Пористый керамический материал на основе глины и отходов производства гранитного щебня

Журнал: №5-2019
Авторы:

Леонович С.Н.
Свиридов Д.В.
Беланович А.Л.
Карпушенкова Л.С.
Карпушенков С.А.

DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-770-5-45-50
УДК: 666.64

 

АннотацияОб авторахСписок литературы
Предложен способ получения пористого керамического материала из алюмосиликатной смеси отходов производства гранитного щебня и глины без использования газообразователей при пониженной температуре обжига. Установлено, что состав глины различных месторождений (Гайдуковка, Осетки, Кустиха, Лукомль) влияет на способность исходной шихты к вспучиванию. Оптимальным оказалось использование глины месторождения Кустиха, характеризующейся пониженным содержанием оксида алюминия (6–10%) и значительным содержанием свободного кварца (16–22%). Установлено, что вспучивание алюмосиликатной смеси происходит посредством ее активирования раствором гидроксида натрия, причем оптимальная концентрация гидроксида натрия составляет 15 мас. %. Предложен механизм образования пористой керамики при щелочной активации исходной смеси глины и гранитоидного отсева. Ощелачивание смеси за счет добавления гидроксида натрия приводит при нагревании к образованию в составе материала температуроустойчивых структурных гидроксильных групп при дегидроксилировании алюмосиликатной поверхности; далее происходит плавление алюмосиликатов до пиропластического состояния, способствующего спеканию смеси. Содержащаяся в смеси свободная вода, будучи замкнутой в микропорах, при спекании переходит в газообразное состояние, давление газа в порах приводит к их росту и сохранению при обжиге ячеистой структуры. Показано, что оптимальный размер пор керамического материала достигается в процессе вспучивания исходной шихты при температуре обжига 950оС, что примерно на 200оС меньше, чем требуется для производства керамзита, а следовательно, позволяет снизить энергоемкость получения пористого керамического материала.
С.Н. ЛЕОНОВИЧ1, д-р техн. наук (Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.)
Д.В. СВИРИДОВ2, д-р хим. наук (Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.)
А.Л. БЕЛАНОВИЧ2, канд. хим. наук (Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.)
Л.С. КАРПУШЕНКОВА2, канд. хим. наук (Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.)
С.А. КАРПУШЕНКОВ2, канд. хим. наук (karpushenkоЭтот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.)

1 Белорусский национальный технический университет (220013, Республика Беларусь, г. Минск, пр-т Независимости, 65)
2 Белорусский государственный университет (220030, Республика Беларусь, г. Минск, пр-т Независимости, 4)

1. Сиразин М.Г. Теплая керамика – перспективный материал для жилищного строительства в России // Строительные материалы. 2006. № 4. С. 18–19.
2. Абдрахимова Е.С., Абдрахимов В.З. Оптимизация содержания золы легкой фракции в составах масс керамических плиток // Стекло и керамика. 2006. Т. 63. № 3–4. С. 95–96.
3. Rashad A.M. Lightweight expanded clay aggregate as a building material – An overview // Construction and Building Materials. 2018. Vol. 170, pp. 757–775. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.03.009
4. Казанцева Л.К., Верещагин В.И., Овчаренко Г.И. Вспененные керамические теплоизоляционные материалы из природного сырья // Строительные материалы. 2001. № 4. С. 33–35.
5. Кузьмина О.В., Верещагин В.И., Абияка А.Н. Расширение сырьевой базы для получения пенокристаллических материалов // Строительные материалы. 2009. № 7. С. 54–56.
6. Rugele K., Lehmhus D., Hussainova I., Peculevica J., Lisnanskis M., Shishkin A. Effect of fly-ash cenospheres on properties of clay-ceramic syntactic foams // Materials (Basel). 2017. No. 10 (7). 828. DOI: https://doi.org/10.3390/ma10070828
7. Puertas F., Santos R., Alonso M.M., del Rio M. Alkali-activated cement mortars containing recycled clay-based construction and demolition waste // Ceramics-Silikaty. 2015. No. 59 (3), pp. 202–210.
8. Торопков Н.Е., Кутугин В.А. Зависимость физико-химических свойств глинистого сырья в технологии керамзитов // Международный научно-исследовательский журнал. 2014. № 11. С. 52–54.
9. Дамдинова Д.Р., Хардаев П.К., Анчилоев Н.Н., Токуренов Б.В. Исследование возможности получения пенокерамики с использованием местных глин и стеклобоя. Строительный комплекс России. Наука. Образование. Практика: Материалы междунар. науч.-практ. конф.Улан-Удэ: ВСГУТУ, 2012. С. 203–205.
10. Дамдинова Д.Р., Хардаев П.К., Карпов Б.А., Зонхиев М.М. Технологические приемы получения пеностекол с регулируемой поровой структурой // Строительные материалы. 2007. № 6. С. 68–69.
11. Prud’homme E., Michaud P., Joussein E., Peyratout C., Smith A., Rossignol S. In situ inorganic foams prepared from various clays at low temperature // Applied Clay Science. 2011. Vol. 51. No. 1–2, pp. 15–22. DOI: https://doi.org/10.1016/j.clay.2010.10.016
12. Bai C., Colombo P. Processing, properties and applications of highly porous geopolymers: A review // Ceramics International. 2018. Vol. 44. No. 14, pp. 16103–16118. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.05.219
13. Duxson P., Fernandez-Jimenez A., Provis J.L., Lukey G.C., Palomo A., van Deventer J.S.J. Geopolymer technology: the current state of the art // Journal of Materials Science. 2007. Vol. 42. No. 9, pp. 2917–2933. DOI: 10.1007/s10853-006-0637-z
14. Kazantseva L.K., Rashchenko S.V. Chemical processes during energy-saving preparation of lightweight ceramics // Journal of the American Ceramic Society. 2014. Vol. 97. No. 6, pp. 1743–1749.DOI: https://doi.org/10.1111/jace.12980
15. Верещагин В.И., Соколова С.Н. Гранулированный пеностеклокристаллический теплоизоляционный материал из цеолитосодержащих пород // Строительные материалы. 2007. № 3. С. 66–67.

Для цитирования: Леонович С.Н., Свиридов Д.В., Беланович А.Л., Карпушенкова Л.С., Карпушенков С.А. Пористый керамический материал на основе глины и отходов производства гранитного щебня // Строительные материалы. 2019. № 5. С. 45–50. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2019-770-5-45-50


Печать   Электронная почта