автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Управление свойствами керамического кирпича на базе техногенного отощителя с учетом представлений о природе контактных фаз
Автореферат диссертации по теме "Управление свойствами керамического кирпича на базе техногенного отощителя с учетом представлений о природе контактных фаз"
На правах рукописи
' АБУ-ХАСАН МАХМУД
I
УПРАВЛЕНИЕ СВОЙСТВАМИ КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА НА БАЗЕ ТЕХНОГЕННОГО ОТОЩИТЕЛЯ С УЧЕТОМ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ПРИРОДЕ КОНТАКТНЫХ ФАЗ
Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2004 г.
Работа выполнена в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Петербургский государственный университет путей сообщения Министерства путей сообщения Российской Федерации»
Научный консультант
доктор технических наук, доцент МАСЛЕННИКОВА ЛЮДМИЛА ЛЕОНИДОВНА
Официальные оппоненты:
доктор технических наук, профессор СТРАХОВ ВЯЧЕСЛАВ ИВАНОВИЧ доктор технических наук, профессор КОРЕНЬКОВА СОФИЯ ФЕДОРОВНА доктор технических наук, профессор ПРОКОФЬЕВА ВАЛЕНТИНА ВАСИЛЬЕВНА
Ведущая организация: Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт), кафедра технологии керамики, стекла и вяжущих веществ.
Защита состоится 10 июня 2004 г. в 13 час. 30 мин. на заседании диссертационного совета Д 218.008.01 при Петербургском государственном университете путей сообщения МПС РФ по адресу: 190031, г. Санкт-Петербург, Московский пр., 9, ауд. 3-237.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Университета. Автореферат разослан " " 2004 года.
Ученый секретарь диссертационного совета д. т. н., доцент
Л.Л. Масленникова
У! л<4
Общая характеристика работы
Актуальность работы
Известно, что страны ближнего Востока традиционно славились производством керамических изделий. Однако со временем изменились требования к производству строительной керамики и, в частности, в Сирии ставится задача возрождения на современном уровне широкомасштабного производства керамического кирпича, обладающего низкой теплопроводностью и окрашенной лицевой поверхностью, что соответствует традициям строительства на Востоке.
Помимо строительного и декоративного назначения кирпича в Сирии существует необходимость получения строительного материала с повышенной прочностью при изгибе в связи с сейсмоактивностью региона, а также решения экологических проблем, связанных с утилизацией попутных продуктов промышленности и транспорта. Поэтому достаточно остро сформировалась задача одновременного развития керамического строительного материаловедения и управления свойствами керамического кирпича на базе техногенного сырья.
При современном подходе к керамическому материалу как композиционному особое значение придается контактным зонам, которые оказывают основное влияние на управление свойствами строительного композита, однако эти зоны остаются наименее изученной частью керамического кирпича. Предлагаемая работа предоставляет систему взглядов, позволяющую управлять основными свойствами керамического кирпича с учетом природы контактных фаз. Цель работы
Основной целью работы явилась выработка подходов к управлению свойствами керамического кирпича с учетом представлений о природе контактных фаз. ( рос национальная
библиотека
Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:
• выбор параметров оценки природы грани чных фаз для прогноза возможности формирования контактной зоны между ними и определение взаимосвязи этих параметров с прочностью керамического строительного композиционного материала;
• определение на основе выбранных параметров техногенного сырья для получения керамического материала с улучшенными физико-механическими свойствами с учетом формирования контактной зоны;
• разработка, исследование и опробование в промышленном производстве строительных керамических материалов на базе выбранного техногенного сырья;
• оценка экологической и экономической эффективности использования предложенного техногенного сырья для производства керамического кирпича.
Научная новизна работы
1. Показано, что управление свойствами керамического кирпича возможно на основе представлений о природе и особенностях электронного строения контактных фаз, которые позволяют прогнозировать некоторые основные эксплуатационные свойства керамических строительных материалов и оценивать пригодность техногенного сырья для их производства. В качестве параметров оценки выбраны донорно-акцепторная активность поверхности в рамках метода распределения центров адсорбции (РЦА) и ширина запрещенной зоны (АЕ, эВ).
2. Предложена и экспериментально подтверждена модельная схема донорно-акцепторных превращений, происходящих на границе раздела твердых фаз при формировании контактной зоны. Обнаружено, что,
»»* ЛГ" ti^
чем больше содержится в техногенном сырье фаз с АЕ<3,5эВ и сырье проявляет активность поверхности в области бренстедовских кислот и оснований (0<рКа<14), тем больше прочность керамического композиционного материала при изгибе за счет более прочного контакта и отсутствия зазора по границе раздела фаз. Положение о роли донорно-акцепторных центров при формировании керамического материала позволило предложить новое техногенное сырье, в том числе нефтезагрязненный отсев балластного щебня, купершлак, железосодержащую доменную пыль, кислые стоки гальванического производства.
3. Установлена взаимосвязь увеличения активности поверхности твердых фаз в области бренстедовских кислот, донорной способности при обжиге и, соответственно, прочности при изгибе обожженного материала от величины поглощенной дозы при электронно-лучевой обработке поверхности. Показана эффективность обработки поверхности ускоренными электронами с поглощенной дозой облучения 100 кГр, что приводит к росту прочности керамического материала при изгибе в зависимости от природы твердой фазы на 60 и более процентов.
4. Показано с помощью метода электронно-зондового микроанализа, что техногенное сырье в виде отощителя или модификатора керамической шихты, отличающееся преимущественным содержанием фаз с ДЕ<3,5эВ и активностью поверхности с 0<рКа<14, формирует в керамическом материале сплошную контактную зону до 25 мкм; при этом возрастает прочность при изгибе более, чем на 60%, марочность и трещиностойкостъ материала. Это положение в дальнейшем дает возможность получения высокопрочных и декоративных материалов на основе некондиционных глин.
Практическое значение и реализация работы
1. На основе местных запесоченных глин ЗАО «Эталон» получен строительный рядовой керамический кирпич повышенной прочности, содержащий в качестве модификатора купершлак (до 10% от массы), средней плотностью 1570 кг/м3, морозостойкостью F25. Первая партия выпущена на ЗАО " Эталон" в 2002 г.
2 Разработаны и получены образцы лицевого кирпича (желтого, коричневого, темно-коричневого и черного цветов) повышенной прочности методом объемного окрашивания и ангобирования на основе местных запесоченных глин, оксидов, техногенного сырья с активной поверхностью (пигмент на основе железосодержащей мартеновской пыли) и кислых стоков гальванических производств. Партия ангобированного кирпича различной цветовой гаммы М100... 150 выпущена на ЗАО «Эталон» в 2002 г. Полученные ангобированные кирпичи обладают требуемой морозостойкостью (F25) и сульфатостойкостью.
3. Разработан состав для получения кирпича М150...200, морозостойкостью F25 на основе глины, используемой ООО «JTK3», с добавлением отсева нефтезагрязненного балластного щебня в качестве отощителя при более низкой температуре обжига 980 °С за счет выгорания нефтепродуктов, а также предложен проект технических условий на нефгезагрязненный отсев балластного щебня. Опытно-промышленная партия выпущена на ООО «ЛКЗ» в 2004г.
4. Совместно с ПМС-75 Октябрьской железной дороги предложена установка для очистки и разделения балластного щебня по фракциям, что является новым природоохранным комплексным решением. На 2005 г. заказана щебнеперерабатывающая стационарная установка для очистки и разделения балластного щебня по фракциям с получением
нефтезагрхзненного отсева, использование которого позволит получить кирпич повышенной прочности при одновременной экономии природного газа в количестве 20 м3 на тонну готовой продукции.
5. Переработка балластного щебня на щебнеперерабатывающей стационарной установке позволит получить экономический эффект от внедрения 4,795 млн. руб., в том числе за счет использования нефтезагрязненной фракции с размером частиц менее 5 мм в качестве отощителя керамического кирпича. При этом общая величина предотвращенного экологического ущерба окружающей природной среде в результате недопущения к размещению отходов может составить 32,6 млн. рублей плюс 5,133 млн. рублей за счет предотвращения ухудшения и разрушения почв и земель под воздействием антропогенных нагрузок в виде нефтезагрязненного балластного щебня.
6. Новизна работы подтверждена 4 поданными заявками № 2003-113766, № 2003-126253, №2003-126254, № 2004 106 820 с приоритетами от 12.05.2003г., от 27. 08.2003г., и от 09.03.2004, а также 3 проектами ТУ. Материалы диссертации использованы в учебном процессе ПГУПС для студентов строительных специальностей и ИЗОС в соответствующих программах.
Достоверность результатов
подтверждается большим объемом экспериментов, обоснованностью методов исследования, проведением статистической обработки экспериментальных данных, выпуском опытно-промышленных партий разработанных керамических материалов в условиях действующего производства.
Апробация работ и публикации
Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Российской научно-практической конференции «Опыт и перспективы развития ресурсосберегающих технологий и охрана окружающей среды на предприятиях» (г. Санкт-Петербург, 1995 г.), на Международной научно-практической конференции «Развитие экологического туризма и экологически безопасного отдыха на воде в Санкт-Петербургском регионе» (г. Санкт-Петербург, 2001 г.), на межотраслевой ХП научно-практической международной конференции «Организация системы управления охраной окружающей среды» (г. Санкт-Петербург, 2002 г.), на всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии строительных материалов и конструкций» (г. Саранск, 2003 г.), на 15 internationale Baustofftagung "ibausil" Bauhaus-Univeritat Budesrepublik; Band 1 Deutschland, Weimar, 2003 г. ( Труды 15 Международной конференции "ibausil", Германия, Веймар, 2003г. ), на Ш Всероссийской научно-практической конференции «Экология и ресурсосберегающие технологии на предприятиях народного хозяйства » (г. Пенза, 2003 г.).
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 18 работ, из них 2 монографии.
На защиту выносятся:
• выбор параметров оценки природы граничных фаз для прогноза возможности формирования контактной зоны между ними;
• взаимосвязь между активностью контактных поверхностей граничных фаз и прочностью при изгибе керамического строительного материала;
• прогнозируемый выбор техногенного сырья для получения керамического материала с улучшенными физико-механическими свойствами с учетом формирования контактной зоны на основе предложенных параметров;
• разработка и исследование строительных керамических материалов с улучшенными свойствами на базе техногенных отощителей;
• опытное внедрение полученных результатов в промышленных условиях и оценка экологической и экономической эффективности использования предложенных техногенных отощителей.
Объем и структура работы
Диссертация изложена на 252 страницах машинописного текста, состоит из общей характеристики работы, 7 глав, 9 общих выводов, включает 57 таблиц и 60 рисунков, содержит список литературы го 255 наименований, а также 6 приложений, в которых приведены акты о выпуске опытно-промышленных партий, заключения независимой аккредитованной лаборатории и т.д.
Автор благодарен безвременно ушедшему из жизни д.т.н., профессору СПГАСУ Владимиру Ивановичу Хренову за помощь и научные консультации при написании первых двух глав диссертации.
Основное содержание диссертации
Современное строительное материаловедение рассматривает керамические материалы как композиционные, в которых можно выделить матрицу (глиносодержащее вещество), фазы включения (отощители ) и контактные зоны.
Одним из резервов управления свойствами строительного керамического материала на основе глиняной матрицы является учет природы фаз и границ их раздела между матрицей и отощителем, которую можно рассматривать в аспекте объема и поверхности. Система современных знаний разрешает рассматривать объем и поверхность контактирующих фаз в одном аспекте, на уровне электронного строения веществ.
Наиболее близким к электронному уровню строения твердого кристаллического тела является параметр ширины запрещенной зоны - ДЕ, (эВ), который разделяет связанные и свободные носители заряда. Поверхность твердого тела на современном этапе знаний может быть оценена природой активных центров. Параметр ДЕ при получении керамических бескислородных материалов был использован Сватовской Л.Б. (1986 г.) для прогнозирования скорости взаимодействия твердых фаз при нагревании до 1000°С, а параметры активных центров поверхности, предложенные Нечипоренко А.П. (1995 г.), были использованы в некоторых некерамических технологиях строительного материаловедения для оценки влияния поверхности наполнителя (заполнителя) на твердение и свойства цементных бетонов (работы Комохова П.Г. и Шангиной H.H., 1999 г.). Особенности природы твердых веществ на электронном уровне в рамках принадлежности катионов к электронным семействам таблицы Д.И Менделеева и в свойствах строительных керамических материалов на их основе, рассмотрены Л.Л. Масленниковой (2000 г.). Нами предлагается
использовать систему знаний об особенностях электронного строения твердого тела и его поверхности для управления свойствами керамического кирпича, основываясь при этом на следующих положениях:
1. Если в данном сырье (техногенном или природном), которое предполагается использовать как отощитель при получении строительной керамики, содержатся фазы (чаще всего оксиды) с концентрацией не менее 5%, значения АЕ которых меньше 3,5 эВ, то донорно-акцепторная активность поверхности по границам раздела фаз при температурах до 1000°С увеличивается, что должно способствовать росту прочности керамического строительного материала при изгибе.
2. Чем больше в фазе, предполагаемой как отощитель, содержится фаз с ДЕ<3,5 эВ, тем выше вероятность формирования контактной зоны путем донорно-акцепторных взаимодействий граничных фаз. Остановимся подробнее на модели механизма образования контактных
зон. В системе донорно-акцепторных взаимодействий предполагается, что доноры (Д4-Т) и акцепторы (АСИ) являются активными центрами поверхностей, которые открываются при обжиге, например, за счет десорбции или дегидратации соответствующих продуктов - органических веществ или воды, и взаимодействие между граничными фазами будет тем значительнее, чем больше открывается активных центров определенной природы на поверхностях при обжиге. При этом акцептором электронной пары может быть ион, который в таком случае присутствует в твердой фазе преимущественно ионной природы химической связи; а донором может быть любой атом или ион с собственной электронной парой.
В предлагаемой модели рассматривается цикл превращений на поверхностях твердых фаз - глиняной матрицы и другой твердой фазы -отощителя или добавки, с момента взаимодействия с водой, последующей
далее сушкой и затем обжигом, что показано, в соответствии с донорно-
акцепторными представлениями условными схемами в таблице 1
Таблица 1
Модельные схемы превращений на поверхности фа1,, являющихся
Номер !
схемы
1
2
3
4
5
В таблице 2 показаны примеры твердых фаз - отощителей или тонкодисперсных добавок с ДЕ<3,5эВ, которые могут быть использованы для управления свойств керамического кирпича на основе местных глин.
В качестве объектов для дальнейшего исследования были выбраны глины Ленинградской области разного качества, которые применяются обычно в кирпичном производстве, и техногенные отощители, имеющие в своем составе оксиды с ДЕ<3,5 эВ с разным процентным содержанием и удовлетворяющие требованиям по гранулометрическому составу, предъявляемым к отощителю (купершлак, отсев балластного щебня,
природными и техногенными продуктами.
Наименование технологического передела
Приготовление шихты
Обжиг - зона прогрева (200-800°С), выгорание органических веществ, дегидратация.
Обжиг с максимальной температурой до 1000 °С (зона выдержки и _закала)__
Модельные схемы превращений
Взаимодействие с водой
ф] АП н2оН = Ф, | А И ОН- + н+ ф\ д^Т +Пн2о - Ф;| дЕЗнГ+он"
Открытие активных центров
Ф]| а Нон'-> ф,| ап+ он"
Г Н20
ф.
дВг
Ф:
ДИ + Н*
Формирование контактной зоны
Ф,
аП
Ф2 ->Ф
Фг
череповецкий шлак), а также требующие угилизации в связи с отрицательным воздействием на окружающую среду.
Таблица 2
Примеры твердых фаз разной природы и дисперсности, которые могут
быть использованы для улучшения свойств керамического кирпича.
Наименование Функциональная принадлежность твердой фазы Оксиды с де<з,5эв АЕ„ эВ Содержание оксидов с АЕ<3,5эВ, %
Купершлак-техногенное сырье Отощитель СиО, Ре20з БеО 1,4 2,1 0,4 58,47
Отсев балластного щебня -техногенное сырье Отощитель Ре20з РеО МпО 2,1 0,4 0,3 9,87
Череповецкий шлак -техногенное сырье Отощитель Ре203 Мп02 2,1 0,3 1,23
Пигмент на основе техногенного сырья Окрашивающая добавка Ре2Оэ ЪпО 1 1 2,62 98 2
Оксид Окрашивающая добавка СиО М -100
Оксид Окрашивающая добавка МпО? 0,3 -100
В качестве окрашивающих добавок были выбраны МЮ2, СиО, ТЮ2 и Ре20з в виде пигмента на основе железосодержащей мартеновской пыли Усредненный химический состав техногенных отощителей приведен в таблице 3.
Таблица 3
Усредненный химический состав техногенных отощителей
Наименование сырья Содержание оксидов, мае.%
вЮ2 АЬОз ПО* СпО СаО М^О МпО П.П.П.
Куперпшак 29,2 8,79 56,1 - 2,37 2,0 1,5 - - -
Череповецкий шлак 41,92 6,6 0,33 - - 44,8 2,38 0,9 3,0 -
Отсев балластного щебня 65,1 11,8 9,73 0,5 - 0,78 0,51 0,14 3,2 8,18
Для исследования поверхности был привлечен индикаторный метод распределения центров адсорбции, РЦА, (Нечипоренко А. П., 1995 г.) как наиболее информативный для выявления и прогнозирования активности поверхности твердых веществ. В системе этого метода существует классификация активных центров поверхности показанная в таблице 4.
Таблица 4
Классификация активных центров поверхности твердого тела
Область значений, рКа Активный центр
Название Функциональная группа
-7-0 Льюисовские основные центры №
0-7 Кислоты бренстеда Г
7-14 Основания бренстеда ОН
Свыше 14 Льюисовские кислотные центры А У
Модель образования контакта по схеме (5) из таблицы 1 основывается на области поверхности с рКа от 0 до 7 и от 7 до Низ таблицы 4, поскольку при обжиге именно эти области обеспечивают возникновение донорных (4-Т) и акцепторных (Ц ) центров, способных к последующему донорно-акцепторному взаимодействию.
На рис.1 представлены спектры РЦА отощигелей из таблицы 2, содержащих твердые фазы с АЕ<3,5 в разном процентном соотношении, утилизация которых представляет экологический интерес, и природного песка, используемого в керамической промышленности в виде традиционного отощителя. Спектры РЦА показывают, что в области бренстедовских кислот и оснований проявляется активность поверхности в интервалах 2 и 3 по классификации из таблицы 4, что может привести к реализации схем (1) и (2) в таблице 1, причем техногенные отощители имеют большую активность а области бренстедовских оснований, чем природный песок.
рКа
Рис.1. Спектры РЦА техногенных отощителей и природного песка
Справедливость схем (1) и (2) была экспериментально подтверждена с помощью метода ДрН- метрии, который показал, что для всех отощителей,
кроме песка, во времени (рис. 2), в предравновесной области наблюдается тенденция повышения значений рН, что можно объяснить преобладанием, по всей видимости, на поверхности твердых фаз техногенного происхождения превращений по схеме (2) из таблицы 1, поскольку реализация именно этой схемы приводит к увеличению концентрации ОН" групп в растворе, что согласуется со спектрами РЦА на рис. 1.
рН
Рис. 2. Кинетика изменения рН водной суспензии отощителей разной
природы
Поскольку в композиционном материале контактная зона вносит существенный вклад в физико-механические свойства, реализация донорно-акцепторного механизма при контакте двух разных по природе фаз по схеме (5) должна проявиться, в первую очередь, в таких физико-механических характеристиках материала, как увеличение его предела прочности при изгибе. Проверка этой гипотезы была произведена на
модельных образцах композиционного материала с использованием твердых фаз в виде отощителя разной природы.
В качестве образцов использовалась масса состава: кембрийская глина - 70%, отощитель - 30%, с ручной отминкой в металлические формы. На рис. 3 показана зависимость прочности керамических материалов при изгибе от природы вводимого отощителя, которая показывает, что при использовании отощителя с более выраженными акцепторными свойствами и содержанием фаз с ДЕ<3,5 эВ в достаточном концентрационном пределе (фазы 2, 3, 4), прочность при изгибе композиционного материала выше, чем с использованием фазы 1 в виде песка.
1*изг, МПа 9
□ песок
ЕЁ отсев балластного щебня В купершлак
I череповецким шлак
12 3 4 Рис 3. Зависимость прочности керамического материала при изгибе
от природы отощителя С использованием полученных данных, была проведена работа по созданию образцов керамического кирпича, отличающихся улучшенными
свойствами за счет образования контактной зоны между техногенным отощителем и глиняной матрицей По данным таблицы 2 в качестве такого отощителя более всего подходит купершлак, который является побочным продуктом медеплавильного производства и используется на судоремонтных заводах для пескоструйной обработки днищ кораблей.
На рис 4 приведен снимок микроструктуры образца с вводом купершлака вместо песка, на котором можно увидеть непрерывную контактную зону, через которую зерно купершлака внедрено в глиняную матрицу из кембрийской глины.
Рис 4. Микроструктура образца с вводом купершлака вместо песка с непрерывной контактной зоной по периметру зерна купершлака
Для подтверждения вывода о влиянии донорно-акцепторной активности поверхности контактирующих фаз на прочность при изгибе была произведена обработка поверхности исследуемых материалов ускоренными электронами с использованием средне-энергетического ускорителя электронов резонансно-трансформаторного типа РТЭ-1В
16
(энергия электронов - 900 кэВ, ток - 1 мА, атмосферная среда - воздух) при различных значениях поглощенной дозы (50,100,300 кГр), имея ввиду при этом изменение активности поверхности в области бренстедовских кислот и оснований.
Обработка образцов отощителей ускоренными электронами проводилась на экспериментально методической базе ООО "ТЦ "Радиант" совместно с к.т.н. Мякиным С.В. и к.т.н. Васильевой И.В.
На рис. 5 и 6 показаны спектры РЦА песка и купершлака как примеры двух групп отощителей: с АЕ>3,5 эВ и с ДЕ<3,5 эВ после электроннолучевой обработки (ЭЛО) с разной поглощенной дозой.
рКа
Рис.5. Спектры РЦА исходного песка и подвергнутого ЭЛО с разной дозой
поглощения
Из анализа спектров РЦА песка, купершлака и череповецкого шлака
(рис 5 и 6) и прочности при изгибе образцов на их основе (рис.7), следует
17
вывод, что оптимальной поглощенной дозой при ЭЛО является 100 кГр Значительное увеличение прочности при изгибе (69% для образцов с песком, 43% с череповецким шлаком и 20% с купершлаком) можно объяснить рекомбинацией активных центров в области бренстедовских кислот, которые при обжиге проявляют большую донорную активность, чем на поверхности исходного песка и купершлака
Таким образом, изменяя активность поверхности при помощи ЭЛО как традиционного, так и техногенного отощителя, мы можем управлять основными эксплуатационными свойствами керамического кирпича -прочностью при изгибе и, как следствие, морозостойкостью и марочностью.
рКа
Рис. 6 Спектры РЦА исходного купершлака и подвергнутого ЭЛО с разной поглощенной дозой
На рис. 7 показана зависимость прочности при изгибе образцов, полученных при максимальной температуре обжига 980°С, с песком,
череповецким шлаком и купершлаком в качестве отощителя от величины поглощенной дозы после ЭЛО.
12 т
2--
О -I-i-1-1-1-1-1-
О 50 100 150 200 250 300 350
- - -С песком —— -С купершлаком кГр ■——С череповецким шлаком__
Рис. 7. Зависимость прочности при изгибе лабораторных образцов с
отощителем (30% по массе) подвергнутым ЭЛО с разной дозой поглощения
Обобщая представленный выше материал, можно сделать следующие выводы:
1. твердые фазы (отощители, модифицирующие добавки), имеющие в своем составе оксиды тяжелых металлов с шириной запрещенной зоны АЕ<3>5 эВ, обладающие активной поверхностью в понятиях метода РЦА в областях рКа 0...7 и 7... 14, должны обеспечить материалу, при прочих равных условиях, более высокие эксплуатационные характеристики, в основе которых лежит прочность сцепления отощителя с глиняной матрицей;
2. метод РЦА может быть использован как метод, дающий
предварительную информацию об активности твердых фаз и
донорно-акцепторных свойств поверхности при получении
19
строительной керамики с температурой обжига до 1000 °С, что, в свою очередь, может служить основой для оценки приоритетности использования твердых фаз данного региона, в виде местного и техногенного сырья, для получения керамических материалов с улучшенными прочностными свойствами на изгиб.
Улучшение прочности керамического кирпича с использованием купершлака в качестве отощителя
Многие кирпичные заводы Северо-западного региона по экономическим соображениям работают на некондиционном местном сырье - суглинках и запесоченных глинах, например ЗАО «Эталон».
Учитывая основные недостатки глины ЗАО «Эталон» неоднородность по составу, запесоченность и высокое содержание пылеватых частиц, - а также вышеизложенные теоретические аспекты повышения прочности композиционного материала с учетом электронного строения и активности поверхности отощителей разной природы, нами было предложено для повышения прочности при изгибе и трещиностойкости кирпича, приводящих к повышению морозостойкости и других физико-механических характеристик, использовать купершлак как модифицирующую добавку в количестве 5-10% от массы.
Выпуск опытно-промышленной партии кирпича с купершлаком показал, что оптимальным количеством в составе шихты является 5% купершлака, при этом прочность при изгибе увеличивается на 69%, повышается марка кирпича, исчезает такой вид брака, как «половняк». Физико-механические характеристики кирпича по сравнению с производственным представлены в таблице 5. Количество и распределение частиц купершлака по размерам приведено на рис. 8.
Таблица 5.
Физико-механические характеристики кирпича с добавкой купершлака
9
Наименование Предел прочности при сжатии, МПа Предел прочности при изгибе, МПа Трещи-ностой-кость, К-изУ ^сж Масса готового кирпича, Г Водопо- глощение %
Производственный кирпич Ср. 9,48 Мин. 8,41 Ср. 2,6 Мин. 2,4 0,27 2565 7,8
Кирпич с добавкой 5% купершлака Ср. 12,1 Мин. 10,4 Ср. 4,4 Мин. 2,6 0,36 2615 6,7
Кирпич с добавкой 7% купершлака Ср. 11,2 Мин. 9,9 Ср. 3,2 Мин. 2,9 0,28 2660 7,1
Этапон+кулершлак
Дмаиетр т., (тт) Нормальной распределение
Среднее 0.1664
Абс. погрешность 0.0433
СКО 0.1386
Коэфф. вариации, % 83.33
Мода 0.1148
Медиана 0.1193
Количество классов 6
Шаг 0.1073
Минимум 0.06111
Максимум 0.7052
Площадь 43.91
Процент площади 3 405
Количество 41
Рис.8. Количество и распределение частиц купершлака по размерам
Микроструктура образцов производственного кирпича с характерной трещиной и с добавкой купершлака показана на рис. 9.
а) б)
Рис.9. Микроструктура образцов кирпича а) с добавкой купершлака; б) производственного кирпича
ООО «Ломоносовский кирпичный завод» также работает на местной
глине, по своему химическому составу приближающейся к кембрийской,
однако основными глинообразующими минералами в ней являются иллит
и галлуазит. Для достижения необходимых физико-механических
характеристик на ООО «ЛКЗ» температуру обжига повышают до
1060 ,.1070°С. В качестве отощителя на заводе используют
некондиционные природные пески с Мкр менее 1,5 и высоким
содержанием пылеватой фракции, что снижает марочность и повышает
трегциноватость готового кирпича
С учетом природы фаз и достаточной активности поверхности
купершлака было предложено улучшение физико-механических свойств
кирпича за счет введения оптимального количества купершлака Для
22
выбора оптимального содержания купершлака в керамической шихте были проведены экспериментальные исследования на лабораторных образцах размером 160x40x40мм. Обжиг образцов осуществлялся в лабораторной печи с выдержкой при максимальной температуре 980°С в течение часа.
Анализ зависимости прочности при сжатии и при изгибе от количества введенного купершлака позволил найти оптимальное содержание купершлака в шихте равное 20%. Физико-механические характеристики образцов представлены в таблице 6.
Таблица 6
Физико-механические характеристики образцов с купершлаком
Состав Предел прочности при сжатии, МПа Предел прочности при изгибе, Мпа Водопо-глоще- ние, % Темпера гура обжига, °С Морозостойкость, цикл
Глина-80% Песок-20% (контрольный) 11,1 4,5 18,0 980 20
Глина-80% купершлак-20% 16,9 7,6 11,3 980 29
Количество частиц шлака и распределение по размерам представлены на рис 10, микроструктура образцов - на рис.11.
При анализе рис. 8и9, 10 и 11 следует отметить преобладание частиц купершлака менее 0,2 мм и сплошную микроструктуру образцов с купершлаком без трещин и зазоров на границе зерен купершлака с матрицей как на основе глины завода «Эталон», так и ООО «ЛКЗ». Увеличение прочности при изгибе по сравнению с контрольными образцами составило 69% как на опытных образцах, так и на готовом кирпиче Объяснить значительное увеличение физчко-механических характеристик кирпича с купершлаком в качестве как модифицирующей
добавки, так и отощителя, можно образованием контактной зоны по границе раздела фаз между зерном купершлака и глиняной матрицей.
Кугоршлак
Ч-
и
■ А-
*
1— г
-Дкв \ \ .....
02 03 ОЛ 05 0£ 07 0Л 0«
Дямгетр 1КВ* (шш)
Нормальное распределение
Среднее 0 08928
Абс. погрешность 0.007106
СКО 0.1167
Коэфф. вариации, % 130 7
Мода 0.05362
Медиана 0.05165
Количество классов 26
Шаг 0.0539
Минимум 0.02667
Максимум 1.428
Площадь 109.8
Процент площади 15 98
Количество 1036
I
Рие.10. Количество и распределение частиц купершлака по размерам в образце на основе глины ООО «Ломоносовский кирпичный завод»
Рис. 11. Микроструктура образцов кирпича на основе глины ООО «ЛКЗ» с
купершлаком
Для подтверждения данного объяснения были проведены исследования образцов, выпиленных из кирпичей с традиционным отощителем - песком и с вводом купершлака, который был использован:
1 в качестве отощителя глины ООО «Ломоносовский завод», вместо строительного песка, с Мср=1,8...2,2 в количестве 20%;
2 в качестве модификатора запесоченной глины с Мхр=1,8...2,2 в количестве 5...10 %.
Исследования проводились при помощи растрового электронного микроскопа JSM-35CF (ф. JEOL), рентгеновского микроанализатора энергодисперсионного типа Link 860 (ф. Link) и дифракгометра «Geigerflex» - D/max-RC (ф, Rigaku) на кафедре аналитической химии государственного Петербургского технологического университета совместно с к. х .н. Горюновым А.В.
Определение элементного состава образцов проводилось методом электронно-зондового микроанализа (РМА), который основан на сравнении характеристических рентгеновских спектров анализируемого образца и стандартов известного состава Чувствительность метода составляет - 0 5 мае. %
Исследования показали, что зерна кварца, не обладая активной поверхностью по отношению к глиняной матрице, практически не имеют контактов с ней, а при сушке и обжиге образуют поры и трещиноватую структуру, показанную на рис 12,13
В образцах, выпиленных из кирпичей с добавкой купершлака, обнаружено наличие контактной зоны между зерном купершлака и глиняной матрицей, что показано на рис.14, 15.
Рис. 12 . Полости и трещины вокруг зерна кварца, снижающие прочностные свойства кирпича
Рис. 13. Трещиноватая структура кирпича с отощителем из песка
26
Рис 15 Зерно купершлака (1) внедрено в матрицу (4) через контактную зону (3) с повышенным содержанием Ре по сравнению с зоной (2)
27
Данные PMA по локальному элементному составу образцов с купершлаком представлены в таб.7, где: • 1,2,3 - локальные участки РМА в пределах соответствующих фаз, отмеченных на снимках, (100 - X) % -суммарное весовое содержание неанализируемых элементов. Неанализируемые элементы: H, Li, Ве, В, С, N, F, О.
Таблица 7
Данные РМА по локальному элементному составу образцов (масс,%)
№ рисунка уч-к РМА Na Mg AI Si S К Ca Ti Cr Mn Fe Cu Zn £
Рис 14 (7309) • 1 4.5 1 5 2.7 13.8 32 03 4.5 0.3 0 0 37.4 0.7 4.3 73.2
Рис 14 (7309) • 2 4.1 1.4 3.0 10.9 0.4 0 8.6 0.3 0 0 41.5 0.2 2.5 72.9
Рис 14 (7309) • 4 48 1.1 0.8 0.4 0 0 1 02 0 0 0 62 7 0 3.4 73.5
Рис 14 (7309) • 5 30 3.0 12.9 26.5 02 66 08 0.5 0 0 6.2 0 0 59.7
Рис 15 (7205) • 2 5.9 2.6 4.5 14.0 1 2 03 3.5 0.4 0 0 37.0 0.7 4.0 74 1
Рис 15 (7205) • 3 4.1 1 0 07 0.5 00 0.0 03 0.0 0 0 65.3 0.2 3.5 75 6
Данные РМА указывают на перераспределение элементного состава в контактных зонах. Судя по элементному составу (таб.7), а также более яркому контрасту изображения контактной зоны, непосредственно контактирующей с матрицей, можно предположить в ней кристаллизацию оксидов железа (FeO, Ре3ОД что подтверждает наше предположение по схеме (5) таблицы 1.
Получение кирпича с балласгным щебнем в качестве отощителя В настоящее время наблюдается дефицит кондиционного отощителя -песка (Мкр=4,8...2,2) для производства кирпича и камня в Северо-западном регионе Поэтому использование отсева нефгезагрязненного балластного щебня, образующегося при замене железнодорожного пути и загрязняющего биосферу, в качестве отощителя для керамического
кирпича достаточно актуально. Ранее проведенные исследования поверхности прокаленного отсева балластного щебня по методу РЦА показали более высокую концентрацию активных центров в области рК от О до 5 по сравнению с песком, что должно способствовать повышению донорной активности такого отощителя в обжиге. В связи с этим в качестве отощителя для глины ООО «Ломоносовский кирпичный завод» был опробован техногенный продукт в виде отсева нефтезагрязненного балластного щебня на сите № 5. Модуль крупности отсева, определенный по ГОСТ 8735-88, составил Мкр=2,16.
По своему минералогическому и гранулометрическому составу фракция отсева подходит в качестве отощителя для производства керамического кирпича.
На лабораторных образцах на основе глины ООО «Ломоносовский кирпичный завод» был проверен прогноз улучшения прочностных характеристик керамического материала. Оптимальное содержание отсева балластного щебня в керамической шихте составило 20%.
На ООО «Ломоносовский кирпичный завод» была выпущена опытно-промышленная партия рядового кирпича с отощителем из нефтезагрязненного отсева балластного щебня железнодорожного полотна.
Сравнительная характеристика заводского и опытного кирпича представлена в таблице 8. По данным разбраковок уменьшилось количество «половняка» и улучшился внешний вид изделий.
При анализе полученных данных, можно сделать вывод, что полученные опытные и промышленные образцы соответствуют требованиям ГОСТа по всем показателям.
Кроме того, следует отметить увеличение прочности при сжатии и изгибе опытных и промышленных образцов, что вызвано, вероятно, присутствием нефтепродуктов в керамической шихте.
Таблица 8
Сравнительные физико-механические характеристики заводского и
опытного кирпича
Наименование Предел прочности при сжатии, МПа (без учета переводного коэффициента) Предел прочности при изгибе, МПа Качество лицевой поверхности
Заводской кирпич с песком в качестве отощителя (20%) Ср. 10,8 Мин. 7,7 Ср. 3.0 Мин. 2,1 Сушильные трещины, цвет не -равномерный
Опытный кирпич с отсевом балластного щебня (20%) Ср. 14,8 Мин. 12,7 Ср. 5,2 Мин. 4,6 Цвет более насыщенный, равномерный, без трещин и посечек
Микроструктура образцов с отсевом балластного щебня представлена на рис.16.
Рис.16. Микроструктура образцов с отсевом балластного щебня
Рис. 17. Пористая микроструктура образцов на основе глины ООО «ЛКЗ» с отсевом балластного щебня Загрязняющие отсев балластного щебня нефтепродукты, адсорбированные преимущественно на тонких фракциях щебня, сгорая при обжиге, увеличивают температуру обжига, а также превращаю гея в газообразные фазы, дополнительно открывая при этом активные донорные центры на поверхности отощителя и сдвигая пористость в сторону более мелких по размеру и равномерно распределённых пор, показанных на рис. 17 (более 80% составляют поры с размером менее 0,04 мм по сравнению с контрольным образцом, в котором поры с размером менее 0,06 мм составляют менее 8%).
Мелкие замкнутые поры, образованные сгоревшими нефтепродуктами, можно видеть на рис. 17, что согласуется также с проведенными ранее работами на кафедре «Инженерная химия и естествознания» по адсорбции нефтепродуктов, когда была установлена область адсорбции нефтепродуктов с рК от 0 до 7.
Данные PMA по элементному и фазовому составу представлены в таблице 9.
Таблица 9
Элементный состав видимых в отраженных электронах фазовых областей образца с отсевом балластного щебня
Фаза Mg Al Si Р S К Са Ti Fe
А - Кварц 0 0 33.8 0.7 0 0 0 0 0
С- алюмосиликаты матрицы 1 -2.5 7-10 25 0.5 0.5 4.5 0.5 0.5 5-9
D - Железистые гидрослюды 2.8 6 10 0 0 5 0 0.7 9
В - поры - - - - - - - - -
Количество и распределение пор по размерам представлено на рис. 18.
Балластный щебень Среднее 0.03161 Абс. погрешность 0.001318 СКО 0.0272 Коэфф. вариации, % 86.05 Мода 0.02463 Медиана 0.02315 Количество классов 26 Шаг 0.009842 Минимум 0.009871 Максимум 0.2658 Площадь 10.03 Процент площади 22.29 Количество 1637
34 32 30 20 20 I: ¡20 1» 1" 1" Ю в • 4 2 Я L п □ в
/Г _ ц □
_1 _J pi
" JT II и
\ —
~~1 _1
г~* _ _i _1
г 1 _ i
1 JT
д IJ _1 _J _1
_| п 1 _1
—i —1 1 1
ut у~ _J
"у 1
ш
9 Ьг о&л 0 Я h И 0 1 bрш Г7 мы* 2 0' етр ■ер» гг IKB., СПИ/ Го* (mm wet « в i me гз ni ri Го:
Рис. 18. Количество и распределение пор по размерам в образце с отсевом
балластного щебня в качестве отощителя Все вместе взятое приводит к интенсификации спекания глиняной матрицы и более прочному сцеплению по границе раздела фаз, что, в свою
очередь, отражается в повышении прочности при изгибе и снижении водопоглощения.
В качестве сравнения на рис 19 показано количество и распределение пор по размерам в образце с песком.
Песок
Я 12 • О
в.
с -о •
г
\
\
\
\
\ - -
II
\
|Ж> \ \ — -
\
13™1 Р
О 0.06 О 12 019 021
I 036 042 оде 054 0 6 066 0 в 054 09
Диаметр »в., (тт) Нормальное распределение
Среднее 0.1601
Абс. погрешность 0.006723
СКО 0.104 Коэфф. вариации, % 64.94
Мода 0.08761
Медиана 0.1279
Количество классов 26
Шаг 0 03174
Минимум 0 04001
Максимум 0 8652
Площадь 109.8
Процент площади 23.95
Количество 919
Рис.19 Количество и распределение пор по размерам в образце с песком в
качестве отощителя Для получения кондиционного огошигеля, уловлетворяющего требованиям ГОСТа на песги используемые при произьодстее кирпича, нами, совместно с ПМС-75 Октябрьской железной дороги предложена щебнеперерабатывающая стационарная установка для очистки и разделения балластного щебня по фракциям (рис 20).
Переработка балластного щебня на такой установке предполагает получение с помощью виброгрохота следующих фракций: 1) 25.. 60 мм; 2) 12.. 25 мм; 3) 5...12 мм; 4) менее 5 мм с содержанием нефтепродуктов. Экономическая эффективность переработки балластного щебня показана в таблице 10.
гос. национальная i
библиотека 1 9» Ш Ш I
.....1—111 ЩИ*
Таблица 10
Экономическая эффективность переработки балластного щебня
Фракция балластного щебня Содержание, % Предполагаемое использование Стоимость переработки 1м3 щебня, руб. Стоимость 1м3 щебня на рынке, руб. Экономический эффект, руб.
25 - 60 мм; 35 Возвращается для укладки в путь 36 100 64
12-25 мм; 30 Для укладки на подьезд-ных и стан-цион. путях 30 60 30
Для отсыпки
5-12 мм; 19 автодорог и ЖБИнаж/д. 20 50 30
В качестве
Менее 5 мм 16 отощителя керамического кирпича 16 40 24
В год можно переработать 129600 м3 щебня Средний 37
Экономический эффект за год: 129600x37=4795200 руб.
Таким образом, при капитальном и среднем ремонте железнодорожного полотна только по ПМС-75 стационарная щебнеперерабатывающая установка позволит получить экономический эффект от внедрения 4,795 млн. руб., в том числе за счет использования нефтезагрязненной фракции с размером частиц менее 5 мм в качестве отощителя.
На 2005 г. ПМС-75 Октябрьской железной дороги заказана щебнеперерабатывающая стационарная установка для очистки и разделения балластного щебня по фракциям, что позволит снизить потребность в новом щебне на 17% и улучшить экологическую обстановку Северо-западного региона. Технологическая схема переработки балластного щебня представлена на рис.20.
о""-'1 «'" * 34
1 1-аг *:
Оценка эффективности повторного использования щебня
Схема
размещений обарудобания стационарного комплекса
Состав под засорители
йункары\„ 7
^ ЛУ Хоппер-дозатору
Стоимость комплекса для переработки засорителей (Кйл)
/р щ/м /МвдмАмир Айицк Ш-бо Стают **
г т 1 тио тиа
) ш / тю тг*о
* •ЧИР3* т ; пи жшв
5 ГШ-) - тм ты
7 -"ЗЛ / «о» ттв
в МтШф т 2 ШЕПГ АЦЮ
КПП ¥ 7*0970
/ Ь+Шжтт*
-
> ЪттЬт 1
» 1
1 М г
! Ъштёч^штшвт&Ят /
1 ЪтШтащитттИ-Ож /
4 1
4м»
» 1—Р11 ищи /
» ЫЛт /
0 Ым» /
мттЬтотшл*
е НАШИМИ
в
л }
* щяи» М/и >
> ■—и»п 1йиИ|1п —ш ¿я»« 1
« 1—а иишвм Оки »5/и >
* /
Кйл « 7413970руб.
Рис.20. Технологическая схема переработки балластного щебня
35
На просеянный нефтезагрязненный отсев балластного щебня, используемый в качестве отощителя для керамической промышленности, составлен проект технических условий, ТУ.
Получение лицевого окрашенного кирпича
В работе приводятся исследования по получению лицевого кирпича на основе местных запесоченных глин завода «Эталон». При офактуривании лицевой поверхности одно из важнейших эксплуатационных требований, предъявляемых к кирпичу, - это хорошее сцепление лицевого слоя с телом кирпича, которое можно получить, учитывая активность контактирующих поверхностей. Опытная партия ангобированного кирпича была выпущена на ЗАО «Эталон». Ангоб готовился на основе местной, запесоченной глины, а в качестве окрашивающей добавки использовались оксиды металлов, имеющих активную поверхность в основном в виде акцепторных центров. Состав и свойства наносимого ангоба представлены в таблице П.
Таблица 11
Физико-химические свойства ангобированного кирпича
Состав ангоба (по сухому веществу) Цвет ангоба Сульфато-стойкость Морозостойкость, циклы
Глина ЗАО «Эталон» - 90% ТЮ2 -10% Ярко-желтый Сульфато-стойкий 25
Глина ЗАО «Эталон» - 95% ТЮ2-5% Желто -оранжевый Сульфато-стойкий 25
Глина ЗАО «Эталон» - 90% пигмент БегОз -10% Красно-коричневый Сульфато-стойкий 25
Глина ЗАО «Эталон» - 90% Сг203-10% Темно-коричневый Сульфато-стойкий 25
Для проведения лабораторных технологических исследований по получению лицевого кирпича объемного окрашивания на основе запесоченной глины были выбраны составы опытных масс с содержанием оксидов металлов с ДЕ<3,5 эВ. Для осветления керамического черепка был использован рутил как имеющий наименьшее значение ДЕ по сравнению с другими оксидами белого цвета.
Результаты физико-механических испытаний лабораторных образцов представлены в таблице 12.
Таблица 12
Результаты физико-механических испытаний лабораторных образцов объемного окрашивания
Состав Предел прочности при сжатии, МПа Предел прочности при изгибе, Мпа Цвет черепка Водопо-глоще- ние, % 1 обжига, °С
Глина ООО «Эталон» -100% (Контрольный) 14,4 5,0 Розовый, с высолами 10,5 960
Глина ООО «Эталон» - 90% Мп02 -10% 20,5 9,6 темно-коричневый 7,5 960
Глина ООО «Эталон» - 90% Пигмент (БегОз) -10% 18,0 9,2 темно-красный 8,8 960
Глина ООО «Эталон» - 90% ТЮ2 -10% 16,9 8,9 желтый 10,0 960
Глина ООО «Эталон» - 90% СиО-Ю% 17,2 10,1 черный 7,1 960
Были получены электронно-микроскопические изображения окрашенных керамических образцов с содержанием оксидов меди и марганца с использованием сигналов отражённых электронов (ОЭ). Определение элементного состава образцов проводилось методом элекгронно-зондового микроанализа. Анализ показал, что в образцах, наряду с частицами (агломератами) исходного мелкодисперсного оксида, обнаруживаются неоднородные области взаимодействия с матрицей, имеющие характерный для фазовых образований вид в ОЭ с контактными зонами ~ 0,2 мкм, и смешанный элементный состав, включающий, наряду с Си и Мп, элементы окружающей матрицы. Электронно-микроскопические снимки образцов представлены на рис. 21,22.
Рис. 21 Электронно-микроскопический снимок образца керамики с оксидом меди. 1 - фазы оксида меди после взаимодействия с матрицей
2- контактная зона
Рис. 21. Электронно-микроскопический снимок образца керамики с оксидом марганца
1 - не прореагировавший агломерат оксида марганца, 1 а-прореагировавшая область, 2- контактная зона
Количественный анализ контактных зон невозможен из-за их
малых размеров Кроме того, в образцах с оксидом меди встречаются
включения, содержащие практически восстановленную медь
Использование для объемного окрашивания керамического
материала оксидов металла с высокоактивной поверхностью и ДЕ<3,5 эВ
позволяет в данном случае не только получить равномерное
окрашивание черепка при сравнительно низкой температуре обжига, но и
повысить прочностные свойства кирпича.
На основании проведенных экспериментальных работ по затворению запесоченной глины кислотами разной природы, дается обоснование возможности использования кислых стоков гальванических производств
для активации и окрашивания поверхности запесоченных глин. Катионы-хромофоры, находящиеся в кислых стоках (в основном Сг3+,Ре3+,Си2+), обмениваются с катионами Са2+ и , что резко активирует поверхность глиняной матрицы Кроме того, удаляются высолы, а лицевая поверхность приобретает более темный цвет. Кислые стоки наносились на поверхность сухих образцов, сутки выстаивались, затем обжигались при температуре *
960° С.
В результате показано, что пропитка керамического сырца кислыми стоками от гальванических работ позволяет не только утилизировать техногенное сырье, но и получить керамический черепок с улучшенной лицевой поверхностью, более темного цвета, без высолов.
Общие выводы по работе
1. Показано, что управление свойствами керамического кирпича возможно на основе представлений о природе и особенностях электронного строения контактных фаз, которые позволяют прогнозировать некоторые основные эксплуатационные свойства керамических строительных материалов и оценивать пригодность техногенного сырья для их производства. В качестве параметров оценки выбраны донорно-акцепторная активность поверхности в рамках метода распределения центров адсорбции (РЦА) и ширина запрещенной зоны (АЕ, эВ).
2. Предложена и экспериментально подтверждена модельная схема донорно-акцепторных превращений, происходящих на границе раздела твердых фаз при формировании контактной зоны. Обнаружено, что, чем больше содержится в техногенном сырье фаз с АЕ<3,5эВ и сырье проявляет активность поверхности в области бренстедовских кислот и оснований (0<рКа<14), тем больше
прочность керамического композиционного материала при изгибе за счет более прочного контакта и отсутствия зазора по границе раздела фаз. Положение о роли донорно-акцепторных центров при формировании керамического материала позволило предложить новое техногенное сырье, в том числе нефгезагрязненны й отсев балластного щебня, купершлак, железосодержащую доменную пыль, кислые стоки гальванического производства.
3. Установлена взаимосвязь увеличения активности поверхности твердых фаз в области бренстедовских кислот, донорной способности при обжиге и, соответственно, прочности при изгибе обожженного материала от величины поглощенной дозы при электронно-лучевой обработке поверхности. Показана эффективность обработки поверхности ускоренными электронами с поглощенной дозой облучения 100 кГр, что приводит к росту прочности керамического материала при изгибе в зависимости от природы твердой фазы на 60 и более процентов.
4. Показано с помощью метода элекгронно-зондового микроанализа, что техногенное сырье в виде отощителя или модификатора керамической шихты, отличающееся преимущественным содержанием фаз с АЕ<3,5эВ и активностью поверхности с 0<рКа<14, формирует в керамическом материале сплошную контактную зону до 25 мкм; при этом возрастает прочность при изгибе более, чем на 60%, марочность и трещиностойкость материала. Это положение в дальнейшем дает возможность получения высокопрочных и декоративных материалов на основе некондиционных глин.
5. Разработаны и получены образцы лицевого кирпича (желтого, коричневого, темно-коричневого и черного цветов) повышенной
прочности методом объемного окрашивания и ангобнрования на основе местных залесоченных глин, оксидов, техногенного сырья с активной поверхностью (пигмент на основе железосодержащей мартеновской пыли) и кислых стоков гальванических производств. Партия ангобированного кирпича различной цветовой гаммы М100...150 выпущена на ЗАО «Эталон» в 2002 г. Полученные '
ангобированные кирпичи обладают требуемой морозостойкостью (F25) и сульфатостойкостъю. ,
6. Разработан состав для получения кирпича М150...200, морозостойкостью F25 на основе глины, используемой ООО «ЖЗ», с добавлением отсева нефтезагрязненного балластного щебня в качестве отощителя при более низкой температуре обжига 980 °С за счет выгорания нефтепродуктов, а также предложен проект технических условий на нефгезагрязненный отсев балластного щебня. Опытно-промышленная партия выпущена на ООО «ЖЗ» в 2004г.
7. Совместно с ПМС-75 Октябрьской железной дороги предложена установка дня очистки и разделения балластного щебня по т фракциям, что является новым природоохранным комплексным решением. На 2005 г. заказана щебнеперерабатывающая стационарная установка для очистки и разделения балластного
щебня по фракциям с получением нефтезагрязненного отсева, использование которого позволит получить кирпич повышенной прочности при одновременной экономии природного газа в количестве 20 м3 на тонну готовой продукции.
8. Переработка балластного щебня на щебнеперерабатывающей стационарной установке позволит получить экономический эффект от внедрения 4,795 млн. руб., в том числе за счет использования
нефтезагрязненной фракции с размером частиц менее 5 мм в качестве отощителя керамического кирпича. При этом общая величина предотвращенного экологического ущерба окружающей природной среде в результате недопущения к размещению отходов может составить 32,6 млн. рублей плюс 5,133 млн. рублей за счет предотвращения ухудшения и разрушения почв и земель под воздействием антропогенных нагрузок в виде нефтезагрязненного балластного щебня.
9. Новизна работы подтверждена 4 поданными заявками № 2003113766, № 2003-126253, №2003-126254, № 2004 106 820 с приоритетами от 12.05.2003г., от 27. 08.2003г., и от 09.03.2004, а также 3 проектами ТУ. Материалы диссертации использованы в учебном процессе ПГУПС для студентов строительных специальностей и ИЗОС в соответствующих программах.
Основные положения диссертации опубликованы в следующих
работах
Монографии:
1. Абу-Хасан Махмуд, Семенов С.Б., Хренов В.И. Минеральные пигменты и наполнители. СПб., НИИ «Стройпрогресс», 1999,107с.
2. Абу-Хасан Махмуд, Хренов В.И. Твердофазовый синтез строительных материалов на основе диопсидсодержащих попутных продуктов. СПб., НИИ «Стройпрогресс», 2000,104с.
Статьи:
3. Абу-Хасан Махмуд. Характеристика состояния проблемы образования твердых отходов. Сборник статей международной научно-практической конференции «Развитие экологического туризма и
экологически безопасного отдыха на воде в Санкт-Петербургском регионе» СПб., МООО «Знание», ДНТП. 2001 .С. 125.
4. Абу-Хасан Махмуд. Улучшение физико- механических характеристик кирпича с помощью добавок Зё-фаз. Сборник научных статей «Новые исследования в материаловедении и экологии » Выпуск 3, СПб., ПГУПС, 2003г. С. 87.
5. Абу-Хасан Махмуд. О возможностях влияния на качество кирпича с учетом природы контактных зон. Сборник научных статей, «Новые исследования в материаловедении и экологии » Выпуск 3, СПб., ПГУПС, 2003, С. 89.
6. Абу-Хасан Махмуд, Семенов С.Б, Хренов. В.И. Получение строительных материалов на основе магнийсодержащих отходов в восстановительной среде. Сборник методических докладов российской научно-практической конференции «Опыт и перспективы развития ресурсосберегающих технологий и охрана окружающей среды на предприятиях » СПб., СПбГТУРП, 1995.С. 17.
7. Зверев В.Б., Абу-Хасан Махмуд. Побочные продукты - сырьевая база грубой строительной керамики. Материалы ХП межотраслевой научно- практической международной конференции "Организация системы управления охраной окружающей среды". СПб., СПбГТУРП, 2002. С. 51.
8. Сватовская. Л.Б., Масленникова Л.Л., Кияшко. А.Г., Абу-Хасан Махмуд, Евстафьева Е.В. Активация поверхности отощителя керамических материалов электронно-лучевой обработкой. Материалы УП Всероссийской конференции по проблемам науки и высшей школы «Фундаментальные исследования в технических университетах", СПб, СПбГПУ, 2003г. С.-260.
9. Масленникова JI.JI., Абу-Хасан Махмуд. Исследование влияния особенностей природы отощителя на физико-механические характеристики кирпича. Материалы всероссийской научно-технической конференции «Современные технологии строительных материалов и конструкций», г. Саранск, 2003. С. 36.
10. Масленникова JI.JL, Абу-Хасан Махмуд, Якимова Н. И., Кияшко А.Г. Получение безобжиговых глиносодержащих декоративных изделий на основе цемента. Журнал «Сухие смеси и новые технологии в строительстве», №1, СПб., ООО «АЖИО», 2003, С. 17.
11. Абу-Хасан Махмуд., Бабак H.A., Кияшко А.Г., Евстафьева Е.В. Получения цветного кирпича объемного окрашивания. Сборник научных статей « Новые исследования в материаловедении и экологии » Выпуск 3, СПб., ПГУПС, 2003. С. 85.
12. Масленникова Л.Л., Абу-Хасан Махмуд. Исследование особенностей поведения оксидов тяжёлых металлов в кирпичной матрице при обжиге. Сборник научных статей « Новые исследования в материаловедении и экологии » Выпуск 3, СПб., ПГУПС, 2003. С. 101.
13. Сватовская. Л.Б., Соловьева В.Я., Абу-Хасан Махмуд, и др. Ресурсо-энергосберегающие технологии получения материалов строительного назначения. Сборник трудов Ш Всероссийской научно-практической конференций «Экология и ресурсо- сберегающие технологии на предприятиях народного хозяйства » Пенза, Приволжский Дом знаний, 2003г. С. 36.
14. Масленникова Л.Л., Абу-Хасан Махмуд, Кияшко А.Г. Сухая жаростойкая смесь. Журнал «Сухие смеси и новые технологии в строительстве » № 2, С-Пб., ООО «АЖИО», 2003г. С. 21.
15. Комохов. П.Г., Масленникова. Л. Л., Абу-Хасан Махмуд Управление прочностью керамических материалов путём формирования контактной
зоны между глинистой матрицей и отощителем. Журнал «Строительные материалы» № 12, Москва, ООО РИФ «Стройматериалы» 2003. С,- 44.
16. L.B. Svatovskaya , D.V. Gerchin, V.U. Shangin, A.V. Benin, I. V. Stepanova, Abou-hasan Mahmoud, A.V.Borodulya. Concrete with high flexural strength. 15 internationale Baustofftagung " ibausil" Bauhaus- Univeritat Budesrepublik; Band 1 Deutschland Weimar 2003. P.l-0850
Л.Б. Сватовская, Д.В. Герчин, В.Ю. Шангин, A.B. Бенин, И.В. Степанова, Абу-Хасан Махмуд, A.B. Бородуля. Бетон с высокой прочностью при изгибе. Труды 15 Международной конференции "ibausil", Германия, Веймар, 2003г. С. 1- 0850
17. Л.Б. Сватовская, Л.Л. Масленникова, H.A. Зуева, Абу-Хасан Махмуд, Н.И. Якимова, В.Л. Шубаев, A.B. Тарасов. Разработка принципов и практических решений по минимизации антропогенного воздействия на окружающую среду железнодорожного транспорта и производства обжиговых материалов. Сборник научных статей « Новые исследования в материаловедении и экологии » Выпуск 2, СПб., ПГУПС, 2004. С. 5.
18. Н.И. Якимова, Л Л. Масленникова, Абу-Хасан Махмуд, H.A. Зуева, Е.Д. Дзираева, И.И. Макарова. Методика оценки экологического риска при производстве строительных материалов. Сборник научных статей, « Новые исследования в материаловедении и экологии » Выпуск 2, СПб., ПГУПС, 2004, С. 17.
Подписано к печати 26.04.04г. Печ.л. - 3
Печать - ризография. Бумага для множит, апп. Формат 60x84 1\16
Тираж 150 экз. Заказ № ¡/6$ _
Тип. ПГУПС 190031, С-Петербург, Московский пр. 9
»
»
i
i
»
1 t
%
В3 4 8
РНБ Русский фонд
2005-4 5036
Оглавление автор диссертации — доктора технических наук Абу-Хасан Махмуд
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1; Строительство в Сирии.
1.2 Сырьевая база легкоплавких глин Северо-западного региона.
1.3. Керамические строительные материалы, исследование структуры керамических строительных материалов на макро-и микро-уровне и возможность управления их свойствами на базе представлений об их композиционной структуре.
1.4. Экономические и экологические проблемы применения техногенных продуктов в керамической промышленности.
1.5. Некоторые выводы, обобщения, постановка задачи.
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.
2.1. Стандартные и общепринятые методы.
2.2. Применение вероятно-статистических методов исследований.
2.3. Характеристика используемого природного и техногенного сырья и добавок, находящихся в разном агрегатном состоянии.
2.3.1. Влияние состава глинистого сырья на свойства кирпича.
2.3.2. Природное и техногенное сырье, используемое в качестве отощителя.
ГЛАВА 3. УПРАВЛЕНИЕ СВОЙСТВАМИ КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА С УЧЁТОМ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ПРИРОДЕ КОНТАКТНЫХ ФАЗ.
3.1. Выбор параметров оценки природы граничных фаз и возможности формирования контактной зоны между ними, исходя из представлений об особенностях электронного строения твердых тел.
3.2. Исследование активности поверхности глиняной матрицы и отощителей природного и техногенного происхождения методом РЦА
3.3. Исследование взаимосвязи активности контактных поверхностей граничных фаз и прочности керамического строительного композиционного материала.
3.3.1. Электронно-лучевая обработка поверхности отощителя и глиняной матрицы как наиболее эффективный метод активации поверхности твердых тел.
3.3.2. Выбор оптимальной поглощенной дозы.
3.3.3. Управление прочностными свойствами керамических строительных материалов в зависимости от активности поверхности контактирующих фаз и возможности образования контактной зоны.
ГЛАВА 4. ПОЛУЧЕНИЕ КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА С ПОВЫШЕННОЙ ПРОЧНОСТЬЮ НА БАЗЕ ТЕХНОГЕННОГО ОТОЩИТЕЛЯ С УЧЕТОМ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ПРИРОДЕ ГРАНИЧНЫХ ФАЗ И ВОЗМОЖНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ КОНТАКТНОЙ ЗОНЫ.
4.1. Повышение марочности и трещиностойкости кирпича на основе запесоченной глины ЗАО «Эталон» путем ввода модифицирующей добавки в виде купершлака.
4.2. Разработка состава высокопрочного кирпича на основе глины ООО «Ломоносовский кирпичный завод» с использованием купершлака в качестве отощителя.
4.3. Исследование контактной зоны и микроструктуры кирпича с купершлаком.
4.4. Разработка состава керамического кирпича с улучшенной прочностью при изгибе на основе глины ООО «ЛКЗ» с использованием череповецкого шлака в качестве отощителя.
ГЛАВА 5. ПОЛУЧЕНИЕ ЛИЦЕВОГО ЦВЕТНОГО КИРПИЧА НА ОСНОВЕ МЕСТНЫХ ГЛИН С УЧЕТОМ ДОНОРНО-АКЦЕПТОРНЫХ СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТИ КОНТАКТИРУЮЩИХ ФАЗ.
5.1. Получение лицевого кирпича разной цветовой гаммы методом ангобирования.
5.2. Получение лицевой поверхности кирпича пропиткой кислыми гальваническими стоками.
5.3. Разработка составов образцов лицевого кирпича разной цветовой гаммы методом объемного окрашивания путем ввода тонкодисперсных наполнителей с активной поверхностью и исследование их микроструктуры и физико-механических свойств.
ГЛАВА 6. КОМПЛЕКСНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННОГО БАЛЛАСТНОГО ЩЕБНЯ С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОТСЕВА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА.
6.1. Энергетический анализ отсева нефтезагрязненного балластного щебня.
6.2. Получение высокопрочного кирпича на основе глины ООО «Ломоносовский кирпичный завод» с использованием в качестве отощителя отсева нефтезагрязненного балластного щебня.
6.3. Экономическая эффективность разделения на фракции и повторного использования нефтезагрязненного балластного щебня на ж/д с учетом утилизации отсева при производстве керамического кирпича.
ГЛАВА 7 ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОЛУЧЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА НА БАЗЕ ТЕХНОГЕННОГО ОТОЩИТЕЛЯ.
7.1. Анализ антропогенного воздействия объектов ж/д транспорта на окружающую среду.
7.2. Экологическая эффективность использования техногенного отощителя при производстве керамического кирпича.
Введение 2004 год, диссертация по строительству, Абу-Хасан Махмуд
Актуальность работы
Известно, что страны ближнего Востока традиционно славились производством керамических изделий. Однако со временем изменились требования к производству строительной керамики и, в частности, в Сирии ставится задача возрождения на современном уровне широкомасштабного производства керамического кирпича, обладающего низкой теплопроводностью и окрашенной лицевой поверхностью, что соответствует традициям строительства на Востоке.
Помимо строительного и декоративного назначения кирпича в Сирии существует необходимость получения строительного материала с повышенной прочностью при изгибе в связи с сейсмоактивностью региона, а также решения экологических проблем, связанных с утилизацией попутных продуктов промышленности и транспорта. Поэтому достаточно остро сформировалась задача одновременного развития керамического строительного материаловедения и управления свойствами керамического кирпича на базе техногенного сырья.
При современном подходе к керамическому материалу как композиционному особое значение придается контактным зонам, которые оказывают основное влияние на управление свойствами строительного композита, однако эти зоны остаются наименее изученной частью керамического кирпича. Предлагаемая работа предоставляет систему взглядов, позволяющую управлять основными свойствами керамического кирпича с учетом природы контактных фаз.
Цель работы
Основной целью работы явилось управление свойствами керамического кирпича с учетом представлений о природе контактных фаз.
Для реализации поставленной цели решались следующие задачи:
• выбор параметров оценки природы граничных фаз для прогноза возможности формирования контактной зоны между ними и определение взаимосвязи этих параметров с прочностью керамического строительного композиционного материала;
• определение на основе выбранных параметров техногенного сырья для получения керамического материала с улучшенными физико-механическими свойствами с учетом формирования контактной зоны;
• разработка, исследование и опробование в промышленном производстве строительных керамических материалов на базе выбранного техногенного сырья;
• оценка экологической и экономической эффективности использования предложенного техногенного сырья для производства керамического кирпича.
Научная новизна работы
1. Показано, что управление свойствами керамического кирпича возможно на основе представлений о природе и особенностях электронного строения контактных фаз, которые позволяют прогнозировать некоторые основные эксплуатационные свойства керамических строительных материалов и оценивать пригодность техногенного сырья для их производства. В качестве параметров оценки выбраны донорно-акцепторная активность поверхности в рамках метода распределения центров адсорбции (РЦА) и ширина запрещенной зоны (АЕ, эВ).
Предложена и экспериментально подтверждена модельная схема донорно-акцепторных превращений, происходящих на границе раздела твердых фаз при формировании контактной зоны. Обнаружено, что, чем больше содержится в техногенном сырье фаз с ДЕ<3,5эВ и сырье проявляет активность поверхности в области бренстедовских кислот и оснований (0<рКа<14), тем больше прочность керамического композиционного материала при изгибе за счет более прочного контакта и отсутствия зазора по границе раздела фаз. Положение о роли донорно-акцепторных центров при формировании керамического материала позволило предложить новое техногенное сырье, в том числе нефтезагрязненный отсев балластного щебня, купершлак, железосодержащую доменную пыль, кислые стоки гальванического производства.
Установлена взаимосвязь увеличения активности поверхности твердых фаз в области бренстедовских кислот, донорной способности при обжиге и, соответственно, прочности при изгибе обожженного материала от величины поглощенной дозы при электронно-лучевой обработке поверхности. Показана эффективность обработки поверхности ускоренными электронами с поглощенной дозой облучения 100 кГр, что приводит к росту прочности керамического материала при изгибе в зависимости от природы твердой фазы на 60 и более процентов.
Показано с помощью метода электронно-зондового микроанализа, что техногенное сырье в виде отощителя или модификатора керамической шихты, отличающееся преимущественным содержанием фаз с АЕ<3,5эВ и активностью поверхности с 0<рКа<14, формирует в керамическом материале сплошную контактную зону до 25 мкм; при этом возрастает прочность при изгибе более, чем на 60%, марочность и трещиностойкость материала. Это положение в дальнейшем дает возможность получения высокопрочных и декоративных материалов на основе некондиционных глин.
Практическое значение и реализация работы
1. На основе местных запесоченных глин ЗАО «Эталон» получен строительный рядовой керамический кирпич повышенной прочности, содержащий в качестве модификатора купершлак (до 10% от массы), л средней плотностью 1570 кг/м , морозостойкостью F25. Первая партия выпущена на ЗАО " Эталон" в 2002 г.
2. Разработаны и получены образцы лицевого кирпича (желтого, коричневого, темно-коричневого и черного цветов) повышенной прочности методом объемного окрашивания и ангобирования на основе местных запесоченных глин, оксидов, техногенного сырья с активной поверхностью (пигмент на основе железосодержащей мартеновской пыли) и кислых стоков гальванических производств. Партия ангобированного кирпича различной цветовой гаммы Ml00. 150 выпущена на ЗАО «Эталон» в 2002 г. Полученные ангобированные кирпичи обладают требуемой морозостойкостью (F25) и сульфатостойкостью.
3. Разработан состав для получения кирпича Ml50.200, морозостойкостью F25 на основе глины, используемой ООО «ЛКЗ», с добавлением отсева нефтезагрязненного балластного щебня в качестве отощителя при более низкой температуре обжига 980 °С за счет выгорания нефтепродуктов, а также предложен проект технических условий на нефтезагрязненный отсев балластного щебня. Опытно-промышленная партия выпущена на ООО «ЛКЗ» в 2004г.
4. Совместно с ПМС-75 Октябрьской железной дороги предложена установка для очистки и разделения балластного щебня по фракциям, что является новым природоохранным комплексным решением. На 2005 г. заказана щебнеперерабатывающая стационарная установка для очистки и разделения балластного щебня по фракциям с получением нефтезагрязненного отсева, использование которого позволит получить кирпич повышенной прочности при одновременной экономии природного газа 20 м3 на тонну готовой продукции, ф 5. Переработка балластного щебня на щебнеперерабатывающей стационарной установке позволит получить экономический эффект от внедрения 4,795 млн. руб., в том числе за счет использования нефтезагрязненной фракции с размером частиц менее 5 мм в качестве отощителя керамического кирпича. При этом общая величина предотвращенного экологического ущерба окружающей природной среде в результате недопущения к размещению отходов может ^ составить 32,6 млн. рублей плюс 5,133 млн. рублей величина за счет предотвращения ухудшения и разрушения почв и земель под воздействием антропогенных нагрузок в виде нефтезагрязненного балластного щебня.
6. Новизна работы подтверждена 4 поданными заявками № 2003-113766, № 2003-126253, №2003-126254, № 2004 106 820 с приоритетами от 12.05.2003г., от 27. 08.2003г., и от 09.03.2004, а также 3 проектами ТУ. Материалы диссертации использованы в учебном процессе ПГУПС для ф студентов строительных специальностей и ИЗОС в соответствующих программах.
На защиту выносятся
• выбор параметров оценки природы граничных фаз для прогноза возможности формирования контактной зоны между ними;
• взаимосвязь между активностью контактных поверхностей граничных jt фаз и прочностью при изгибе керамического строительного материала;
• прогнозируемый выбор техногенного сырья для получения керамического материала с улучшенными физико-механическими свойствами с учетом формирования контактной зоны на основе предложенных параметров;
• разработка и исследование строительных керамических материалов с улучшенными свойствами на базе техногенных отощителей;
• опытное внедрение полученных результатов в промышленных условиях и оценка экологической и экономической эффективности использования предложенных техногенных отощителей.
Автор благодарен безвременно ушедшему из жизни д.т.н. профессору СПГАСУ Владимиру Ивановичу Хренову за помощь и научные консультации при написании первых двух глав диссертации.
Заключение диссертация на тему "Управление свойствами керамического кирпича на базе техногенного отощителя с учетом представлений о природе контактных фаз"
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
1. Показано, что управление свойствами керамического кирпича возможно на основе представлений о природе и особенностях электронного строения контактных фаз, которые позволяют прогнозировать некоторые основные эксплуатационные свойства керамических строительных материалов и оценивать пригодность техногенного сырья для их производства. В качестве параметров оценки выбраны донорно-акцепторная активность поверхности в рамках метода распределения центров адсорбции (РЦА) и ширина запрещенной зоны (АЕ, эВ).
2. Предложена и экспериментально подтверждена модельная схема донорно-акцепторных превращений, происходящих на границе раздела твердых фаз при формировании контактной зоны. Обнаружено, что, чем больше содержится в техногенном сырье фаз с ДЕ<3,5эВ и сырье проявляет активность поверхности в области бренстедовских кислот и оснований (0<рКа<14), тем больше прочность керамического композиционного материала при изгибе за счет более прочного контакта и отсутствия зазора по границе раздела фаз. Положение о роли донорно-акцепторных центров при формировании керамического материала позволило предложить новое техногенное сырье, в том числе нефтезагрязненный отсев балластного щебня, купершлак, железосодержащую доменную пыль, кислые стоки гальванического производства.
3. Установлена взаимосвязь увеличения активности поверхности твердых фаз в области бренстедовских кислот, донорной способности при обжиге и, соответственно, прочности при изгибе обожженного материала от величины поглощенной дозы при электронно-лучевой обработке поверхности. Показана эффективность обработки поверхности ускоренными электронами с поглощенной дозой облучения 100 кГр, что приводит к росту
227 прочности керамического материала при изгибе в зависимости от природы твердой фазы на 60 и более процентов.
4. Показано с помощью метода электронно-зондового микроанализа, что техногенное сырье в виде отощителя или модификатора керамической шихты, отличающееся преимущественным содержанием фаз с АЕ<3,5эВ и активностью поверхности с 0<рКа<14, формирует в керамическом материале сплошную контактную зону до 25 мкм; при этом возрастает прочность при изгибе более, чем на 60%, марочность и трещиностойкость материала. Это положение в дальнейшем дает возможность получения высокопрочных и декоративных материалов на основе некондиционных глин.
5. Разработаны и получены образцы лицевого кирпича (желтого, коричневого, темно-коричневого и черного цветов) повышенной прочности методом объемного окрашивания и ангобирования на основе местных запесоченных глин, оксидов, техногенного сырья с активной поверхностью (пигмент на основе железосодержащей мартеновской пыли) и кислых стоков гальванических производств. Партия ангобированного кирпича различной цветовой гаммы Ml00. 150 выпущена на ЗАО «Эталон» в 2002 г. Полученные ангобированные кирпичи обладают требуемой морозостойкостью (F25) и сульфатостойкостью.
6. Разработан состав для получения кирпича Ml50.200, морозостойкостью F25 на основе глины, используемой ООО «ЛКЗ», с добавлением отсева нефтезагрязненного балластного щебня в качестве отощителя при более низкой температуре обжига 980 °С за счет выгорания нефтепродуктов, а также предложен проект технических условий на нефтезагрязненный отсев балластного щебня. Опытно-промышленная партия выпущена на ООО «ЛКЗ» в 2004г.
7. Совместно с ПМС-75 Октябрьской железной дороги предложена установка для очистки и разделения балластного щебня по фракциям, что является новым природоохранным комплексным решением. На 2005 г. заказана щебнеперерабатывающая стационарная установка для очистки и разделения балластного щебня по фракциям с получением нефтезагрязненного отсева, использование которого позволит получить кирпич повышенной прочности при одновременной экономии природного газа 20 м3 на тонну готовой продукции.
8. Переработка балластного щебня на щебнеперерабатывающей стационарной установке позволит получить экономический эффект от внедрения 4,795 млн. руб., в том числе за счет использования нефтезагрязненной фракции с размером частиц менее 5 мм в качестве отощителя керамического кирпича. При этом общая величина предотвращенного экологического ущерба окружающей природной среде в результате недопущения к размещению отходов может составить 32,6 млн. рублей плюс 5,133 млн. рублей величина за счет предотвращения ухудшения и разрушения почв и земель под воздействием антропогенных нагрузок в виде нефтезагрязненного балластного щебня.
9. Новизна работы подтверждена 4 поданными заявками № 2003113766, № 2003-126253, №2003-126254, № 2004 106 820 с приоритетами от 12.05.2003г., от 27. 08.2003г., и от 09.03.2004, а также 3 проектами ТУ. Материалы диссертации использованы в учебном процессе ПГУПС для студентов строительных специальностей и ИЗОС в соответствующих программах.
Библиография Абу-Хасан Махмуд, диссертация по теме Строительные материалы и изделия
1. Августиник А.И. Керамика. -JL, Стройиздат, 1975.- 591 с.
2. Айрапетов Д.П., Гинзбург В.П., Смирнов А.В. Кирпич в современном строительстве. М.: Знание, 1984. 47 с.
3. Альперович И.А., Осипов Г.П., Свитко B.C. Лицевой кирпич светлых тонов на основе кембрийских глин. Строительные материалы. №11, 1995, с.6-8.
4. Арбузова Т.Б., Коренькова С.Ф., Чумаченко Н.Г. Проблемы современного строительного материаловедения // Строительные материалы, 1995, №12, с.21-23.
5. Абдрахимов В.З. Производство керамических изделий на основе отходов энергетики и цветной металлургии. Усть-Каменогорск, ВКТУ, 1997, 289с.
6. Акунова Л.Ф.,Крапивин В.А. Технология производства и декорирование художественных керамических изделий. М., Высшая школа, 1984, 203 с.
7. Арбузова Т.Б., Шабанов В.А., Коренькова С.Ф., Чумаченко Н.Г. Стройматериалы из промышленных отходов.-Самара, 1993, 96с.
8. Алесковский В.Б. Химия твердых веществ. М., Высшая школа. 1978, 255с.
9. Абу-хасаи Махмуд, Семенов С.В., Хренов В.И. Минеральные пигменты и наполнители. СПб., НИИ «Стройпрогресс».1999, 107с.
10. Баландина Т.С. Изменение керамических свойств лессовидных суглинков при добавках ССБ и электролитов. Тезисы докладов XXI11 научно-техн. Конференции НИСИ, Новосибирск, 1966. с. 154-156.
11. Бабко А.К., Пилипенко А.Т. Фотометрический анализ. Общие сведения и аппаратура. М: Химия, 1968, 387 с.
12. Бабак Н.А., Масленникова Л.Л., Зуева Н.А. Поризованная керамика: получение, свойства, применение (обзор)
13. Бабушкин В.И., Матвеев Г.М., Мчедлов-Петросян О.Р. Термодинамика силикатов. М.: Госстройиздат. 1986. - 407 с.
14. Бишоп Э. Индикаторы.-М: Мир, 1976 г-.т. 1,2-496 с.
15. Белов В.И, Кинзбургский И.Б. Эффективная строительная керамика (Из опыта работы кирпичных заводов Таллиннского и «Азери»). М.: Госстройиздат, 1957. 53 с.
16. Белов Н.В. Получение муллита и его свойства// Тр. Львовского университета- 1956-Вып. 10. с. 10-12.
17. Белопольский М.С. Изменение структуры коллоидного капиллярно-пористого тела (глины) в процессе сушки // Инженерно-физический журнал -1961.-№4. с. 10-12.
18. Белопольский М.С. Расчет рационального режима сушки крамических изделий пластического формования // Тр. Ин-та НИИстройкерамика. 1964. Вып.24. с.30-34.
19. Белопольский М.С. Количественная оценка чувствительности глин к сушке // Стекло и керамика. 1961. №12. с. 12.
20. Белопольский М.С. Механизм и критерий трещинообразования керамических изделий пластического формования при сушке // Тр. Ин-та НИИстройкерамика. 1961. Вып. 18. с.3-9.
21. Белопольская Н.С., Квятковская К.К. Контроль залесоченных глин при составлении керамических масс // Стекло и керамика. 1985. №2. с. 18-21.
22. Берг Л.Г. Введение в термографию. М.: Наука, 1969. - 395 с.
23. Белянкин Д.С., Иванов Б.В., Лапин В.В. Петрография техническогокамня, Изд. АН СССР, М., 1952.
24. Бережной А.С. О спекании порошков и о процессах с этим связанных / Огнеупоры. 1948, №6, с. 25-30.
25. Беркман А.С., Мельникова И.Г. Морозостойкость красного строительного кирпича (информационное сообщение). Л., 1956 37с.
26. Беркман А.С., Мельникова И.Т. Структура и морозостойкость стеновых материалов. Л., Госстрой. 1962. 136с.
27. Бутт Т.С., Виноградов Б.Н и др. Современные методы исследования строительных материалов. -М.: Стройиздат, 1962. 239 с.
28. Бирмантас И., Садунас А. и др. Влияние некоторых добавок на процессы, происходящие при обжиге глины в окислительной и восстановительной средах. Сборник трудов «ВНИИтеплоизоляция», вып. 3, гр. 111-121, Вильнюс, 1968.
29. Блох С. А. Теплотехнические процессы при скоростном обжиге керамики. Киев: Наукова думка. 1979. 160 с.
30. Боженов П.И. К вопросу классификации минеральных отходов промышленности // X. науч.конф. ЛИСИ: -Л., 1952.-С.63-65.
31. Боженов П.И., Глибина И.В. Искусственная сырьевая смесь основа высокого качества кирпича /Строительные материалы, 1978, №5.С.7-8.
32. Боженов П.И., Глибина И.В., Григорьев Б.А. Строительная керамика из побочных продуктов промышленности. М.:Стройиздат,1986,- 136 с.
33. Боженов П.И., Глибина И.В., Мавлянов А.С. Исследование формовочных свойств искусственных шихт строительной керамики Ж. /Строительные материалы, 1983, №5. С. 29.
34. Болдырев, Шмит ИЗ. Кинетика и катализ, 1, 537, (1960).
35. Борзунов В.М. Требования промышленности к качеству минерального сырья (Справочник для геолога). М, Госгеолтехиздат, 1960. 126 с.
36. Будников П.П., Гинстлинг А.М. Реакции в смесях твердых веществ,.М.: Стройиздат, 1971, 488 с.
37. Будников П.П., Бобровник Д.П. О реакциях в твердом состоянии между Si02 и СаО, каолином, его продуктами обжига и СаО. Труды 3-го совещания экспериментальной минералогии и петрографии. Изд. АН СССР,М., 1940.
38. Будников П.П., Балкович B.JL, Бережной А.С. и др. Химия и технология керамики и огнеупоров. М. :Стройиздат, 1972. - 552 с.
39. Будников П.П., Барро В.М., Мчедлов-Петросян О.П. Новый метод определения температуры начала спекания порошкообразных диэлектриков «Докл. АН СССР. 1949. - т.67,№1. - С. 113-115.
40. Будников П.П. Химия и технология силикатов. -Киев: Наук, думка, 1964.-702 с.
41. Будников П.П., Шмуклер К.М. Влияние минерализаторов на процесс муллитизации глин, каолинов и синтетических масс// Журнал прикладной химии 1964 - Т 19 - №10-11 С 230.
42. Будников П.П. Влияние малых добавок на муллитообразование при низких температурах // АН СССР. Силикаты и оксиды в химии высоких температур- 1963 .-231 с.
43. Булгакова Т.И. Реакции в твердых фазах. М.: изд.-во МГУ, 1972.
44. Бурлаков Г.С. Основы керамики и искусственных пористых заполнителей. М.:Высшая школа. 1972.
45. Ваугхан Ф., Дандейл А. Влажностное расширение // Тр. Британского керамического общества- 1962 №3 - С 1-19.
46. Верещагина Э.Н., Заруева JI.B. Осветление лицевой массы из бурых суглинков с добавкой СаСОз для производства двухслойной керамики. Сб. материалов к симпозиуму молодых ученых и специалистов г.
47. Новосибирска, посвященному 50-летию ВЛКСМ, СО АН СССР, Новосибирск, 1968.- 124-25.
48. Верозомская А.А. Об особенностях усадки глин мотмориллонитового состава в процессе термической сушки. В кн: Материалы 1 Украинской конференции, научные основы технологии и развития производства стеновой керамики - Киев: - 1970 - 7 с.
49. Веричев Е.Н., Павлов В.Ф. Исследование легкоплавких глин с целью использования их в производстве некоторых видов керамических изделий //Тр. Ин-та НИИстройкерамика. 1981. Вып. 38. С. 10-25.
50. Володина Н.Н., Прохоров С.Л., Белова А.Д. О производстве лицевого эффективного кирпича и керамических камней. Сборник трудов ВНИИСТРОМ, выпуск 7 (3 5).-М.: Стройиздат, 1966, с. 212-226.
51. Володина Н.Н., Агапов И.И. Освоение производства лицевого кирпича на Голицинском керамическом заводе. Сборник трудов ВНИИСТРОМ, выпуск 9(37).-М: Стройиздат, 1967, с.274-297.
52. И.В.Васильева, С.В.Мякин, Е.В.Рылова, В.Г.Корсаков. Электроннолучевое модифицирование поверхности оксидных материалов (Si02, ВаТЮз), Журнал физической химии, 2002, т.76, №1, с.84-89)
53. Вахабов М. Исследование свойств и природы центров адсорбции облученных силикагелей. Автореф. дис. на соиск. Уч. ст. к. физ.-мат. н, Алма-Ата, 1977.-18 с.
54. Визир В.А., Мартынов М.А. Керамические краски. Киев. Техника. 1964.
55. Вознесенский В.А., Выровой В.Н., Керш В.Я. Современные методы оптимизации композиционных материалов. Киев: Будивильник, 1983.-144 с.
56. Вялов С.С. Реологические основы механики грунтов М.: Высшая школа-1978. 447 с.
57. B.C. Горшков, В.Г. Савельев, Ф.В. Абакумов.: Вяжущие, керамика и стеклокриеталличеекие материалы: Структура и свойства: Справ. Пособие. Стройиздат, 1994. 584 с.
58. М.С. Гаркави. Основы строительного материаловедения. Учебное пособие. Магнитогорск: МГТУ им. Г.И, Носова, 1999. 84с.
59. Гегузин Я.Е. Очерки о диффузии в кристаллах. М.: Наука, 1974.
60. Гальперина М.К., Тарантул Н.П. Применение промышленных отходов в производстве керамических изделий // Тр. Ин-та НИИстройкерамика -1989-вып.65,С. 10-26.
61. Гальперина М.К., Павлов В.Ф. Глины для производства керамических изделий. ВНИИЭСМ, 1971. 65 с.
62. Гальперина М.К., Ерохина JI.B. К вопросу о структуре пористости керамических изделий// Тр. НИИстройкерамики. 1981. Вып. 48.-С.58-67.
63. Гальперина М.К., Ерохина А.В. Кинетика изменения структуры пористости в процессе обжига глин различного минералогического состава//Тр. ин-та НИИстройкерамики 1981 -ВЫП. 45 -с. 3-18.
64. Гальперина М.К., Петриченко П.К. Влажностное расширение керамических плиток для внутренней облицовки// Стекло и керамика -1986 с. 19-20.
65. Гальперина М.К., Колышкина Н.В. Исследование реологических свойств глин различного минералогического состава// Тр. ин-та НИИстройкерамики. Совершенствование технологии в производстве строительной керамики. 1981. С. 50-68.
66. Гегузин Я.Е. Физика спекания. Изд. 2-е М.: Наука, 1984. 312 с.
67. Гинзбург В.П. Керамика в архитектуре. -М.: Стройиздат, 1983.- 200 с.
68. Глибина И.В., Зверев В.Б., Загуляев Е.Б. О возможности получения крупноразмерных керамических изделий// Строительные материалы из попутных продуктов промышленности/ЛИСИ. -Л., 1978. С.40-54.
69. Глибина И.В., Кузнецова Т.В. Некоторые пути повышения качества керамического черепка на базе лессов//Докл. XXIX науч. конф. ЛИСИ.-Л., 571.-С.7-10.
70. Глибина И.В., Зверев В.Б., Мавлянов А.С. Рекомендации по использованию отходов различных отраслей промышленности при производстве керамических стеновых изделий. 1978.
71. Годтштейн М. Определение кислотности поверхности // Сб. Экспериментальные методы исследования катализа. Под ред. Андерсона Р.-М.: Мир, 1972.- с. 362-402
72. Горькова А.А. Исследование глинистых пород при помощи конического пластометра/Коллоидный журнал 1956 -Т18 №1 -С 26.
73. Горькова И.М. Глинистые породы и их прочность в свете современных представлений коллоидной химии //Тр. Лаборатории гидрологических проблем АН СССР. М.: Изд-во АН СССР. 1957, Т. 15.
74. Гончарук В.В. Проблема оптимальной кислотности, ее измерение и механизм реакций кислотно-основного типа // Сб. Механизм каталитических реакций.-Новосибирск.-1982-В. 2-е. 51
75. Госин Н.Я. Производство керамических строительных материалов. М.: Высшая школа, 1965. 222 с.
76. Гофман О.А., Закс Г.А. Введение в теорию пластичности для инженеров М.: Машгиз. 1957. 279 с.
77. Гончаров Ю.И., Тарасенова А.А. Керамические материалы на основе диопсида//Стекло и керамика 1993 - №2 -С 13-14.
78. Горшков B.C. Термография строительных материалов. М.: Стройиздат, 1968. - 258 с.
79. Горшков B.C., Тимашев В.В., Савельев В.Г. Методы физико-химического анализа вяжущих материалов. М.: Высшая школа, 1981. -334 с.
80. Грум-Гржимайло О.С. Муллит в керамических материалах //Тр. ин-та •НИИстройкерамики 1975 -Вып. 41-43 - С 79-116.
81. Гриссбах Р. Теория и практика ионного обмена / Пер. с нем. Г.М. Колосовой и М.М. Сенсяковой. М.: Изд-во иностр.лит., 499 с.
82. Грим Р.Е. Минералогия глин (пер. с английского). М., ИЛ. 1959.-231 с.
83. Гурвич P.M. Заводы строительной керамики. М. Государственное издательство литературы по строительству и архитектуре, 1951, 266 с.
84. Гузман И.Я. Высокоогнеупорная пористая керамика. М., Металлургия. 1971. - 208 с.
85. Гузман И.Я. Реакционное спекание в технологии керамики и огнеупоров // Стекло и керамика. 1985. №6. С. 16-18.
86. Гурвич P.M., Роговой М.И., Черток М.Ю. Улучшение качества глиняного строительного кирпича.- М.: Легкая индустрия. 1964.С. 17-20.
87. Гончарук В.В. Проблемы кислотно-основного катализа // Украинский химический журнал 1982-т. 48, N 11
88. Ермоленко В.Д. Новый метод определения коэффициента диффузии влаги во влажностных материалах// Инженерно-физический журнал 1962 -Т5 -№ 10-С70-72.
89. Ещенко Д.Д. Производство и применение фасадной керамики. Л., Стройиздат, 1967.
90. Жуков О.В. Скоростная сушка кирпича-сырца. М. :Госстройиздат. 1959.
91. Жунина Л.А., Кузьменков М.И. и др. Пироксеновые ситаллы. -Минск: изд-во БГУ, 1794.-222с. |
92. Журавлева В.П. Массоперенос при термообработке и сушке капиллярно-пористых материалов.-- Минск: Наука и техника 1972 - 190 с.
93. Зальман Г. Физико-химические основы керамики. -М.: Госстройиздат, 1959.
94. Зубарев Н.И. Охрана окружающей среды и экологическая безопасность на железной дороге. М., 1999.284с.99.3олотарский А.З., Шейман Е.Ш. Производство керамического кирпича.- М.: Высшая школа, 1989.
95. Земятченский П.А. Глины СССР. Общая часть. М.; Л.; Изд-во АН СССР, 1935.-359 с.
96. Зрячкина М.Р., Носова З.А. Получение пеноволластонита и некоторые свойства //Тр. ин-та НИИстройкерамики 1972 -№35-36 - С. 182-183.
97. Иванов Н.К., Калашникова И.Г. Опыт изготовления глинозольного кирпича полусухого прессования// Строительные материалы -1976 -№4 -С.25.
98. В.П.Иванова, Б.К.Касатов и др. Термический анализ минералов и горных пород / Л.: Недра, Ленингр.отд. 1974. - 399 с.
99. Пантелеев //Строительные материалы из попутных продуктов промышленности. -Л., 1990. -С. 13-15.
100. Инчик В.В. Высолы и солевая коррозия кирпичных стен; СПБГАСУ.- СПб., 1998. 324 с.
101. Инчик В.В., Крылов В.Н., Огарев Н.Н. Исследование пористой структуры керамических образцов в зависимости от температуры обработки и добавок в шихту// Химия: Сб. трудов ЛИСИ, №92. л., 1974.
102. Кайнарский И.С., Орлова Н.Г. Физико-химические основы керамики. | Наука-1956-128 с.
103. Канаев В.К. Новая технология строительной керамики. М., 1990.-280с.10 9. Коренькова С.Ф., Ермилова Ю.А. Теоретическое обоснование клеящих свойств минеральных шламов // Строительные материалы, 1998, №8, с.6-7.
104. Kittel, С. (1986). Introduction to solid state physics. Wiley, New York. Имеется издание на русском языке: Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. М.:Наука, 1978г. 250с.
105. Кашкаев И.С., Никитин И.А., Володина Н.Н. Производство лицевых керамических изделий. М., Стройиздат, 1977. 176 с.
106. Коробов Ю.И. Экология и железнодорожный транспорт. М., ИНИИТЭМ, МПС,1992,сЗЗ.
107. Крылова И.В.- В книге: Активная поверхность твердого тела. М: ВИНИТИ, 1976, С. 22.
108. Книгина Г.И., Тацки Л.Н., Кучерова Э.Л. Современные физико-химические методы исследования строительных материалов. -Новосибирск, 1981. 82 с. ~
109. Кингери У.Д. Введение в керамику. -М: Наука-1964. -529 с.
110. Книгина Г.И. Улучшение технологических свойств суглинков (для производства строительного кирпича). Новосибирск: Зап.-сиб. кн. изд-во, 1966.-105 с.
111. Книгина Г.И., Каткова Т.Ф. Физико-химическая активность и пористость суглинистого керамического черепка. ~ М.: Стекло и керамика. №11,1969. С. 18-24.
112. Ковзун И.Г., Проценко И.Т., Коваленко Н.К. Особенности технологи использования щелочного разжижителя на Харьковском керамическом заводе. 1985.-С. 5-8.
113. Козлов В.В., Павлов В.Ф. Влияние ориентации глинистых частиц на обжиговые свойства легкоплавких глин//Тр. ин-та НИИстройкерамики. Совершенствование технологии в производстве строительной керамики. -1981-С. 131-140.
114. Комская М.С. Изучение движения глиняной массы в мундштуках ленточных прессов методом моделирования. Госстройиздат УССР, 1959.
115. Котов М.И., Ашмарин Г.Д. Основные пути технологического прогресса в промышленности керамических стеновых материалов. -М., Строительные материалы, №5, 1986. -С. 10-12.
116. Котов М.И., Шелкунова Н.В. Определение сушильных свойств в глиняной массе на основе реологических характеристик// Строительные материалы. 1975. - №3 -С 32-34.
117. Кошляк JI.JL, Калиповский В.В. Производство изделий строительной керамики. М.: Высшая школа. 1985. -192 с.
118. Крылов В.Н. Процессы в силикатных системах. -Л.:ЛИСИ. 1981.-98с.
119. Кузнецов Э.М. и др. Достижения в производстве кирпича на Витебском КСМ. Техническая информация, серия «Промышленность керамических стеновых материалов и пористых заполнителей», вып. 3. М., ВНИИЭСМ, 1970.
120. Кулик А. А. Внутрицеховое транспортное оборудование для производства изделий из грубой керамики. М.: ЦНИИТЭСтроймаш, 1984. С. 146.
121. Куликов О. Л. Способ увеличения прочности и пористости керамического кирпича. Строительные материалы, №11, 1995, с. 18-19.
122. Кулбеков М.К., Хамраев Ш.И. Расчет термодинамических процессов при обжиге керамических материалов //Стекло и керамика 1996 №1 -С 26-27.
123. Курнаков Н.С., Смирнов В.И. ЖРФХО, 43, 725 (1911).
124. Курнаков Н.С., Уралов Г.Г. ЖРФХО, 45, 876 (1913).
125. Лефтин Х.Ф., Хобсон М.К. Применение СФ-метрии в изучении каталитических систем. // Успехи химии.- 1966-т. 35. N5, с. 938
126. Леонов А.И. Высокотемпературный микроскоп для наблюдения плавления, полиморфных превращений кристаллических веществ и других процессов.// В сборнике «Приборы для исследования физико-механических свойств и структуры материалов» М: 1961 -Вып. 17 -С 317.
127. Лепилкина Л.А. Причины растрескивания керамических масс в процессе сушки // Стекло и керамика 1959 -№8 -С 15-16.
128. Лукин E.G., Андрианов Н.Т. Технический анализ и контроль производства керамики. М. Стройиздат. 1986. - 270 с.
129. Лундина М.Г. Добавки в шихту при производстве керамических стеновых материалов// ВНИИЭСМ. Обозрение и информация 1974. -96с.
130. Лундина М.Г., Смирнова Л.А. Производство эффективного кирпича и керамических камней в СССР и за рубежом// ВНИИЭСМ. Обзорная информация 1975. - 85 с.
131. Лыков А.В. Явление переноса в капиллярно-пористых телах. М: Гостехиздат - 1954 -214 с.
132. Лыков Е.С. Теория сушки. М. Энергия, 1968, 472 с.
133. Лыков А.В. К теории растрескивания керамических материалов в процессе сушки//Стекло и керамика -1949 -№ 12 -С 18-26.
134. Лыков А.В. Тепло и массообмен в процессе сушки —М: Госэнергоиздат-1956-464 с.
135. Мавлянов А.С. Влияние зернового состава искусственных шихт на свойства строительной керамики (к технологии крупноразмерных изделий): Дис канд. техн. наук/Ленингр. инж.- строит, ин-т. Л., 1979.18 с.
136. Майко Е.И. Совершенствование систем автоматизации производства керамических стеновых материалов. -М.: Строительные материалы. -№8.-1986.-23-25 с.
137. Маймина А.З. Организация производства эффективных и лицевых ангобированных камней на Грозненском КСМ №2. Техническая информация, серия «Промышленность керамических стеновых материалов и пористых заполнителей», вып.7. М., ВНИИЭСМ, 1972.
138. Моррисон С. Химическая физика поверхности твердого тела. М : Изд-во "Мир 1980.-488 с.
139. Малиновский Г.Н. Характер движения массы в шнековом прессе. Строительные и дорожные машины. №9. -1980. —С.24-25.
140. Масленникова JI.JI., Соловьева В.Я., Зуева Н.А. Некоторые экологические решения на объектах ж/д транспорта. Тез.докл. второй Международной научно- практической конференции «Бетон и железобетон в П1 тысячелетии ». Ростов/Дон, 2002.
141. Масленникова Л.Л. Разработка и внедрение керамических материалов с прогнозируемыми свойствами и учетом особенностей природы вводимого техногенного сырья: Диссертация на соискание ученой степени д.т.н. /ПГУПС СПб., 2000. 311с.
142. Масленникова Г.П., Фомина Н.П. Термодинамический анализ реакции образования муллита. Электротехническая промышленность. Сер. Электротехнические материалы, 1976, вып. 4.
143. Н.Н. Маслов, Ю.И. Коробов. Охрана окружающей среды на железнодорожном транспорте. М., «Транспорт», 1996.-238с.
144. Экологическая обстановка в Санкт-Петербурге и Ленинградской области в 1996 году (Справочно-аналитический обзор). СПб: Гидрометеоиздат. - 1997. - 272 с.
145. Михеев В.Н. Рентгенометрический определитель минералов. М.: Госгеологохимиздат, 1957. - 868 с.
146. В.Г. Микульский и др./Строительные материалы//м. Изд-во АСВ, 2000. -536с.
147. Мороз И.И. Технология строительной керамики. -Киев: Высшая школа, 1980.-314 с.
148. Мороз И.И. Совершенствование производства кирпича. Киев, Буддвельник, 1966.
149. Нагибин Г.В. Технология строительной керамики. М.: Высшая школа, 1975.-280 с.
150. Новопашин А.А., Арбузова Т.Б., Коренькова С.Ф.,Чумаченко Н.Г. Применение промышленных отходов в производстве керамзита. Обзор. Информ. ВНИИЭСМ. Сер.4. Промышленность керамических стеновых материалов и пористых заполнителлей.Вып.З. 1987.-42 с.
151. Норкуте С., Садунас А., Зилинскене Е. Роль газов, выделяющихся из глины, в создании сред обжига керамических материалов. Материалы научной конференции «Окислительно-восстановительные процессы в силикатных системах», стр. 15-21, Вильнюс, 1968.
152. Носова З.А. Чувствительность глин к сушке —М: Гидрометеоиздат.-946-49 с.
153. Нохратян К.А. Сушка керамических изделий -М.: Профиздат -1958 -140 с.
154. Нохратян К.М. Сушка и обжит в промышленности строительной керамики-М.: Госстройиздат 1962, 603 с.
155. Ничипоренко С.П. О теории обработки пластичных керамических масс-Киев: АН УССР 1955 - 40 с.
156. Ничипоренко А.П. Кислотно-основные свойства поверхности твердых веществ.-Л: ЛТИ, 1989
157. Ничипоренко С.П. Формирование керамических масс в ленточных прессах. Киев: Наукова думка, 1971. - 76 с.
158. Нечипоренко А.П. Донорно-акцепторные свойства поверхности твердых оксидов и халькогенитов. Дисс. на соискание звания д.х.н., С-Пб, .02.10.18. 1995г. 475 с.
159. Овчаренко Ф.Д., Ничипоренко С.П. Исследования в области физико-химической механики дисперсий глинистых минералов. Киев, Наукова думка, 1965.- 189 с.
160. Опыт создания и внедрения комплексного механизированного и автоматизированного производства на отечественных заводах керамических стеновых материалов /А.И. Романенков, Э.Д. Шукуров и др. М.: ВНИИТЭ Стомаш, 1983. -43 с.
161. Осадчая Н.В. и др. Исследование структуры и процесса формирования жидкой фазы в керамических массах с добавлением щелочных, щелочноземельных и некоторых других элементов/Тр. ин-та НИИстройкерамики- 1982 №54-19-33.
162. Павлов В.Ф. Физико-химические основы обжига изделий строительной керамики. М: Стройиздат, 1977. - 240 с.
163. Павлов В.Ф. Фазовые превращения при обжиге глин различного минералогического состава с добавкой смесей щелочных и щелочноземельных окислов// Тр. НИИстройкерамики, 1972. Вып. 1-36.-С. 177-181.
164. Павлов В.Ф., Быстриков А.С. Влияние щелочных добавок на фазовые превращения, происходящие при обжиге глин различного минералогического состава // Стекло и керамика -1970 -№2 -С. 38.
165. Павлов В.Ф., Митрохин B.C. Формирование муллита при обжиге глин и связь его со свойствами изделий //Тр. ин-та НИИстройкерамики -1979-Выи.32-С. 30-45.
166. Паничев А.Ю., Бердов Г.И., Завадский В.Ф., Паничева Г.Г. Обогащение и активирование суглинков с использованием кавитационного и ударноволнового воздействия. М. Строительные материалы. -№9.-2000. с. 30-31.
167. Полинг JL. Общая химия. Перевод с английского В.М. Сахарова. Под редакцией Д.А. Франк-Каменецкого. М:Мир, 1964г. с.371.
168. Пикаев А.К. Современная радиационная химия. Твердое тело и полимеры. М: Наука.-1987.-е. 448
169. Пикаев А.К. Современное состояние радиационной химии и радиационной технологии. // Химия высоких энергий. Т.25, N1, 1991. с.4-15
170. Потапов А.П., Лукашевич В.Т. Завод керамических стеновых материалов в поселке Норское. Строительные материалы. №9, 1973, с. 1417.
171. Пиевский И.М. и др. Исследование кинетики напряжений кирпича в процессе сушки. Теплообмен и гидродинамика Киев: Наукова Думка 7786 с.
172. Пиевский И.М. и др. Исследование кинетики усадки глин в зависимости от дисперсной среды и породисперсных пленок // Теплофизика и теплотехника 1969 -№16 -С 34.
173. Пиевский И.М. и др. Сравнительная оценка сушильных свойств керамических масс на основе усадочных и структурно-механических характеристик//Теплофизика и теплотехника 1974 -№28 -С. 84.
174. Пиевский И.М. и др. Влияние реологических характеристик, температуры материала и интенсивности теплообмена на кинетику напряженного состояния поверхностного слоя тонкой пластинки -Киев: Доклады АН УССР -1978 -81 с.
175. Пиевский И.М. и др. Исследование внутреннего массопереноса в капилярно-пористых коллоидных телах //Тр. Всесоюзного совещ. по тепло- и массообмену Минск: 1972 - Т6 - С 35.
176. Пенкин А.Р., Банников Г.Е. Структурообразование строительной керамики в процессе сушки. В кн.: Инженерно-физические исследования строительных материалов . Челябинск 1976 - 37 с.
177. Перегрузов В.В. О механизме движения влаги при сушке капилярно-пористых тел. В кн.: Тепло и массоперенос. 1969. Вып. 6 С. 304-307.
178. Предупреждение повреждений кирпича, вызываемых наличием извести. Техническая информация, серия «Промышленность новых керамических материалов и пористых заполнителей», вып.9. М., ВНИИЭСМ, 72.
179. Рахлин И.А., Югай Б.С., Гришанов А.Г. Основы проектирования керамических заводов. Учебное пособие для техникумов. М., Стройиздат, 73. 158с.
180. Ребиндер П.А. Физико-химическая механика дисперсных структур. Наука-1966. 400 с.
181. Ребиндер П. А. Новые методы определения характеристик упругопластично-вязких свойств структурированных дисперсных систем и растворов высокополимеров. В кн.: Новые методы физико-химических исследований поверхностных явлений. М: 1950. №7. С. 5-19.
182. Романенко В.Н., Орлов А.Г., Никитина Г.В. Книга для начинающего исследователя-химика. Д.: Химия. 1987. С. 148-185.
183. Сватовская Л.Б. Инженерная химия.Часть 2. СПб., ПГУПС, 1997. 72с.
184. Роговой М.И. Технология искусственных пористых заполнителей и керамики. М.: Стройиздат. 1974. 320 с.
185. L.B.Svatovskaya, V.M.Sychov, V.A.Chernakov, A.V.Khitrov, T.S.Titova. A new understanding of cement hydration on the levels of electrons // Proc. Int.
186. Л.Б.Сватовская, И.В.Васильева, С.В.Мякин, В.Я.Соловьева, А.М.Сычева. Патент РФ № 2002229740/03(020865) .
187. Сватовская Л.Б. Получение неорганических связующих материалов с учетом природы химической связи. Диссертация на соискание ученой степени д.т.н. Л., 1984.-е 379.
188. Сеничева Л. В. Поверхностные явления. Адсорбция. Хабаровск: Изд-во ХГТУ.-1999.-108 с.
189. Тамуж В.П. О вещественном составе и вспучиваемости суглинков Омского месторождения. Новосибирск.: Известия высших учебных заведений. Строительство и архитектура. №6, 1976. С. 10-12.
190. Танабе К. Твердые кислоты и основания. Перевод с английского А.А. Кубасова, Б.В. Романовского. М: Мир, 1973.-е. 183
191. Топоркова А.А. и др. Сушильные свойства глинистых материалов // Стекло и керамика. 1974.№ 11. С. 16-17.
192. Требования к сырью и его подготовке при изготовлении тонкостенного строительного кирпича. Техническая информация, серия «Промышленность керамических стеновых материалов и пористых заполнителей», вып. 6. М., ВНИИЭСМ, 1970.
193. Туренко А.В., Роговой М.И. Оптимальные режимы работы глинообрабатывающего оборудования и ленточных прессов. Обзорная информация. ВНИИЭСМ., 1979. 59с.
194. Улучшение качества керамических строительных материалов добавкой стекловидных шлаков. Техническая информация, серия «Промышленность керамических стеновых материалов и пористых заполнителей» , вып. 9. М., ЦНИИТЭСтром, 1969.
195. Уоррел У. Глины и керамическое сырье.: Пер. с англ. М.: Мир, 1978. 273с.
196. Черный И., Кулаков С. Улучшение качества кирпича и керамических камней на Витебском КСМ. Техническая информация, серия «Промышленность керамических стеновых материалов и пористых заполнителей», вып.2. М., ЦНИИТЭСтром, 1968.
197. Чизмаджиев Ю.М. Микрокинетика процессов в пористых средах. М.: Наука. 1971. 121 с.
198. Чижский А.Ф. Механизм и условия возникновения трещин при сушке керамикч// Стекло и керамика. 1949.№10. С.5.
199. Чижский А.Ф. Чувствительность глин к сушке// Стекло и керамика. 1954. №4. С.11.
200. Чижский А.Ф. Механизм и условия возникновения трещин при сушке керамики//Стекло и керамика. 1949. №10. С. 15.
201. Челищев Н.Ф. Ионообменные свойства минералов. М.: Наука. 1973. 202с.
202. Чернова О.А. Методические указания по испытанию глинистого сырья для производства обыкновенного и пустотелого кирпича. М.: ВНИИстром, 1975.
203. Фадеева B.C. Формуемость пластичных дисперсных масс. М.: Госстройиздат. 1961. 128с.
204. Фадеева B.C. Ориентация частиц пластичных глиняных масс в условиях деформаций/ЯСоллоидный журнал. 1957. Вып. 5. С. 643-646.
205. Фадеева B.C. Формирование структуры пластичных паст строительных материалов при машинной переработке. М., Изд-во литературы по строительству. 1972.
206. Федосеев А.Д., Зенкович В.П. Глины СССР. 4.11. М., Изд-во АН СССР, 1937.
207. Ферсман А.Е. Геохимия, Л: ОНТИ., ХИТЕОРТ, 1937. 503 с.
208. Фридман И.А., Смит Р.Г. Влажностное расширение строительной керамики//Тр. Британского керамического общества. 1967.№1.С.З-10.
209. Хенней Н. Химия твердого тела. М.: Мир, 1971.
210. Хюльзенберг Д., Крюгер Х.Г. и др. Механизация процессов формования керамических изделий/ Пер. с нем. М.: Стройиздат. 1984. 263 с.
211. Швинке В.Э., Эдук Ю.Я. и др. Влажностное расширение керамики на основе гидрослюдистых глин// Неорганические стекла, покрытия и материалы. Рига: Рижский политехнический ин-т, 1983. С. 180-185.
212. Шмелев Л.А. Набухание, рабочее состояние и воздушная усадка глин. Труды ГИКИ. Вып. 1932. С. 2-20.
213. Шангина Н.Н., Комохов П.Г. Сватовская Л.Б. «О влиянии поверхности наполнителей на микроструктуру камня на композиционном цементе». / Сборник научных трудов. «Современные инженерно-химические основы материаловедения» СПб., 1999. с 69-74.
214. Концептуальные основы выбора технологии переработки твердых бытовых отходов / В.А.Яковлев, В.В.Гусаров, Е.Г.Семин // Научно-технические ведомости СПбГТУ. 1998. - № 3-4.
215. ГОСТ 9169-75. Сырье глинистое для керамической промышленности. Классификация. Москва. 1993.
216. ГОСТ 7484-78. Кирпич и камни керамические лицевые. Технические условия. Москва. 1978.
217. ГОСТ 530-95. Кирпич и камни керамические. Технические условия. Москва. 1995.
218. А. с. 594077 (СССР) Сырьевая смесь для изготовления строительного кирпича (Сайбулатов С.Ж., Касымова Р.Е., Рончинский Е.М.). Опубл. в Б.И. №7,1978.
219. А.с. 631494 (631494 (СССР) Керамическая масса (Елфимов А.И., Шевяков В.П. и др.) Опубл. в Б.И. №41, 1978.
220. А.С. 637380 (СССР) Керамическая масса (Нуруллалиев З.П., Велищев Р.Ш. и др.) Опубл. в Б.И. №46,1978.
221. А.с. 656871 (СССР) Шихта для изготовления керамических изделий (Боженов П.И., Прокофьева В.В., Хренов В.И. и др.) Опубл. в Б.И. №13, 1979.
222. А.с. 698954 (СССР) Керамическая масса (Кузьмин И.Д., Никитин В.И.) Опубл. В Б.И. №43, 1979.
223. А.с. 662592 (СССР) Керамическая масса для изготовления стеновых изделий (КнигинаГ.И., Шелегова В.Г. и др.) Опубл. в Б.И. №18, 1979.
224. А.с. 814974 (СССР) Способ изготовления керамических изделий (Попова И.А., Розенцвейг С.М. и др.) Опубл. в Б.И. №11, 1981.
225. А.с. 910555 (СССР) Керамическая масса для изготовления кирпича (Жукова Э.М., Жулин Н.В. и др.).Опубл. в Б.И. №9, 1982.
226. А.с. 1213007 (СССР) Способ приготовления керамической массы на основе суглинков (Перегудов В.В., Богачев Ю.В. и др.) Опубл. в Б.И. №7, 1986.
227. А.с. 1278337 (СССР) Керамическая масса для изготовления строительного кирпича (Шадрина Е.А. и др.) Опубл. в Б.И. №47, 1986.
228. А.с. 1315442 (СССР) Керамическая масса для изготовления стеновых изделий (Бишимбаев В.К., Жарасов A.M. и др.) Опубл. в Б.И. №21,1987.
229. А.с. 1318571 (СССР) Сырьевая смесь для изготовления керамических стеновых изделий (Федорова JI.B.) Опубл. в БИ. №23, 1987.
230. А.с. 1353787 (СССР) Способ получения неорганических пигментов (Верещагин В.И., Майдуров В.А.) Опубл. в Б.И. №43, 1987.
231. Adami, М. J. Ridge. Journal of Appl. Chem. (1968), v. 18, p. 361.
232. Matejka J. Vykvety v keramice a na stavbach. Brno, 1948, s. 250.
233. Reidelbach J. A. An mdnsrial tvaluattion of fly ash bricks inform/ Circ. Mines. U. S. Dep. Inter 1970 №84-h 198-200.
234. Soucha A/Vyunti prumyslovych odpadu vo vyrobe Straciv a ve Stavebnictvi//Staviva 1972 - v 50-N 10 - P 329-332.
235. Shaudhuri S. P. « Induuced mullitization of kaolinite-Review ». Trans. Brif. Cer. Soc.,1977, v. 76 № 5, p. 113-120.к1. JSiгзстомрлаяон» т^дкий В.К.1. Акт от 20-гюябш
236. Модуль крупности купершлака составил Мкр=2,15, влажность 1,8%.
-
Похожие работы
- Эффективный керамический кирпич с использованием пористого силикатсодержащего техногенного сырья
- Получение керамического кирпича на основе бейделлитовой глины и отходов минеральной ваты
- Научно-практические основы применения осадков бытовых сточных вод в керамических материалах
- Лицевой декоративный керамический кирпич на основе легкоплавких красножгущихся глин
- Особенности формирования структуры и свойств объемно-окрашенного керамического кирпича с применением побочных продуктов металлургии
-
- Строительные конструкции, здания и сооружения
- Основания и фундаменты, подземные сооружения
- Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение
- Водоснабжение, канализация, строительные системы охраны водных ресурсов
- Строительные материалы и изделия
- Гидротехническое строительство
- Технология и организация строительства
- Здания и сооружения
- Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей
- Строительство железных дорог
- Строительство автомобильных дорог
- Мосты и транспортные тоннели
- Гидравлика и инженерная гидрология
- Строительная механика
- Сооружение подземного пространства городов
- Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства
- Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия
- Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности
- Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов