I этап
Добыча сырья
II этап
Исследование
III этап
Технология
IV этап
Продукция

        

 Телющенко И.Ф.,Сай В.И.,

Огородник И.В.,

Современная технология и способы направленного регулирования

свойств строительной керамики 

 В последние годы на Украине происходят серьезные экономические и социальные преобразования, конечная цель которых  вхождение Украины в мировую экономическую систему, в мировое сообщество.

     Главные факторы определяющие место государства в мировой системе распределения труда- конкурентноспособность и эффективность экономики. Высокий уровень эффективности экономики обеспечивается, в первую очередь, качеством продукции, качеством всех тех процессов в результате которых формируется спрос на продукцию, осуществляется ее реальное воплощение и дальнейший цикл потребления.

    Современное жилищное строительство требует нового отношения к технологии строительных материалов, которые могут обеспечить жилье высокого качества.

    Применение в строительстве изделий из керамики: лицевого кирпича, керамических камней, фасонных изделий обеспечивает зданиям долговечность, комфортность и архитектурную  выразительность. Кирпичные здания характеризуются высокой  тепло- и звукоизоляцией.

    Однако технический уровень производства стеновой керамики в настоящее время значительно отстает от современных требований. Низкий технический уровень производства, физически и морально  устаревшее оборудование, недостаточная  степень переработки массы не позволяет расширить сырьевую базу, использовать поликомпонентные смеси, на основе которых возможен синтез новых материалов с заданными свойствами, что в свою очередь, позволило бы расширить ассортимент изделий, повысить их архитектурную выразительность и качество.

     Из представленных на рынке Украины изделий стеновой керамики лидером по качеству и ассортименту сегодня является украинское предприятие с иностранными инвестициями АОЗТ "Слобожанська будівельна кераміка”(г.Ромны, Сумской области).

    Технический уровень производства стеновой керамики на СБК позволяет осуществлять дальнейшее повышения качества керамических материалов, расширение ассортимента изделий путем направленного регулирования  их свойств.

    Технологический процесс производства керамических материалов, является по существу процессом формирования и последовательного изменения их структуры. Последними исследованиями экспериментально доказана определяющая роль исходной коагуляционной структуры в процессе структурообразования керамики.

    Для изменения степени совершенства коагуляционных  структур и регулирования свойств  керамических масс на практике применяются следующие способы: изменение степени  дисперсности компонентов с целью развития их удельной поверхности; шихтование, имеющее своей целью оптимизацию химико-минералогического состава массы; изменение концентрации дисперсной фазы т.е. влажности; изменение взаимодействия дисперсных частиц с водой путем добавки электролитов, ПАВ.(1).

    При производстве стеновой керамики возможно направленное регулирование коагуляционной структуры путем изменения концентрации дисперсной фазы т.е. влажности. Существует ряд  методов экструзии различающихся в зависимости от формовочной влажности – жесткое формование  (формовочная влажность 12-16%); полужесткое формование (формовочная влажность 15-20%) и пластическое формование (формовочная влажность 19-27%).

      Использование жесткого формования позволит повысить качество изделий, путем уменьшения чувствительности к сушке, формовочного и  сушильного брака. Кроме этого следствием снижения формовочной влажности является уменьшение воздушной усадки и интенсификация спекания керамической массы, что особенно важно при получении клинкерных изделий.

      Снижение формовочной влажности, может быть достигнуто за счет снижения эффективной вязкости путем введения в массу электролитов и поверхностно-активных веществ. В этом направлении НИИСМИ и СБК проводят совместные работы.

      Степень совершенства исходной коагуляционной структуры возможно регулировать, как сказано выше, путем оптимизации химико-минералогического состава сырьевой смеси.

       В этом плане значительный интерес для производства стеновой керамики представляет использование крупнотонажных отходов промышленности в частности золошлаковых отходов ТЭС и отходов горнодобывающей промышленности.

      Золошлаковые отходы ТЭС-это огромный пласт сырья пригодного для использования при производстве стеновой керамики. На Украине в отвалах находится более 16 млн. тонн. топливосодержащих  отходов.

       Однако, на сегодняшний день, несмотря на большое количество работ, проведенных в этом направлении, использование топливосодержащих отходов незначительно( в странах СНГ около 3%).Это объясняется тем, что расширение объемов использования  топливосодержащих отходов связано с определенными трудностями: непостоянством химического состава и физико-химических свойств сырья. Часто даже на одной ТЭС наблюдаются значительные колебания физико-химических свойств отходов.В связи с этим при решении вопроса использования конкретных золошлаковых отходов на конкретном предприятии необходимы тщательные предварительные исследования с целью разработки рациональной технологии производства стеновой керамики. НИИСМИ совместно с СБК проводят работы по разработке технологии получения лицевых керамических и клинкерных изделий с использованием топливосодержащих отходов.

       Значительный интерес для производства стеновой керамики представляют  также попутные продукты и отходы горнодобывающей промышленности.

       По ориентировочным подсчетам в нашей стране ежегодно образуется до 3 млрд. тонн вскрышных пород и попутных продуктов, представляющих неисчерпаемые запасы ценнейшего сырья для производства керамических материалов.

      Отходы и попутные продукты, образующиеся на горнообогатительных  комбинатах можно классифицировать следующим образом: глинистые, кварцевые, полевошпатовые и другие металсодержащие отвальные продукты.

     Определено два вида глинистых отвальных продуктов: каолиновый, образующийся при  обогащении руд коры выветривания основных пород и глинистый, получаемый при обогащении комплексных редкометальных россыпей прибрежно-морского генезиса.

     В хвостохранилищах Житомирской области накоплены миллионы тонн каолинового продукта. Перспективным является использование данного сырья при пластической и жесткой экструзии керамических материалов различного назначения как при низкотемпературном, так и при высокотемпературном обжиге.

     Основная, традиционная роль, которую играет полевошпатовое сырье в керамических массах - роль отощителя - плавня. При низких температурах (до 600-7000С) полевой шпат в массе играет роль отощителя. С повышением температуры начинаются твердофазовые процессы спекания, сопровождающиеся изменением физическо-химических свойств.

    Для регулирования степени совершенства кристаллизационной структуры и качества изделий на практике также применяют изменение режимов и среды обжига. Подбор оптимальных режимов обжига возможен при помощи  изучения поведения масс при нагревании до 10000С при помощи дифференциально-термического анализа.

    Полевошпатовое сырье, получаемое из горных пород, характеризуется однородным, постоянным составом, что выгодно отличает его от других вторичных ресурсов. Кроме этого, достигнута высокая степень механизации при добыче полевошпатсодержащего сырья, что также определяет экономическую целесообразность его использования.

     Перспективным в плане изучения и изыскания составов для получения лицевой  архитектурно-отделочной керамики и клинкерных изделий является поиск новых видов полевошпатсодержащего сырья и использование известного сырья при  пластической и жесткой экструзии..

    Рыночная экономика  требует расширения ассортимента изделий, их цветовой гаммы и фактуры. Использование отходов горнодобывающей промышленности и других отходов промышленности, характеризующихся наличием щелочных, щелочно-земельных и красящих оксидов позволяет разрабатывать составы масс характеризующиеся заданными свойствами для производства лицевой керамики и клинкерных изделий. Перспективным направлением получения оригинальной фактуры и окраски  лицевой керамики является использование ангобированных покрытий  и механическое создание рельефной поверхности.

         Получение архитектурно-отделочной лицевой керамики ставит задачу борьбы с высолами и карбонатными включениями  как на этапе  подготовки  керамических масс, так и после обжига.

         По данным направлениям НИИСМИ проводит совместные работы с АОЗТ ”Слобожанська будівельна кераміка”.

 

                  Литература

 

1.Ребиндер П.А. Образование и механические свойства дисперсных структур.    Кфизико-химической механике силикатных дисперсий//Журн.Всесоюз.Хим.об-ва им.Д.И.Менделеева.- Т.У111.-1963.-№2.-С.162-171.

Разработка и продвижение сайта - Studio "V7"