Использование отходов теплоэнергетики для снижения средней плотности стеновых керамических материалов с матричной структурой

Представлены результаты исследований по снижению средней плотности стеновых керамических материалов за счет использования зольных гранул. Приведены химический, гранулометрический, минеральный составы глинистого сырья и золы-уноса. Рассмотрены составы керамических шихт с различными содержанием отходов теплоэнергетики и техникой приготовления образцов. В первом случае применялось механическое перемешивание компонентов шихты, во втором – грануляция компонентов и создание оболочки на поверхности гранул. Приведены физико-механические свойства керамических образцов, изготовленных обоими способами. Установлено, что увеличение содержания золы-уноса в шихте приводит к снижению средней плотности и прочности при сжатии керамических образцов. Использование разработанного способа получения керамических материалов увеличивает прочностные характеристики образцов, что позволяет увеличить содержание зольного компонента до 70–80 мас. % в составе шихты. Показано, что содержание золы-уноса в шихте в количестве более 60 мас. % приводит к увеличению водопоглощения более 20%, что практически свидетельствует об отсутствии процессов спекания в зольных гранулах. Сформулированы перспективы и основные направления дальнейших исследований.

А.Ю. СТОЛБОУШКИН¹, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Е.В. ИСТЕРИН¹, инженер (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
О.А. ФОМИНА², канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

¹ Сибирский государственный индустриальный университет (654007, Кемеровская область – Кузбасс, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42)
² Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук (101990, г. Москва, Малый Харитоньевский пер., 4)

1. Жидко Е.А., Авдеева Т.В., Ермоленко М.С. Основные направления и принципы безотходных и малоотходных технологий // Информационные технологии в строительных, социальных и экономических системах. 2021. № 2 (24). С. 29–33.
2. Котляр В.Д., Козлов А.В., Животков О.И., Козлов Г.А. Силикатный кирпич на основе зольных микросфер и извести // Строительные материалы. 2018. № 9. С. 17–21. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-763-9-17-21
3. Сайбулатов С.Ж. Внедрение производства золокерамических стеновых материалов на ОАО «Тольяттинский кирпичный завод» // Строительные материалы. 2002. № 1. С. 2–3.
4. Столбоушкин А.Ю., Истерин Е.В. Исследование золы-уноса Западно-Сибирской ТЭЦ как потенциального сырья для получения керамики. Качество. Технологии. Инновации: Материалы VI Международной научно-практической конференции. Новосибирск, 2023. С. 96–103.
5. Овчаренко Г.И., Фомичев Ю.Ю., Францен В.Б., Викторов А.В., Самсонов А.Ю., Стрельцов И.А. Особенности технологии силикатного кирпича из высококальциевых зол ТЭЦ // Ползуновский вестник. 2011. № 1. С. 156–162.
6. Столбоушкин А.Ю. Перспективное направление развития строительных керамических материалов из низкокачественного сырья // Строительные материалы. 2018. № 4. С. 24–28. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2018-758-4-24-28
7. Арискина Р.А., Михайлова Е.В., Сукорина А.В., Салахова А.М. Опыт применения техногенных отходов в производстве керамических материалов // Вестник технологического университета. 2017. № 15. С. 37–41.
8. Ватин Н.И., Петросов Д.В., Калачев А.И., Лахтинен П. Применение зол и золошлаковых отходов в строительстве // Инженерно-строительный журнал. 2011. № 4. С. 16–21.
9. Сайбулатов С.Ж. Золокерамические стеновые материалы. Алма-Ата: Наука, 1982. 292 с.
10. Гагарин В.Г., Козлов В.В. Требования к теплозащите и энергетической эффективности в проекте актуализированного СНиП «Тепловая защита зданий» // Жилищное строительство. 2011. № 8. С. 2–6.
11. Котляр В.Д., Козлов А.В., Котляр А.В. Высокоэффективная стеновая керамика на основе пористо-пустотелого силикатного заполнителя // Научное обозрение. 2014. № 10. С. 392–395.
12. Шлегель И.Ф. Сложившаяся ситуация в строительстве требует восстановления ГОСТа на лицевой кирпич // Строительные материалы. 2010. № 7. С. 53–59.
13. Семенов А.А. Некоторые тенденции в развитии рынка керамических стеновых материалов в России // Строительные материалы. 2022. № 4. С. 4–5. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-801-4-4-5
14. Давидюк А.Н., Несветаев Г.В. Эффективные материалы и конструкции для решения проблемы энергосбережения зданий // Жилищное строительство. 2010. № 3. С. 16–21.
15. Гайшун Е.С., Явруян Х.С., Котляр В.Д. Технология производства высокоэффективных керамических камней на основе продуктов переработки угольных отвалов. Теория и практика повышения эффективности строительных материалов: Материалы Международной научно-технической конференции. Пенза, 2018. С. 18–26.
16. Столбоушкин А.Ю., Бердов Г.И., Верещагин В.И., Фомина О.А. Керамические стеновые материалы матричной структуры на основе неспекающегося малопластичного техногенного и природного сырья // Строительные материалы. 2016. № 8. С. 19–23. DOI: https://doi.org/10.31659/0585-430X-2016-740-8-19-24
17. Патент РФ 2593832. Способ изготовления стеновых керамических изделий / Иванов А.И., Столбоушкин А.Ю., Стороженко Г.И. Заявл. 08.06.2015. Опубл. 10.08.2016.
18. Тас-оол Л.Х., Янчат Н.Н., Чоксум Ж.Э. Алюмосиликатные микросферы зольных уносов теплоэлектростанции г. Кызыла // Вестник Тувинско-го государственного университета. 2012. № 3. С. 33–37.