Луцюк Ірина Володимирівна. Керамзитовий гравій покращеної якості з використанням сапонітової породи

brief description

Луцюк Ірина Володимирівна. Керамзитовий гравій покращеної якості з використанням сапонітової породи : дис... канд. техн. наук: 05.17.11 / Національний ун-т "Львівська політехніка". - Л., 2005.

Луцюк І.В. Керамзитовий гравій покращеної якості з використанням сапонітової породи. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.11 технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. Національний університет Львівська політехніка”, м. Львів, 2005.
Дисертаційна робота присвячена питанням розробки складів мас і технології одержання керамзитового гравію на основі полімінеральних глинистих порід різного ступеня спучування і магнійзалізовмісної сапонітової породи з покращеними фізико-механічними, термічними і хімічними властивостями.
Встановлено закономірності зміни фазового складу та структурної в‘язкості сапонітової породи при нагріванні. Досліджено процеси структуро- і фазоутворення в глинистих масах при термообробці та шляхи їх направленого регулювання.
Визначено основні фізико-механічні та термічні властивості керамзитового гравію, їх взаємозв‘язок із структурою та фазовим складом керамічного черепка.
Визначено оптимальні склади керамзитового гравію та розроблені рекомендації для його практичного застосування.
Наведено результати експериментально-промислових випробувань.

1. За рахунок спрямованого фазоутворення при випалі на основі глиносапонітокаолінових мас розроблено технологію одержання керамзитового гравію, який характеризується високою міцністю, термостійкістю та низькою середньою густиною, що дозволяє використовувати його як заповнювач у жаростійких теплоізоляційних бетонах.
2. На основі експериментальних досліджень властивостей і структури отриманого керамзитового гравію та методом математичного планування експерименту розроблені оптимальні склади глинистих мас, що дозволяють на промисловому обладнанні та існуючих режимах одержати гравій із високими експлуатаційними властивостями.
Оптимальний склад глинистих мас становить (мас. %): глина 55,061,4; сапонітова порода 32,136,0; каолін 6,59,0.
3. Встановлено, що додавання до складу глинистих мас магнійзалізовмісної сапонітової породи в поєднанні з каоліном приводить до кардинальних змін у структурі розплаву і механізму його кристалізації. Введення до 40 мас. % сапонітової породи і 9 мас. % каоліну понижує швидкість падіння структурної в’язкості з ростом температури, що забезпечує формування дрібнопористої структури керамзитового гравію і пониження його відкритої пористості.
4. Експериментально підтверджено флюсуючу дію оксидів заліза, які зменшують вязкість розплаву, інтенсифікують розчинення кварцу та кристалізацію склофази. Оксид магнію сприяє дробленню аніонних комплексів, зменшуючи вязкість. Крім цього, MgO входить до складу склофази, підвищуючи її хімічну стійкість та кристалізацію кордієриту. Твердофазові процеси, що відбуваються, викликають підвищення термомеханічних властивостей керамзитового гравію.
5. Показано, що хімічна стійкість керамзитового гравію зростає при збільшенні долі кристалічної фази в структурі. Так, збільшення в складі маси сапонітової породи від 10 до 50 мас.% підвищує лугостійкість на 8%. Це пов’язано із кристалізацією муліту і кордієриту та утворенням хімічностійкої алюмосилікатної склофази. При однаковій пористості матеріалу домінуючим є хімічний та фазовий склад керамзитового гравію. Тому, при використанні городоцької глини вміст склофази в одержаному матеріалі є низьким, що супроводжується значним підвищенням хімічної стійкості.
6. Одержаний керамзитовий гравій характеризується такими властивостями: середня густина 280350 кг/м3; міцність 0,961,28 МПа; ККЯ 2,753,86; термостійкість 1112 циклів; ТКЛРсер. (3,705,02)10-6град-1; кислотостійкість 94,298,5%; лугостійкість 37,063,4%.
7. Розроблений склад глинистих мас (патенти України №38033 А і №46967 А) випробуваний у виробничих умовах Самбірського керамзитового заводу. Результати випробувань одержаного керамзиту як заповнювача жаростійкого бетону при футеруванні вагонеток випалу цегли на ЗАТ Вістовицький завод будівельної і художньої кераміки” дозволяють рекомендувати його для виготовлення легких залізобетонних конструкцій, що експлуатуються в умовах підвищеної температури.
8. Техніко-економічні розрахунки підтверджують економічну доцільність промислового виготовлення розробленого керамзитового гравію на основі глиносапонітокаолінових мас. Економічний ефект від впровадження на Самбірському керамзитовому заводі складає 43 тис. грн при обємі випуску 10 тис. м3гравію. Використання жаростійкого керамзитобетону при футеруванні вагонеток замість керамічної цегли дозволяє збільшити термін їх експлуатації в 2 рази.