Современное состояние предприятий по производству стеновых материалов требует модернизации физически и морально устаревших технологических комплексов [1]. По данным [2] строительство и реконструкция кирпичных заводов в нашей стране производится в основном с использованием зарубежного оборудования. В тоже время отмечается, что стоимость импортного оборудования намного выше отечественного. Это приводит к технической отсталости производства, так как темпы модернизации производства намного ниже темпов старения оборудования.
Полусухая технология производства кирпича имеет ряд преимуществ в сравнении с пластическим способом. В частности, упрощается технология подготовки сырьевой шихты, снижаются затраты на сушку сырца. Кроме того, стоимость технологических линий полусухого способа и площади зданий намного ниже [2].
Нами были исследованы основные свойства глинистого сырья 4 месторождений Пензенской области [3]. Определялись дообжиговые свойства глин, а также прочность и водопоглощение керамического черепка после обжига в зависимости от различных факторов – влажности сырьевой шихты, давления прессования и температуры обжига.
На основании результатов исследования гранулометрического состава глинистого сырья (таблица) можно сделать вывод, что в соответствии с классификацией Б.В. Охотина сырье Бузовлевского месторождения является легким суглинком, Лягушовского – суглинком, «Колгушкин бугор» (проба 1) – средним суглинком, «Колгушкин бугор» (проба 2) – умеренно пластичной глиной, Махалинского – легкой супесью.
Таблица – Свойства исследованного глинистого сырья
Наименование месторождения |
Цвет |
Структура, текстура, запесоченность |
Содержание фракций, % |
||
Песчаные частицы 1-0,05 мм |
Пылеватые частицы 0,05-0,005 мм |
Глинистые частицы менее 0,005 мм |
|||
Бузовлёвская |
Бурый |
Крупнодисперсная |
80 |
6,4 |
13,6 |
Лягушовская глина |
Серый |
Тонкодисперсная |
20 |
68,7 |
11,3 |
Колгушкин Бугор (проба 1) |
Черный |
Тонкодисперсная |
70 |
16,4 |
13,6 |
Колгушкин Бугор (проба 2) |
Чёрный |
Тонкодисперсная |
80 |
6,4 |
13,6 |
Махалинское (проба 1) |
Желтовато-коричневый |
Песчаная |
90 |
5,5 |
4,5 |
Махалинское (проба 2) |
Бурый |
Песчаная |
91 |
5,6 |
3,4 |
Образцы для обжига изготавливались в цилиндрической пресс-форме диаметром 25 мм при давлении прессования от 1 до 100 МПа. Влажность составов для прессования составляла 6, 8 и 10 %. Температура обжига была принята в опытах 920, 970 и 1020 °С.
Исследования влияния влажности сырьевой шихты и давления прессования образцов на их прочностные характеристики показали, что эти параметры в значительной степени влияют на прочность образцов после обжига (рис. 1).
Из графиков на рис. 1 видно, что для большинства глин повышение влажности сырьевой шихты позволяет в значительно большей степени повысить прочность, чем увеличения давления прессования. Для составов с влажностью 10 и 8 %, приготовленных на сырье Махалинского и Бузовлевского месторождений, прочность при повышении давления повышается только до определенного предела. Наиболее чувствительны; к повышению давления прессования глины месторождения «Колгушкин Бугор» и «Лягушовское».
В составах с низком водосодержанием прочность значительно возрастает при увеличении давления прессования. Исключение составляет только сырье Махалинского месторождения, которое значительно менее чувствительно к повышению давления, чем остальные глины.
Сопоставление фракционного состава (таблица) и прочности образцов (рис. 1), изготовленных при давлении прессования 20 МПа, влажности шихты 10% и обожженных при температуре 920 °С показывает, что корреляция в большей степени наблюдается между прочностью и содержанием пылеватых и песчаных частиц (рис. 2). При увеличении содержания этих фракций прочность значительно повышается. Прочность образцов, изготовленных при других значения влажности глины и давлениях прессования, также в значительной степени зависит от суммарного содержания глинистых и пылеватых частиц.
Полученные результаты позволяют определить влажность, при которой глинистое сырье при том или ином давлении прессования проявляет способность к пластическому деформированию и уплотнению. Эти результаты могут быть использованы при выборе оборудования для прессования кирпича.
Прочность образцов, полученных из глинистого сырья месторождений «Колгушкин Бугор» и «Лягушовское» составляет более 40 МПа, что возможно позволит получить высокоэффективные поризованные пустотные стеновые изделия с низкой плотностью и теплопроводностью с минимальной маркой по прочности – 100.
Рисунок 1 – Зависимость прочности керамического черепка после обжига при 920 °С от давления прессования и влажности сырьевой шахты (3 – 10 %, 2 – 8 %, 1 – 6 %) для глин различных месторождений: а – Бузовлевское; б – «Колгушкин Бугор» (проба 1); в – Лягушовское; г – «Колгушкин Бугор» (проба № 2); д – Махалинское (проба № 1); е – Махалинское (проба № 2)
Рисунок 2 – Зависимость прочности образцов, изготовленных из различного глинистого сырья при влажности 10 % и давлении прессования 20 МПа от суммарного содержания глинистых и пылеватых фракций
Исследования показали, что наиболее пригодным глинистым сырьем для производства керамических изделий методом полусухого прессования при давлении прессования до 30 МПа являются глины Махалинского и Лягушовского месторождений, а также в качестве сырья может быть использована глина месторождения «Колгушкин Бугор».
Библиографический список
- Кондратенко, В.А. Проблемы кирпичного производства и способы их решения / В.А. Кондратенко, В.Н. Пешков, Д.В. Следнев // Строительные материалы. – 2002. – № 3. – С. 43-45.
- Кондратенко, В.А. Основные принципы получения высококачественного керамического кирпича полусухим способом прессования / В.А. Кондратенко // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. – 2005. – № 8. – С. 26-27.
- Карякина Ю. В., Харнаев А. В., Коровкин М.О., Войкина Т.А. Сравнительные исследования глинистого сырья Пензенской области для производства стеновых материалов методом полусухого прессования // Сырьевые ресурсы регионов и производство на их основе строительных материалов: сборник статей МНТК. – Пенза: Приволжский дом знаний. 2008. С. 42-45.
Количество просмотров публикации: Please wait