УДК 691.42

ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГЛИН МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПЕНЗЕНСКОЙ ОБЛАСТИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КЕРАМИЧЕСКОЙ ПРОДУКЦИИ

Слепова Ирина Эдуардовна1, Тарасов Роман Викторович2, Макарова Людмила Викторовна3
1ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», студент
2ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», к.т.н., доцент
3ФГБОУ ВПО «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», к.т.н., доцент

Аннотация
Исходным сырьем для производства керамических изделий являются глины, различающиеся минералогическим и химическим составом. В статье приводятся результаты исследования глин Пензенской области с целью определения их пригодности для производства керамических изделий.

Ключевые слова: глинистое сырье, керамическая продукция


THE EVALUATION OF OPPORTUNITY OF THE USE CLAY OF PENZA REGION DEPOSITES FOR PRODUCTION THE CERAMIC PRODUCTS

Slepova Irina Eduardovna1, Tarasov Roman Viktorovich2, Makarova Ludmila Viktorovna3
1Penza State University of Architecture and Construction, student
2Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor
3Penza State University of Architecture and Construction, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor

Abstract
The initial raw materials for production the ceramic products are the clays, differing by mineralogical and chemical composition. In the article the results of research of Penza region clays on mineralogical and granulometric composition with the aim to determine their suitability for production the ceramic products are present.

Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Слепова И.Э., Тарасов Р.В., Макарова Л.В. Оценка возможности использования глин месторождений Пензенской области для производства керамической продукции // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 8. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/08/37211 (дата обращения: 30.09.2017).

Изделия на основе керамики традиционно используются в строительной отрасли, что обусловлено их высокими эксплуатационными и декоративными характеристиками.

В связи с этим одной из важнейших задач исследований являлось изучение свойств местных глин, что дало бы возможность выбора оптимального вида глины для производства керамических изделий.

В данной работе исследовались глины месторождений Пензенской области (Иссинская, Лягушевская, Долгоруковская, Нижнеломовская), а также для сравнения Новочебоксарская глина, химический состав которых приведен в таблице 1.

Таблица 1 – Химический состав глин

Вид глины

Истинная плотность rи, г/см3

Химический состав

SiO2

Al2O3

CaO

Fe2O3

MgO

SO3

п.п.п

Иссинская

2,53

69,07

16,42

1,33

3,125

0,6

0,065

13,0

Долгоруковская

2,38

79,65

6,21

1,44

3,91

0,26

следы

15,0

Нижнеломовская

2,6

73,5

14,7

1,7

7,4

1,6

0,1

5,5

Лягушевская

2,53

61,75

10,48

10,59

3,84

1,2

следы

5,0

Новочебоксарская

2,54

73,15

5,9

1,32

3,78

0,9

0,032

13,0

Химический состав глин является важной характеристикой для предварительной оценки пригодности глинистого сырья для производства керамических и огнеупорных изделий. В.Ф. Павлов [1] основываясь на результатах исследований А.И. Августиника [1] предложил диаграмму для определения пригодности глин в производстве тех или иных видов керамической продукции (рис. 1).

Рисунок 1 –  Глины, пригодные для производства [1]:

1 – огнеупорных шамотных изделий; 2 – для полов, канализационных  труб, кислотоупорных изделий и каменного товара; 3 – строительного кирпича (по А.И. Августинику [2]. Легкоплавкие глины: I – первая группа; II – вторая группа; III – третья группа (по В.Ф. Павлову)

Исследуемые глины: А-Иссинская глина; Б-Долгоруковская глина;

С-Нижнеломовская глина; Д-Лягушевская глина; Е-Новочебоксарская глина

Нанесение на диаграмму исследуемых легкоплавких глин (точки 1-5, рис. 1) указывает на их непригодность для изготовления огнеупорных изделий в связи с низким содержанием оксида алюминия. Две глины, вообще, являются некондиционными, неспекающимися и не входят даже в область 3 для кирпичных глин. Наиболее близко к области глин для керамических труб, кислотоупорных изделий расположена Иссинская глина, что характеризует ее как наиболее пригодную для изготовления высококачественных керамических изделий.

Минералогический состав глин зависит от их минералогического вида. В основном встречаются три типа глин: каолинитовые, гидрослюдистые и монтмориллонитовые. Известны также глины промежуточных типов. Каолинитовые глины содержат преимущественно минерал каолинит Al2O3·2SiO2·2H2O, гидрогаллуазит Al2O3·2SiO2·H2O, гидрослюдистые глины – иллит и гидрослюду, глауконитовые – минерал глауконит, монтмориллонитовые – Na, Ca или Mg – монтмориллонит. Кроме основного глинообразующего минерала в состав глин могут входить кварц, кальцит, слюды, пирит, полевой шпат и другие минералы.

Полученные данные (рис. 1) дают возможность охарактеризовать минералогический состав Иссинской глины и отнести ее к преимущественно каолинито-гидрослюдистым глинам с возможным незначительным содержанием монтмориллонита и хлорита, Нижнеломовскую глину к преимущественно каолинито-монтмориллонитовым глинам, а Новочебоксарскую – к группе закварцованных и карбонизированных полиминеральных глин. Долгоруковская глина наиболее близко расположена к 3 группе глин – закварцованным и карбонизированным полиминеральным глинам. Лягушевскую глину можно отнести к группе каолинито-монтмориллонитовых глин.

Существенное значение при изготовлении керамических изделий имеет гранулометрический (зерновой) состав глин.

Наиболее ценными для производства керамических материалов считаются тонкие глинистые фракции с зернами размером менее 5 мкм (<0,005 мм). Кроме того, в глинах содержатся пылевидные фракции с зернами размером от 5 до 50 мкм (от 0,005 до0,05 мм) и песчаные – от 50 мкм до1 мми более.

Согласно данным, полученным в результате определения гранулометрического состава по Рутковскому (табл. 2), большинство исследуемых глин сильно запесочены (Нижнеломовская, Лягушевская, Новочебоксарская). Количество глинистых частиц в глинах составляет от 9,06% (Лягушевская глина) до 22,67% (Иссинская глина). Это позволяют отнести данное глинистое сырье к грубодисперсному (фр. менее0,01 мм< 40% и фр. менее0,001 мм< 20%). Запесоченность глин для производства керамических изделий крайне нежелательна, так как при высоких температурах возможны фазовые превращения кремнезема, приводящие к сильным деформациям изделий. Согласно классификации легкоплавких глин в зависимости от содержания в породе глинистых, песчаных и пылеватых частиц  все виды используемых глин относятся к группе суглинков [1]. Наиболее пригодной для изготовления высококачественных керамических изделий можно считать Иссинскую глину.

Таблица 2 – Гранулометрический состав глин

Вид глины

Гранулометрический состав (по Рутковскому), %

размер частиц, мм

<0,005

0,05-0,005

1,0-0,05

Иссинская

22,67

47,33

30,0

Долгоруковская

10,15

51,85

38,0

Нижнеломовская

15,86

19,14

65,0

Лягушевская

9,06

40,94

50,0

Новочебоксарская

11,25

28,75

60,0

Исследуемые глины по степени пластичности относятся к умереннопластичным (число пластичности по классификации от 7 до 15). Максимальное значение пластичности имеет Иссинская глина, минимальное – Нижнеломовская (табл. 3). Эти результаты обусловлены в первую очередь низким содержанием в глине глинистых частиц (9,06-22,67%, по методу Рутковского) и высоким содержанием песка (от 30 до 65%, по методу Рутковского).

Таблица 3 – Значения пластичности исследуемых глин

Вид глины

Число пластичности

Пластичность

нижняя граница текучести

верхняя граница раскатывания

Иссинская

10,4

29,2

18,80

Долгоруковская

8,90

24,4

15,50

Нижнеломовская

8,20

23,2

15,00

Лягушевская

9,85

28,6

18,75

Новочебоксарская

8,50

26,0

17,50

Таким образом, с позиции оптимального химического, минералогического и гранулометрического состава наилучшими характеристиками обладает Иссинская глина.


Библиографический список
  1. Промышленность строительных материалов. Серия 5. Керамическая промышленность. Обзорная информация. Выпуск 1. Легкоплавкие глины в керамических массах. – Москва, 1983. – 44 с.
  2. Августиник, А.И. Керамика [Текст] / А.И. Августиник.- Л.: Стройиздат, 1975. – 592 с. ил.


Все статьи автора «Макарова Людмила Викторовна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: