исследований.

Публикации

По теме диссертации опубликованы 5 статей в журналах, рекомендованных ВАК России по направлению «Строительство и архитектура», получен патент РФ и 1 положительное решение на патент РФ, две монографии, 15 научных работ в отраслевых изданиях и материалах конференций.

Структура и объем

Диссертация объемом 188 страниц включает 32 таблицы и 59 рисунков, состоит из введения, пяти разделов, общих выводов, библиографического списка из 193 наименований и приложения.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Выявлено, что основным глинистым минералом в легкоплавкой глине Образцовского месторождения является редко встречающийся минерал - бейделлит, относящийся к группе монтмориллонита. Проведенные исследования показали, что бейделлитовая глина Образцовского месторождения по числу пластичности и связующим свойствам может быть использована в качестве основного глинистого компонента для производства кирпича. Бейделлитовая глина содержит минерал гематит, который будет способствовать образованию жидкой фазы и процессам спекания кирпича при температурах обжига 1000-1050 °С.

2. Исследования показали, что отходы производства минеральной ваты, содержащие стеклофазу, содержат и незначительное количество муллита, который будет центром кристаллизации муллита при обжиге керамических материалов. Продукт очистки отходящих дымовых газов ВПР минваты имеет повышенное содержание потерь при прокаливании (п.п.п.=Т9,3 %) и железа (Бе203=10,6 %), что будет способствовать обжигу внутри кирпича и инициировать образование жидкой фазы при температурах не выше 950 °С.

3. Установлено, что наличие разбухающего минерала бейделлита в глинистых материалах способствует более резким изменениям вязкости. Предельное снижение вязкости в гидрослюдистых глинах с примесью каолинита и бейделлитовых глинах с примесью гидрослюды и каолинита достигается при введении в них электролита в количестве 12-15 мэкв/10"1 кг. Большее увеличение содержания электролита приводит к резкому увеличению вязкости суспензий до максимума, мэкв/10"1 кг: для бейделлитовой - 32, а гидрослюдистой - 34. При дальнейшем увеличении концентрации электролита происходит незначительное уменьшение вязкости суспензии.

4. Выявлено, что введение в состав керамической шихты «королька» до 40 % способствует увеличению однородности, улучшению реологических и сушильных свойств шихты, снижает проявление склонности к пластическому разрушению и свилеобразованию при формовании изделий. При большем количестве «королька» проявляется низкая способность к растяжению структуры шихты.

5. Исследования показали, что водопоглощение, механическая прочность и морозостойкость нелинейно зависят от содержания в составе керамической массы продукта очистки отходящих дымовых газов ВПР минваты. Для описания зависимостей водопоглощения и морозостойкости а + сХ + еХ2 использовалась модель У(Х) ---, а для зависимости прочности от

У ; \ + ЪХ + с1Х2 содержания продукта очистки отходящих дымовых газов ВПР минваты

У(х) = —а + . Найденные модели очень хорошо описывают 7 1 + ЬХ + с1Х2 эксперимент и имеют достаточно простой вид.

6. В результате проведенного исследования было впервые установлено, что, при увеличении содержания продукта очистки отходящих дымовых газов ВПР минваты в керамической массе более 35 %, спекание начинает незначительно ухудшаться, а после 40% - резко. Это объясняется тем, что увеличение в керамической массе количества СаО, содержание которого в продукте очистки отходящих дымовых газов ВПР минваты составляет 31,2%, значительно интенсифицирует кристаллизацию анортита.

7. Выявлено, что морозостойкость и механическая прочность керамического кирпича нелинейно зависят от содержания в составе «королька», обе зависимости имеют качественно подобный характер. Экспериментальные данные достаточно хорошо описываются полиномом второй степени. Для описания зависимостей морозостойкости и механической прочности на сжатие использовалась модель а + сХ + еХ2

У{Х) = -———' наиДенная в результате дополнительного исследования, которая очень хорошо описывает эксперимент и имеет достаточно простой вид.

8. Установлено, что при температуре 1050 °С в кирпиче, полученном на основе бейделлитовой глины и отходов минеральной ваты, содержащих более 10 % БегОз, наблюдается существенное изменение спектра центра образцов, что связано с муллитообразованием и изоморфным вхождением ионов железа в структуру муллита.

9. Выявлено, что при обжиге керамического кирпича на основе бейделлитовой глины и отходов минераловатного производства муллит образуется при 1050 °С. Муллит имеет короткопризматические кристаллы, что связано с высоким содержанием в сырьевых материалах Ре203, при этом Ре3т замещает А13+, что приводит к ограниченному изоморфизму.

10. Локальным рентгеноспектральным анализом определены качественные и количественные составы муллитизированного стекла -основного структурного элемента керамики, обеспечивающего прочность готовых изделий. Исследования показали, что муллитизированной стеклофазы образуется больше в составе 2, содержащем продукт очистки отходящих дымовых газов ВПР минваты, чем в составе 1, содержащем «королек». Следовательно, кислотостойкость образцов состава 2 должна быть выше кислотостойкости образцов состава 1. Но в образцах состава 2 образуется больше гематита, который не способствует повышению кислотостойкости керамических материалов. Кроме того, в составе 2 за счет частичного изоморфного замещения ионов А1+3 ионами Ре3+ образуется структурно несовершенный муллит, который также не способствует повышению кислотостойкости.

11. Термические исследования позволяют регулировать процессы обжига керамических материалов с применением техногенного сырья и определять его рациональные режимы с учетом эндотермического и экзотермического эффектов в интервале температур физико-химических превращений.

12. В результате проведенного исследования было установлено, что в процессе формирования глазури ЩЛСО происходит фазовое разделение стекла, т.е. ликвация, которая предшествует кристаллизационному процессу. В результате ликвации стекло глазури в области повышенного содержания кремния разделяется на области, обогащенные кремнеземом, цирконием, натрием, бором и кальцием. Исследование термообработанных монолитов также показывает, что ликвационная структура заметно снижается при температурах 700 и 950 °С. Температурный интервал ликвации является функцией условий термообработки глазури.

13. Исследования показали, что использование в составах керамических масс отходов производства минеральной ваты позволяет исключить из технологической схемы дробильное оборудование: щековые и молотковые дробилки для измельчения отощителя.

14. Выявлено, что повышение температуры обжига до 1050 °С приводит к снижению содержания «опасных» пор в составах, содержащих отходы минераловатного производства. Введение в составы керамических I масс отходов производства минеральной ваты способствует формированию однородной по размерам пористости в образцах.

15. Установлено, что стеклофаза и муллит способствуют повышению, а кристобалит - снижению морозостойкости кирпича, так как кристобалит разрыхляет керамический черепок вследствие увеличения его в объеме. Введение в керамические массы продукта очистки отходящих дымовых газов ВПР минваты снижает содержание кристобалита.

16. Исследования показали, что при обжиге керамических образцов в интервале температур 350-550 °С отмечается интенсивное уменьшение содержания окислителя (кислорода) и нейтрального газа (азота). В интервале температур 550-1050 °С снижение содержания кислорода и азота — незначительное. При 1050 °С выделяется в основном СО, так как при температурах выше 950 °С начинается интенсивная усадка керамического материала, что затрудняет диффузию кислорода и, соответственно, выгорание углистого остатка. Чтобы предотвратить появление черноты внутри керамического материала, необходимо обеспечить выдержку при температурах 800-950 °С.

17. Установлено, что, согласно требованию ГОСТ 530-2007 «Кирпич и камень керамические. Общие технические условия», полученные в производственных условиях кирпичи, содержащие «королек» и продукт очистки отходящих дымовых газов ВПР минваты, соответствовали маркам М 175 и М 150 соответственно.

Ожидаемый экономический эффект при годовой производительности на ООО «Челно-Вершинский комбинат строительных материалов» 20 млн. штук кирпича, содержащего 40 % отходов производства минеральной ваты, составит 12 млн. рублей в год. Расчет экономического эффекта без учета экологической выгоды производился в 2009 году.

1. Абдрахимов, В.З. Применение техногенного сырья в производстве кирпича и черепицы / В.З. Абдрахимов, Е.С. Абдрахимова, Д.В. Абдрахимов,

2. A.B. Абдрахимов. Санкт-Петербург: Недра, 2004. - 126 с.

3. Абдрахимов, В.З. Классификация техногенного сырья предприятий металлургии и энергетики по ее функциональной пригодности в производстве керамических материалов / В.З. Абдрахимов, Е.С. Абдрахимова // Известия вузов. Строительство. 2004. -№10. - С. 33-35.

4. Абдрахимов, В.З. Исследование процессов фазообразования при обжиге кирпича с добавками отходов энергетики и цветной металлургии /

5. B.З. Абдрахимов // Вестник ВКТУ. -Усть-Каменогорск, 1999. -№4 С. 49-54.

6. Абдрахимов, В.З. Физико-химические процессы структурообразования в керамических материалах на основе отходов цветной металлургии и энергетики / В.З. Абдрахимов, Е.С. Абдрахимова; Восточно

7. Казахстанский государственный технический университет. Усть-Каменогорск, 2000. - 375 с.

8. Абдрахимов, В.З. Экологические аспекты использования отходов производств и классификация их по пригодности для изготовления керамического кирпича / В.З. Абдрахимов, Е.С. Абдрахимова // Экология и промышленность России. -2009. -№6. С. 41-43.

9. Абдрахимов, В.З. Использование золы ТЭС и искусственных песков в производстве облицовочной керамики // Комплексное использование минерального сырья. -1991. -№1. С. 49-51.

10. Абдрахимов, В.З. Применение отходов энергетики в производстве фасадной плитки / В.З. Абдрахимов // Строительные материалы и конструкции. Киев, 1987. -№4. - С. 17-18.

11. Абдрахимов, В.З. Термомеханические исследования керамического кирпича / В.З. Абдрахимов, Е.С. Абдрахимова // Известия вузов. Строительство. -2006. -№7. С. 12-16.

12. Абдрахимов, В.З. Образование золы легкой фракции и перспектива ее использования в производстве керамических плиток /В.З. Абдрахимов // Комплексное использование минерального сырья. -1988. —№6. С. 75-78.

13. Абдрахимов, В.З. Исследование влияния золы легкой фракции на микропористость керамики /В.З. Абдрахимов // Огнеупоры и техническая керамика. 2006. - №9. - С. 37-40.

14. Абдрахимов, В.З. Использование отходов цветной металлургии в производстве керамических материалов / В.З. Абдрахимов, В.П. Долгий, Н.С. Агафонова // Огнеупоры и техническая керамика. 2005. - №12. - С. 35-39.

15. Абдрахимов, В.З. Использование «хвостов» обогащения сульфидных руд для производства кирпича / В.З. Абдрахимов, Н.Ф. Михайлова // Комплексное использование минерального сырья. -Алма-Ата, 1990.-№11.-С. 72-74.

16. Абдрахимов, В.З. Образование черной сердцевины при скоростном обжиге плиток для полов / В.З. Абдрахимов, Е.С. Абдрахимова // Стекло и керамика. 1999. - №8. - С. 21-22.

17. Абдрахимов, В.З. Фазовые превращения соединений железа при обжиге керамического кирпича / В.З. Абдрахимов, В.П. Долгий, Е.С. Абдрахимова // Известия вузов. Строительство. 2004, - №11. - С. 39-43.

18. Абдрахимов, В.З. Влияние железосодержащего шлака на структуру пористости керамического кирпича / В.З. Абдрахимов, В.П. Долгий, Е.С. Абдрахимова // Известия вузов. Строительство. 2006. - №1. - С. 29-34.

19. Абдрахимов, В.З. Взаимосвязь пористо-капиллярной структуры и морозостойкости керамического материала / В.З. Абдрахимов, В.П. Долгий, Е.С. Абдрахимова // Огнеупоры и техническая керамика. 2005. - №4. - С. 20-23.

20. Абдрахимов, В.З. Роль оксида железа в формировании структуры керамических материалов / В.З. Абдрахимов // Известия вузов. Строительство. 2009. - №2. - С. 31-36.

21. Абдрахимов, В.З. Исследование процессов фазообразования при обжиге керамического кирпича с добавкой золошлакового материала / В.З. Абдрахимов // Комплексное использование минерального сырья. 1991.-№10.-С. 75-78.

22. Абдрахимов, В.З. Исследование структурно-реологических свойств керамических масс для производства кирпича / В.З. Абдрахимов, В.П. Долгий, Е.С. Абдрахимова // Известия вузов. Строительство. 2004. - №12. -С. 35-37.

23. Абдрахимов, В.З. Реология самарских легкоплавких глин / В.З. Абдрахимов // Строительный вестник Российской инженерной академии. -2008.-Вып. 9.-С. 7-20.

24. Абдрахимов, В.З. Исследование характера структурных связей в глинистых материалах / В.З. Абдрахимов // Вестник Восточно-Казахстанского технического университета. 1999. - №1. - С. 53-63.

25. Абдрахимов, В.З. Экологические и технологические принципы использования золошлакового материала и карбонатного шлама дляпроизводства высокомарочного кирпича в Самарской области / В.З. Абдрахимов; Самарск. гос. арх.-строит. ун-т. Самара, 2009. - 164 с.

26. Абдрахимова, Е.С. Отходы производства минеральной ваты в производстве кирпича /Е.С. Абдрахимова, Е.В. Вдовина, A.B. Абдрахимов, В.З. Абдрахимов // Жилищное строительство. 2007. - №5. - С. 21-22.

27. Абдрахимова, Е.С Промышленные отходы для керамического кирпича / Е.С. Абдрахимова, В.В. Шевандо, В.З. Абдрахимов, Е.В. Вдовина, Д.В. Абдрахимов // Жилищное строительство. 2007. - №4. - С. 31-32.

28. Абдрахимова, Е.С. Физико-химические процессы при обжиге кислотоупоров / Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов. Санкт-Петербург, 2003.-270 с.

29. Абдрахимова Е.С. Облицовочные плитки из отходов производств / Е.С. Абдрахимова // Научно-технический сборник. Новости науки Казахстана. 1998. - №2. - С. 33-35.

30. Абдрахимова Е.С. Влияние полевошпатового концентрата на фазовые превращения керамических плиток / Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов // Стекло и керамика. 1997. - №10. - С. 26-29.

31. Абдрахимова Е.С. Влияние полевошпатового концентрата и золы легкой фракции на TKJ1P облицовочных плиток / Е.С. Абдрахимова // Комплексное использование минерального сырья. 1998. - №4. - С. 73-74.

32. Абдрахимова, Е.С. Превращение оксидов железа при обжиге бейделлитовой глины / Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов // Журнал неорганической химии РАН. 2009. - Т. 54, №1. - С. 42-46.

33. Абдрахимова, Е.С. Технологические принципы использования отходов минеральной ваты и физико-химические процессы при обжиге керамического кирпича / Е.С. Абдрахимова, Е.В. Вдовина. Самара: ООО «Центр перспективного развития», 2009. - 90 с.

34. Абдрахимова, Е.С. Особенности структурных превращений соединений железа в глинистых материалах различного химико-минералогического состава / Е.С. Абдрахимова, A.B. Абдрахимов, В.З. Абдрахимов // Материаловедение. -2002. №12. - С. 43 -46.

35. Абдрахимова, Е.С. Исследование структурных превращений соединений железа в глинистых материалах мессбауэровской спектроскопией / Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов // Физическая химия РАН. 2006. - Т. 80, №7. - С. 1 -6.

36. Абдрахимова, Е.С. Физико-химические процессы при обжиге глинистых материалов различного химико-минералогического состава / Е.С. Абдрахимова, И.В. Ковков, Д.Ю. Денисов, В.З. Абдрахимов. Самара: ООО «Центр перспективного развития», 2008. - 106 с.

37. Абдрахимова, Е.С. Влияние фазового состава на морозостойкость керамического кирпича / Е.С. Абдрахимова // Известия вузов. Строительство. -2008.-№4.-С. 28-30.

38. Августиник, А.И. Методы контроля сырья и изделий промышленности силикатов / А.И. Августиник. JI: Инж.-экономич. ин-т, 1931.-487 с.

39. Августиник, А.И. Керамика / А.И. Августиник. JI: Лениздат, 1975.-588 с.

40. Августиник, А.И. Физическая химия силикатов / А.И. Августиник. Л.: Госхимиздат, 1947. - 238 с.

41. Айлер, Р. Химия кремнезема / Р. Айлер // Пер. с англ. Ч. 1,2. М.: Мир, 1982.- 880 с.

42. Артиков, Г.А. Отходы промышленности для получения керамических плиток / Г.А. Артиков, М.Т. Мухамеджанова // Строительные материалы. 2003.-№ 2 - С. 52-53.

43. Ашмарин, Г.Д. Строительная керамика на основе местных глинистых пород и алюмокарбонатсодержащих отходов производства изопропилена / Г.Д. Ашмарин, Н.Р. Мустафин // Стекло и керамика. 2006. -№ 9 — С. 13-15.

44. Бабушкин, В.И. Термодинамика силикатов / В.И. Бабушкин, Г.М. Матвеев, О.П. Мчедлов-Петросян. М.: Стройиздат, 1972 - 351с.

45. Баскаков, C.B. Сушка кирпича / C.B. Баскаков- М.: Стройиздат, 1966.- 175 с.

46. Белов, Н.В. Получение муллита и его свойства / Н.В. Белов // Тр. Львовского университета- 1956,- Вып 10.-С. 10-12.

47. Белянкин, Д.С. Петрография технического камня / Д.С. Белянкин, Б.В. Иванов, В.В. Лапин. М.: АН СССР, 1952. - 582 с.

48. Беркман, A.C. Структура и морозостойкость стеновых материалов / A.C. Беркман, И.Т. Мельникова. Л: Госстрой , 1962. - 136 с.

49. Бетехтин, А.Г. Курс минералогии / А.Г. Бетехтин. М.: Госгеолтехиздат, 1961. - 540 с.

50. Боженов, П.И. Комплексное использование минерального сырья и экология / П.И. Боженов. М.: Ассоциация строительных вузов, 1994 - 263 с.

51. Боровский, И.Б. Локальные методы анализов материалов /И.Б. Боровский. М: Металлургия, 1973. - 296 с.

52. Боровский, И.Б. Состояние и перспектива методов исследования и анализа /И.Б. Боровский // Тезисы VII международной конференции по оптике рентгеновского излучения и микроанализу.- М.: Машиностроение, 1974.-С. 57-61.

53. Бриндли, Г.В. Реакционная серия каолинит-муллит / Г.В. Бриндли, М. Накахира // Вопросы минералогии глин. М: Наука, 1962 — С. 90-135.

54. Будников, П.П. Реакции в смесях твердых веществ / П.П. Будников, A.M. Гинстлинг. -М.: Госстройиздат, 1961. 347 с.

55. Будников, П.П. Химическая технология керамики и огнеупоров / П.П. Будников, B.JI. Балкевич, A.C. Бережной, H.A. Булавин, Г.В. Куколев, Д.Н. Полубояринов, Р.Я. Попильский. -М: Стройиздат, 1972. 588 с.

56. Бурмистров, В.И. Использование отходов промышленности в качестве выгорающих добавок для стеновых изделий / В.И. Бурмистров // ВНИИЭСМ. Обзорная информация. 1976. -№4. - 42 с.

57. Бурмистров, В.И. Исследование зол ТЭС как сырья для производства стеновых изделий / В.И. Бурмистров // Тр. ин-та ВНИИстрома. -1973.-Вып. 37.-С. 3-8.

58. Быстров, Г.А. Опыт использования золы уноса ТЭЦ в производстве керамического кирпича / Г.А. Быстров // Строительные материалы. - 2003. -№ 2. - С. 29-30.

59. Вакалова, Т.В. Активация процесса синтеза муллита и спекания алюмосиликатной керамики на основе огнеупорного глинистого сырья / Т.В. Вакалова, A.A. Решетова, В.М. Погребенков, В.И. Верещагин //Огнеупоры и техническая керамика. 2009. -№7-8. - С. 74-80.

60. Вдовина, E.B. Определение черной сердцевины при обжиге кирпича из бейделлитовой глины и продукта сгорания базальтовой шихты. / Е.В. Вдовина, Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов // Башкирский химический журнал. 2007. -Т. 14, №2. - С. 102-104.

61. Вдовина, Е.В. Исследование влияния фазового состава на морозостойкость керамических материалов, обожженных при различных температурах / Е.В. Вдовина, Е.С. Абдрахимова // Башкирский химический журнал. -2007. -Т. 14, №5. С. 99-100.

62. Вдовина, Е.В. Исследование тепломассообменных процессов при обжиге керамических материалов / Е.В. Вдовина, Е.С. Абдрахимова // Башкирский химический журнал. 2007. -Т. 14, №5. - С. 110-112.

63. Вдовина, Е.В. Исследование бейделлитовой глины для производства керамических материалов / Е.В. Вдовина, В.В. Шевандо, A.B. Абдрахимов, В.З. Абдрахимов, Е.С. Абдрахимова // Известия вузов. Строительство. 2007. -№7.- С. 41-46.

64. Вдовина, Е.В. Использование отходов базальтовой шихты в производстве кирпича // Е.В. Вдовина, Е.С. Абдрахимова // Материалы 64-й Всероссийской научно-технической конференции по итогам НИР за 2006 г. /СГАСУ. Самара, 2007. - С. 153-154.

65. Вдовина, E.B. Получение керамического материала из отходов производства без применения традиционного природного сырья / Е.В. Вдовина, A.B. Абдрахимов, Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов // Экология и промышленность России. 2007. -№9. - С. 23-25.

66. Вдовина, Е.В. Фазовые превращения при обжиге керамических композиционных материалов на основе бейделлитовой глины и отходов производства минеральной ваты / Е.В. Вдовина, Е.С. Абдрахимова // Известия вузов. Строительство. -2007. -№11— С. 59-65.

67. Вдовина, Е.В. Исследование регрессионным методом анализа физико-механических показателей кирпича / Е.В. Вдовина, A.B. Абдрахимов, В.З. Абдрахимов, Е.С. Абдрахимова // Известия вузов. Строительство. -2007.-№3-С. 40-46.

68. Вершинина, Э.М. Особенности структурной пористости кварцеглинистого черепка фасадной керамики // Строительство и архитектура. 1966. -№ 5 - С. 79-84.

69. Гальперина, М.К. К вопросу о структуре пористости керамических изделий / М.К. Гальперина, JI.B. Ерохина // Тр. ин-та НИИстройкерамики. Исследования по технологии производства и расширению ассортимента керамических изделий. 1981. -Вып. 46 - С. 58-61.

70. Гальперина, М.К. Кинетика изменения структуры пористости в процессе обжига глин различного минералогического состава / М.К.

71. Гальперина, A.B. Ерохина // Тр. ин-та НИИстройкерамики. 1981. — Вып. 46. -С. 3-18.

72. Гальперина, М.К. Изменение пористой структуры фасадных плиток при испытании на морозостойкость / М.К. Гальперина, A.B. Ерохина // Тр. ин-та НИИстройкерамики. 1981. - Вып. 46. - С. 3-18.

73. Гольденстейн, Д.Ж. Электронно-зондовый микроанализ в металлургии / Д.Ж. Гольденстейн // Тезисы конференции. Москва, 1974. -С. 208-254.

74. Горшков, B.C. Методы физико-механического анализа вяжущих веществ / B.C. Горшков. М: Высшая школа, 1963. - 287 с.

75. Гранов, Г.С. Система классификации вторичных строительных ресурсов / Г.С. Гранов, Г.Г. Лунев // Строительные материалы оборудование технологии XXI века. 2006. -№4. - С. 51-53.

76. Грум-Гржимайло, О.С. Муллит в керамических материалах / О.С. Грум-Гржимайло // Тр. ин-та НИИстройкерамики. -1975. Вып. 40. - С. 79-116.

77. Грум-Гржимайло, О.С. Механизм формирования глушителя в борно-циркониевых глазурях / О.С. Грум-Гржимайло, К.К. Квятовская // Тр. НИИстройкерамики. -1979. -Вып. 44. С.127-145.

78. Гудков, Ю.В. Работы по строительной керамике и искусственным пористым заполнителям вчера и сегодня / Ю.В. Гудков, В.Н. Бурмистров // Строительные материалы. -2005. -№ 9. С. 54-57.

79. Денисов, Д.Ю. Использование отходов флотации углеобогащения в производстве керамзита / Д.Ю. Денисов, И.В. Ковков, В.З. Абдрахимов // Башкирский химический журнал. 2008. -Т. 15, №2. - С. 107-109.

80. Пат. 2362749 РФ МПК С04В 14/24. Композиция для производства пористого заполнителя / Д.Ю. Денисов, И.В. Ковков, В.З. Абдрахимов, Л.В. Журавель; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Самарск. гос. ун-т -заявл. 03.12.2007; опубл. 27.07.2009, Бюл. №21.

81. Долгий, В.П. Влияние металлургического шлака на сушильные свойства кирпича / В.П. Долгий, В.З. Абдрахимов // Повышение энергоэффективности зданий и сооружений: Межвузовский сборник научных трудов, СГАСУ. Самара, 2008,- Вып. 3.- С. 189-192.

82. Дуденкова, Г.Я. Особенности производства керамического кирпича с добавкой золы от сжигания осадков сточных вод / Г.Я. Дуденкова, И.М. Левит // Строительные материалы. 2003. -№ 2. - С. 20-21.

83. Дятлова, Е.М. Особенности формирования пористых структур керамических материалов с различными выгорающими компонентами / Е.М. Дятлова, С.Л. Радченко, Т.В. Колонтаева, В.А. Бирюк // Весщ Акадэмп навук Беларус1 . Сер. х1м. навук. -2003. -№ 1. С.107-110.

84. Егунов, В.П. Введение в термический анализ / В.П. Егунов. -Самара, 1996.-270 с.

85. Ефимов, А.И. Регулирование реотехнологических свойств глинистых масс железосодержащими отходами / А.И. Ефимов, И.И. Немец // Известия вузов. Строительство. 2000. - №10. - С. 53-57.

86. Зарубежный опыт использования зол и топливных шлаков в производстве керамических стеновых материалах // ВНИИЭСМ. Обзорная информация. -1979. -Вып. 4. С. 10-13.

87. Зотов, С.Н. Влияние некоторых промышленных отходов на спекание масс для керамических плиток / С.Н. Зотов // Тр. ин-та НИИстройкерамики. 1989. - Вып. 55. - С. 27-32.

88. Иванов, Н.К. Использование зол в производстве кирпича полусухого прессования / Н.К. Иванов, И.Г. Калашников // Информационный листок ЦНТИ. Пенза, 1973. - №36. - С. 3.

89. Ильина, В.П. Облицовочные плитки на основе полевошпатового сырья и кембрийской глины Чекаловского месторождения / В.П. Ильина, Г.П. Озерова, Г.А. Лебедева // Стекло и керамика. 2005. -№ 3 - С. 22-24.

90. Кайнарский, И.С. Физико-химические основы керамики / И.С. Кайнарский, Н.Г. Орлова. М.: Наука, 1956 - С. 128.

91. Кайнарский, И.С. Процессы технологии огнеупоров / И.С.: Кайнарский-М.: Стройиздат, 1959-С. 126.

92. Кашкаев, И.С. Производство глиняного кирпича / И.С. Кашкаев, Е.Ш. Шейнман М.: Высшая школа, 1974. - 288 с.

93. Кащеев И.Д. Эффективная теплоизоляция тепловых агрегатов / И.Д. Кащеев //Огнеупоры и техническая керамика. 2006. -№11. - С. 32-36.

94. Кизиневич, О.В. Утилизация техногенного сырья нефтеперерабатывающего предприятия при производстве строительной керамики / О. Кизиневич, Р. Мачюлайтис, Г.И. Яковлев // Стекло и керамика. 2006. -№ 2. - С. 29-31.

95. Кингери, У.Д. Введение в керамику / У.Д. Кингери. М.: Наука, 1964.-529 с.

96. Книпович, Ю.Н. Анализ минерального сырья / Ю.Н. Книпович. -М., 1959.- 105 с.

97. Ковков, И.В. Использование фосфорного шлака в производстве керамического кирпича / И.В. Ковков, В.З. Абдрахимов // Экология и промышленность России. 2008. -№10 - С. 10-11.

98. Ковков, И.В. Исследование ИК-спектроскопическим методом фазового состава керамических материалов / И.В. Ковков, Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов // Известия вузов. Химия и химическая технология. 2007. -Том 50.-Вып. 5.-С. 114-116.

99. Комлева, Г.П. Объемное окрашивание и ангобирование лицевого керамического кирпича с использованием промышленных отходов / Г.П. Комлева // Строительные материалы. 2007. - № 2. - С. 36-38.

100. Кочнева, Т.П. Опыт применения отходов горной промышленности в производстве керамического кирпича / Т.П. Кончева // Строительные материалы. 2003. -№ 2. - С. 39-41.

101. Кошляк, JI.JI. Производство изделий строительной керамики / JI.JI. Кошляк, В.В. Калиновский М.: Высшая школа, 1990. - 207 с.

102. Кройчук, JT.A. Использование нетрадиционного сырья для производства кирпича и черепицы в Китае / JI.A. Кройчук // Строительные материалы. 2003. - № 7. - С. 8-9.

103. Куколев, Г.В. Химия кремния и физхимия силикатов / Г.В. Куколев.- М: Высшая школа, 1965. 364 с.

104. Куколев, Г.В. Сборник трудов по химии и технологии силикатов / Г.В. Куколев, И.С. Щеглов. М.: Высшая школа, 1966. - 250 с.

105. Курбатова, И.И. Современные методы химического анализа строительных материалов / И.И. Курбатова М.: Стройиздат, 1972. - С. 160.

106. Лемешев, В.Г. Утилизация отходов угледобычи в технологии производства керамических строительных материалов / В.Г. Лемешев, И.К. Губин, Ю.А. Савельев, Д.В. Туманов, Д.О. Лемешев // Стекло и керамика — 2004. -№ 9. С. 30-32.

107. Литвинова, Г.И. Петрография неметаллических включений / Г.И. Литвинова, В.П. Пирожкова. М.: Металлургия, 1972. - 184 с.

108. Лыков, A.B. Явление переноса в капиллярно-пористых телах /A.B. Лыков. М: Гостеориздат, 1954. - С. 214.

109. Максимова, С.М. Оптимизация компонентного состава керамических материалов на основе техногенного сырья / С.М. Максимова // Строительные материалы. 2006. -№ 12.- С. 12-13.

110. Масленникова, Г.Н. Нетрадиционные сырьевые материалы в производстве алюмосиликатных керамических материалов / Г.Н. Масленникова // Стекло и керамика. 2003. -№ 11. - С. 16-18.

111. Методические указания по использованию глинистого сырья для производства обыкновенного и пустотелого кирпича, пустотелых камней и дренажных труб. М: Стройиздат, 1975. - С. 88.

112. Мустафин, Н.Р. Клинкерная керамика на основе кремнеземистого сырья и техногенных отходов / Н.Р. Мустафин, Г.Д. Ашмарин // Строительные материалы. 2006. -№ 1. - С. 32-33.

113. Ничипоренко, С.П. Основные вопросы теории процессов обработки и формирования керамических масс /С.П. Ничипоренко. Киев: АН УССР, 1966.- 112 с.

114. Онацкий, С.П. Производство керамзита / С.П. Онацкий. М.: Стройиздат, 1971.-311 с.

115. Павлов, В.Ф. Физико-химические основы регулирования фазового состава и процесса спекания при обжиге керамических масс / В.Ф. Павлов // Тр. ин-та НИИстройкерамики. 1979. -Вып. 44. - С. 18-28.

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

117. Павлов, В.Ф. Формирование муллита при обжиге глин и связь его со свойствами изделий / В.Ф. Павлов, В.С. Митрохин // Тр. ин-та НИИстройкерамики. 1979. - Вып. 44. - С. 30-45.

118. Павлов, В.Ф. Влияние состава и строения жидкой фазы керамических масс на формирование структуры изделий из них при обжиге / В.Ф. Павлов // Тр. ин-та НИИстройкерамики. 1977. -Вып. 42. - С. 123-134.

119. Павлов, В.Ф. Фазовые превращения при обжиге металлургических шлаков и их влияние на химическую стойкость обожженного материала /

120. B.Ф. Павлов // Тр. ин-та НИИстройкерамики. 1983. -Вып. 48. - С. 105-116.

121. Павлов, В.Ф. Влияние фазовых превращений на изменение вязкости при высоких температурах / В.Ф. Павлов // Тр. ин-та НИИстройкерамики. 1961. -Вып. 18. - С. 58-62.

122. Павлов, В.Ф. Влияние ввода оксидов щелочноземельных металлов и железа в состав жидкой фазы не ее реакционную способность и кислотостойкость фарфора / В.П. Павлов, И.В. Мещеряков // Тр. ин-та НИИстройкерамики. 1983. - Вып. 48. - С. 84-92.

123. Павлов, В.Ф. Влияние щелочных, щелочноземельных оксидов и их смесей на изменение вязкости керамических масс при обжиге / В.Ф. Павлов // Тр. ин-та НИИстройкерамики. 1977. - Вып. 42. - С. 78-83.

124. Павлов, В.Ф. Исследование реакций, протекающих при обжиге масс на основе каолинитовых глин с добавкой карбонатов кальция, натрия, калия. / В.Ф. Павлов // Тр. ин-та НИИстройкерамики. 1981. - Вып. 46. - С. 53-75.

125. Павлов, В.Ф. Исследование кинетики фазовых превращений, ,, происходящих при скоростном обжиге некоторых плавней /В.Ф. Павлов // Тр. ин-та НИИстройкерамики .- 1977. Вып. 42. - С. 83-87.

126. Павлов, В.Ф. Влияние щелочных добавок на фазовые' превращения, происходящие при обжиге глин различного минералогического состава / В.Ф. Павлов, A.C. Быстриков // Стекло и керамика. — 1970. —№ 8. -■'/ С. 38-41.

127. Павлов, В.Ф. Влияние щелочноземельных оксидов на фазовый состав керамических материалов / В.Ф. Павлов // Тр. ин-та НИИстройкерамики. 1971. - Вып. 36. - С. 27-35.

128. Павлов, В.Ф. О влиянии фазовых превращений, происходящих при обжиге глин, на проницаемость керамических материалов / В.Ф. Павлов // Стекло и керамика. 1968. -№11.- С.27-31.

129. Павлов, В.Ф. Исследование процесса растворения кварца в массе для фарфора при обжиге / В.Ф. Павлов, О.С. Грум-Гржимайло, И.В. Мещерякова // Тр. ин-та НИИстройкерамики. 1984. -Вып. 49. - С. 69-75.

130. Павлушкин, Н.М. Химическая технология стекла/ Н.М. Павлушкин. М.: Стройиздат, 1983. - 432 с.

131. Патент Великобритании № 1058615 1964 г.

132. Пащенко, A.A. Физическая химия силикатов / A.A. Пащенко, A.A. Мясников, У.А. Мясникова, Е.А. Старчевская, B.C. Гумен, В.Я. Круглицкая, JI.A. Шевченко, B.C. Городов, Н.В. Алексеенко, В.П. Сербии. М.: Высшая школа, 1986. - 368 с.

133. Ралко, A.B. Высокопрочная керамика на основе зол Трипольской ГРЭС / A.B. Ралко // Строительные материалы и конструкции. 1974. - №1. -С. 34-38.

134. Роговой, М.И. Технология искусственных пористых заполнителей и керамики / М.И. Роговой. М.: Стройиздат, 1974. - 320 с.

135. Родина, Т.И. О термической стойкости кислотоупорных материалов на основе нижне-увельской глины и добавок нефелин-сиенита. /Т.И. Родина // Тр. ин-та НИИстройкерамики. -1977. -№42. С. 53-59.

136. Рохваргер, E.J1. Новая технология керамических плиток / E.JI. Рохваргер, М.С. Белопольский, В.И. Добужинский, A.C. Красноусова, А.Б. Хиж М.: Стройиздат, 1977. - 228 с.

137. Рябов, Р.П. Золоунос в производстве кирпича и стеновых блоков / Р.П. Рябов // Строительные материалы и конструкции.-1974.-№1- С. 38-40.

138. Сайбулатов, С.Ж. Золокерамические стеновые материалы / С.Ж. Сайбулатов, С.Т. Сулейменов, A.B. Ралко. Алма-Ата: Наука, 1982. - 292 с.

139. Сайбулатов, С.Ж. Исследование золы ТЭС как сырья для производства зологлиняного кирпича методом полусухого прессования / С.Ж. Сайбулатов, P.E. Касымова // Тр. ин-та ВНИИстрома. 1978. - Вып. 31. -С. 99-101.

140. Сайбулатов, С.Ж. Фазовые превращения при обжиге зологлиняной смеси / С.Ж. Сайбулатов, Е.С. Абдрахимова, В.З. Абдрахимов, Д.В. Абдрахимов // Вестник ВКТУ. Усть-Каменогорск. 2000.-№ 1- С. 133-136.

141. Сайбулатов, С.Ж. Исследование влияния состава зол на фазовые превращения в золокерамике / С.Ж. Сайбулатов. // Комплексное использование минерального сырья. -1985. -№11. С. 78-81.

142. Сайбулатов, С.Ж. Исследование реологических свойств и напряженного состояния золокерамических масс в процессе сушке / С.Ж. Сайбулатов // Промышленная теплотехника. 1982. - Т.2. - №3. - С. 62-65.

143. Свидерский, В.А. Керамика на основе попутных продуктов горнодобычи и отходов глиноземного производства / В.А. Свидерский, C.B. Страшненко, Л.П. Черняк // Стекло и керамика. 2007. —№ 2. - С. 17-20.

144. Семин, М.А. Золы и шлаки ТЭС ценное минеральное сырье для строительного производства / М.А. Семин, С.Д. Джуматулов // Стекло и керамика.- 2003. - № 8,- С. 22-23.

145. Стрелков, М.К. Структура и свойства огнеупоров / М.К. Стрелков. -М: Металлургия, 1972 168 с.

146. Сулейменов, С.Т. Физико-химические процессы структурообразования в строительных материалах и минеральных отходов промышленности / С.Т. Сулейменов. М.: Монускрипт. - 1996. - 298 с.

147. Хузагарипов, А.Г. Пенокерамические материалы с комплексными добавками флюсующего действия / А.Г. Хузагарипов, М.Г. Габидуллин // Строительные материалы. 2007. - № 9. - С. 20-22.

148. Чижский, А.Ф. Механизм и условия возникновения трещин при сушке керамики // Стекло и керамика. 1949. -№ 10. - С. 15.

149. Чумаченко, Н.Г. Роль шлифовального шлама в нейтрализации карбонатных включений в керамических шихтах / Н.Г. Чумаченко // Строительный вестник Российской инженерной академии. 2007. -Вып. 8. -С. 25-26.

150. Чумаченко, Н.Г. Исследование интенсивности отрицательного воздействия вида карбонатного включения на керамическую матрицу / Н.Г. Чумаченко, В.В. Кузьмин // Строительный вестник Российской инженерной академии. 2008. - Вып. 8. - С. 82-85.

151. Чупшев, В.Б. Использование вторичных отходов мусороперерабатывающих заводов в производстве строительных материалов / В.Б. Чупшев // Строительные материалы. 2004. - № 2. - С. 45-46.

152. Шинкарева, E.B. Использование промышленных отходов при получении керамических пигментов / Е.В. Шинкарева, В.Д. Кошевар, O.JI. Жигалова, Ю.Г. Зонов // Стекло и керамика. — 2006. —№ 12 — С. 26-28.

153. Шияновская, P.A. Возможность использования отходов обогащения бокситов для производства керамических плиток / P.A. Шияновская // Стекло и керамика. 1977. -№12. - С. 17-19.

154. Шлыкова, Л.Г. Шлакосодержащие массы для керамических плиток / Л.Г. Шлыкова // Стекло и керамика. -1988. —№6. С. 3-5.

155. Щербинина, Н.Ф. Использование отходов обогащения руд цветных металлов в производстве керамических изделий /Н.Ф. Щербинина, Т.В. Кочеткова // Стекло и керамика. 2007. -№ 10. - С. 31-33.

156. Яценко, Д.Н. Закономерности окрашивания керамики на основе легкоплавких глин / Д.Н. Яценко, В.П. Ратькова // Стекло и керамика. -2006. -№8. С. 20-21.

157. Brindley, G.W. X-ray Studies of Hailoysite and Metahalloyste: III Effect of Temperature and Pressure on the Transition from Halloysite to Metahalloyste / G.W. Brindley, K. Robinson, J. Goodyear // Mineral. Mag. -1948.-N28.-P. 423-428.

158. Hamaho, K. Schmelren von Kolifeldspat and das Lencit-problem / K.Hamaho // J. Ceram. Assoc. Japan. -1969. P. 257-261.

159. Kingery, W.D. Densification During Sintering in Presents of Liquid Phase Experimenta / W.D. Kingery // Appl. Phys. 1959. - V. 30. - P. 307.

160. Radczewski, O.E. Fortschritte bei der mineralogischen und technologishen Untersuchung von Kaolin ung Feldspaten / O.E. Radczewski // Silikat J. 1970. -P. 220-221.

161. Soucha, A. Vyuriti prumyslovych odpadu vovyrobe Staciv a ve Stavebnictvi /А. Soucha// Staviva. 1972. - V.50. -N 10. -P. 329-332.

162. Tokarski, L. Wykorzistanie wiv przemysie ceramic-cranium papiolav lotnchz wogla brunatnego / L. Tokarski, M. Kalwa, Y. Ropsva // Ceramic budowiana. 1971.-N2.

163. Schneider, H. Mullite and mullite ceramic / H. Schneider, K. Okada, I.A. Pask // John Wiley & Sons. 1994. - 266 p.

164. Sacks, M.D. Effect of composition on mullitisation behavior of a-alumina-silica micro composite powders / M.D. Sacks, K. Wang, G.W. Scheiffle, N. Bozkurt // J. Amer.Ceram.Soc. 1997. - Vol. 80. - P. 663-672.