Перспективы применения зол гидроудаления Иркутской области в качестве основного сырья для производства строительной керамики

Приведены результаты исследований, направленных на оценку возможности получения строительной керамики из зол гидроудаления (ЗГУ), используемых как основное сырье. В качестве основного объекта исследований были выбраны ЗГУ ТЭЦ-10 и ТЭЦ-9, выбор сделан с учетом совокупного объема накопления золошлаков, составляющих 48 тыс. т и близости расположения золоотвалов к существующему производству керамического кирпича в Иркутске. В статье приведены физико-химические характеристики исследуемых ЗГУ, а также структурные и физико-механические характеристики керамического камня, полученного из ЗГУ. Использованы методы: рентгеноструктурный анализ, рентгенофлуоресцентный анализ, ТГА – термогравиметрический анализ, петрографический анализ, СЭМ – канирующая электронная микроскопия, лазерная дифракция. В процессе проведения исследований, в том числе с применением метода регрессионого анализа, установлены оптимальные условия получения строительной керамики из ЗГУ, определена оптимальная удельная поверхность ЗГУ, режим и продолжительность обжига керамического черепка. Прочность керамического камня, состоящего на 100% из ЗГУ, в зависимости от режима обжига и удельной поверхности ЗГУ, может изменяться от 12 до 75 МПА соответственно. Основные показатели качества, предъявляемые к строительной керамике, соответствуют ГОСТ 530–2019 «Кирпич и камень керамический. Общие технические условия». Достигнутые значения показателей качества позволяют сделать вывод о принципиальной возможности применения исследуемых зол гидроудаления в качестве самостоятельного сырья для производства строительной керамики методом полусухого прессования.

С.В. МАКАРЕНКО¹, канд. техн. наук, доцент (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.,),
А.Б. ГОНЖИТОВ¹, аспирант (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.);
В.Г. ХОЗИН², д-р техн. наук, профессор (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

¹ Иркутский национальный исследовательский технический университет (664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83)
² Казанский государственный архитектурно-строительный университет (420043, г. Казань, ул. Зеленая, 1)

1. Абдрахимова Е.С. Образование золы легкой фракции и использование ее в производстве плиток для полов // Уголь. 2019. № 11 (1124). С. 64–66. EDN: ­EAPQLA.
http://doi.org/10.18796/0041-5790-2019-11-64-66
2. Абдрахимов В.З. Процессы в кирпиче на основе некондиционной глины и алюмощелочного шлама в интервале температур 1000–1100^оC // Известия вузов. Строительство. 2023. № 2 (770). С. 25–35. EDN: ­OOXEJT.
http://doi.org/10.32683/0536-1052-2023-770-2-25-35
3. Абдрахимов В.З. Влияние золошлака и карбонатного шлама на физико-механические показатели и фазовый состав керамического кирпича // Известия вузов. Строительство. 2023. № 10 (778). С. 45–59. EDN: ­FHNNZU.
http://doi.org/10.32683/0536-1052-2023-778-10-45-59
4. Гурьева В.А., Дорошин А.В. Применение золо-шлаковой керамики для малоэтажного строительства // Строительные материалы. 2022. № 4. С. 6–10. EDN: ­QMTBDJ.
http://doi.org/10.31659/0585-430X-2022-801-4-6-10
5. Buravchuk N.I., Guryanova O.V., Parinov I.A. Use of technogenic raw materials in ceramic technology // Open Ceramics. 2024. Vol. 18, 100578
http://doi.org/10.1016/j.oceram.2024.100578
6. Huang Y.-M., Chen K.-S., Chen K.-S., Lai J.-W. Utilizing Industrial Sludge Ash in Brick Manufacturing and Quality Improvement // Materials. 2024. Vol. 17 (11), 2568. http://doi.org/10.3390/ma17112568
7. Nurpeisova M., Nurlybayev R., Orynbekov Y., Iskakov A. Research and use of ash and slag waste for the production of Bbuuilding Materials // Горный журнал Казахстана. 2024. № 3. С. 35–40. http://10.48498/minmag.2024.227.3.003
8. Шахов С.А. Модельные представления о формировании структуры и фазового состава зологлиняной керамики // Известия вузов. Строительство. 2024. № 5 (785). С. 69–76. EDN: ­OGWAPQ. http://doi.org/10.32683/0536-1052-2024-785-5-69-76
9. Макаренко С.В., Васильев К.О., Хохряков О.В., Хозин В.Г. Производство зольной строительной керамики на основе золошлаковых отходов ТЭЦ Иркутской области – пример наилучшей доступной технологии их утилизации // Известия КГАСУ. Строительные материалы и изделия. 2020. № 4 (54). С. 54–61.
10. Макаренко С.В., Гонжитов А.Б., Хохряков О.В., Хозин В.Г. Оценка влияния технологических факторов на свойства строительной керамики на основе золошлаковых смесей ТЭЦ ОАО «Иркутскэнерго» // Известия КГАСУ. 2023. № 4 (66). С. 233–240. EDN: ­NGAEYB.
http://doi.org/10.52409/20731523_2023_4_233
11. Пичугин Е.А. Аналитический обзор накопленного в Российской Федерации опыта вовлечения в хозяйственный оборот золошлаковых отходов теплоэлектростанций // Проблемы региональной экологии. 2019. № 4. С. 77–87. EDN: ­MNEMSX. http://doi.org/10.24411/1728-323X-2019-14077
12. Буравчук Н.И., Гурьянова О.В. Использование техногенного сырья в технологии керамического кирпича // Инноватика и экспертиза: научные труды. 2020. № 2 (30). С. 160–169. EDN: ­AHHZCK. http://doi.org/10.35264/1996-2274-2020-2-160-169
13. Ушницкая Н.Н., Местников А.Е. Исследование свойств глинистого сырья методами физико-химического анализа // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2024. № 4. С. 16–25. EDN: ­XDPOAE.
http://doi.org/10.34031/2071-7318-2024-9-4-16-25
14. Kusiorowski R., Gerle A., Dudek K., Związek K. Application of hard coal combustion residuals in the production of ceramic building materials // Construction and Building Materials. 2021. Vol. 304, 124506. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.124506
15. Столбоушкин А.Ю., Истерин Е.В., Фомина О.А. Использование отходов теплоэнергетики для снижения средней плотности стеновых керамических материалов с матричной структурой // Строительные материалы. 2024. № 4. С. 13–19. EDN: ­TPRBIP.
http://doi.org/10.31659/0585-430X-2024-823-4-13-19
16. Dacuba J., Sifrian E., Romero M., Llano T., Andres A. Influence of unburned carbon on environmental-technical behaviour of coal fly Ash fired clay bricks // Applied Sciences. 2022. Vol. 12 (8), 3765.
https://doi.org/10.3390/app12083765