vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2024-26-2-148-156NELLGYvestniktgasu-1701Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯCONSTRUCTION MATERIALS AND PRODUCTSОсобенности применения вторичного ангидритового сырья для производства керамических материаловAcid fluoride in ceramic material productionАникановаЛ. А.AnikanovaL. A.

Аниканова Любовь Александровна, канд. техн. наук, доцент

634003, г. Томск, пл. Соляная 2

Ljubov' A. Anikanova, PhD, A/Professor

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

alasmit@mail.ruТомский государственнный архитектурно-строительный университетРоссияTomsk State University of Architecture and BuildingRussian Federation202422042024262148156Copyright © Аниканова Л.А., 20242024Аниканова Л.А.Anikanova L.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/1701

Актуальность. В статье рассматриваются вопросы применения фторангидрита в качестве добавки при производстве керамических материалов, что позволяет экономить природное глиняное сырье и решать экологические задачи. В работе показана возможность использования вторичного сырья для производства зернистых и штучных керамических материалов.Цель исследования – разработка керамических материалов и технологических принципов их производства с применением вторичного фторангидритового сырья, определение условий образования керамического черепка и способов повышения прочности керамических образцов.При этом решались следующие задачи: выбор и исследование основных характеристик материалов: вещественного, гранулометрического состава, технологических свойств глин, кислого фторангидрита, обоснование технологических приемов и оценка параметров качества керамических материалов.Материалы и методы. В работе использован кислый фторангидрит без дополнительной обработки, зола ТЭЦ, которая снижает среднюю плотность изделий и способствует получению гранул при обжиге. В качестве расплавообразующей добавки вводились натриевое жидкое стекло (ГОСТ 13078–81) и алюминиевая пудра (ГОСТ 5494–95) для возможного получения муллитоподобных образований. Исследование фазового состава и структурных параметров образцов проводилось на дифрактометре XRD-6000 (Shimadzu, Япония). Для приготовления шихты глину сушили до постоянной массы с последующим измельчением в щековой дробилке и совместным помолом с расчетным количеством кислого фторангидрита.Результаты и практическая значимость. Представлены исследования зернистых и штучных керамических стеновых материалов с требуемыми для керамических изделий свойствами. Установлены технологические режимы сушки и обжига, а также основные эксплуатационные характеристики. Определены строительно-технические характеристики кислого фторангидрита для производства керамических материалов, предложены способы его модифицирования, что позволяет снизить расходы минерального сырья на единицу продукции, решать экологические вопросы.Новизна. Установлены особенности производства керамических материалов с использованием вторичного сырья и зависимости, позволяющие регулировать состав и свойства зернистых и штучных материалов. 

Purpose: The aim of this work is to develop fluorine anhydrite-based ceramic materials and engineering concept for their production and identify the conditions for the ceramic body formation and strength improvement.Methodology/approach: Acid fluoride without aditional processing and ash from thermal power plants are used in the experiment. Sodium silicate solution and the aluminum powder are introduced in the melt for the mullite formation. The phase composition is investigated on a Shimadzu XRD-6000 Diffractometer. Clay is dried to prepare the mixture and then it is ground in a jaw breaker and co-milled with the specific amount of acid fluoride.Research findings: Granular and piece ceramic wall materials with the required properties are obtained. Drying and firing conditions and the main performance characteristics are determined herein.Practical implications: Construction and technical characteristics of acid fluoride are detected for the ceramic material production, the proposed methods can be used for ceramics modification, allowing to reduce expenditures per unit of output for mineral raw materials.Originality: Process conditions are determined for the ceramics production, and dependencies are suggested to control the composition and properties of granular and piece ceramic wall materials.

Фторангидритглинажидкое стеклоалюминиевая пудразернистые и штучные керамические материалыacid fluorideclaysodium silicate solutionaluminum powdergranular and piece ceramicswall materialReferencesСкрипникова Н.К., Юрьев И.Ю. Комплексное использование золошлаковых отходов Томской области для получения различных видов строительных материалов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2013. № 2 (39). С. 245–249.Skripnikova N.K., Yur'ev I.Yu. Integrated use of ash and slag waste from the Tomsk region for building material production. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2013; 39 (2): 245−249. (In Russian)Власов В.А., Семеновых М.А., Скрипникова Н.К., Шеховцов В.В. Особенности использования некондиционных видов сырья для получения анортитовой керамики // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2020. № 22 (5). С. 122–128.Vlasov V.A., Semenovykh M.A., Skripnikova N.K., Shekhovtsov V.V. Non-standard raw materials for anorthite ceramics production. Vestnik Tomskogo Gosudarstvennogo Arkhitekturno-Stroitel'nogo Universiteta – Journal of Construction and Architecture. 2020; 22 (5): 122−128. (In Russian)Скрипникова Н.К., Юрьев И.Ю. Строительные керамические изделия на основе микродисперсных золошлаковых соединений // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2011. № 4 (33). С.127–131.Skripnikova N.K., Yur'ev I.Yu. Constructional ceramic products based on microdispersed bottom ash compositions. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2011; 33 (4): 127−131. (In Russian)Канаев В.К. Новая технология строительной керамики. Москва : Стройиздат, 1990. 264 с.Kanaev V.K. New technology of building ceramics. Moscow: Stroiizdat, 1990. 264 p. (In Russian)Яковлев Г.И., Кодолов В.И. Жидкофазное спекание фторангидрита при синтезе гипсокерамических материалов // Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология. 1999. Т. 42 (1). С. 97–100.Yakovlev G.I, Kodolov V.I. Liquid-phase sintering of acid fluoride in synthesis of gypsumceramic materials. Khimiya i khimicheskaya tekhnologiya. 1999; 42 (1): 97−101. (In Russian)Яковлев Г.И. Керамический материал на основе фторангидрита // Стекло и керамика. 2002. Т. 75. № 9. С.18–19.Yakovlev G.I. Acid fluoride-based ceramic material. Steklo i keramika. 2002; 75 (9): 18−19. (In Russian)Верещагин В.И, Бурученко А.Е., Кащук И.В. Возможность использования вторичного сырья для получения строительной керамики и ситаллов // Строительные материалы. 2000. № 7. С. 20–23.Vereshchagin V.I, Buruchenko A.E., Kashchuk I.V. Possibility of using recycled materials in building ceramics and glass ceramics production. Stroitel'nye materialy. 2000; (7): 20–23. (In Russian)Аниканова Л.А. Использование вторичного гипсосодержащего сырья для производства строительных материалов // Материалы VII Международной научно-практической конференции, 14–16 марта 2017 г. Томск : Изд-во ТГАСУ, 2017. С. 31–34.Anikanova L.A. Recycled gypsum raw materials for building material production. In: Proc. 7th Int. Sci. Conf., Tomsk, 2017. Pp. 31−34. (In Russian)Аниканова Л.А., Курмангалиева А.И., Пискарева А.Т., Казанцева В.С. Водостойкие стеновые материалы с использованием ангидритовых вяжущих // Материалы VI Международной научно-практической конференции. Томск : Изд-во ТГАСУ, 2016. С. 124–127.Anikanova L.A., Kurmangalieva A.I., Piskareva A.T., Kazantseva V.S. Waterproof wall materials with anhydrite binders. In: Proc. 7th Int. Sci. Conf., Tomsk, 2016. Pp. 124−127. (In Russian)Патент № 0002653192 Российская Федерация, МПК C04B 38/02 (2006.01), C04B 28/14 (2006.01). Конструкционно-теплоизоляционный материал : № 2017110628 : заявл. 29.03.2017 : опубл. 07.05.2018 / Аниканова Л.А., Курмангалиева А.И., Кудяков А.И., Саркисов Ю.С., Волкова О.В. 3 с.Anikanova L.A., Kurmangalieva A.I., Kudjakov A.I., Sarkisov Ju.S., Volkova O.V. Load-bearing structural insulating material. RF Patent N 2653192. 2018. 4 p. (In Russian)Завадская Л.В. Газогипсовые материалы с армирующими волокнистыми добавками : специальность 05.23.05 «Строительные материалы и изделия» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Новосибирск, 2011. 154 с.Zavadskaja L.V. Gas-gypsum materials with reinforcing fiber additives. PhD Thesis. Novosibirsk, 2011.17 p. (In Russian)Сулимова Е.В, Лапидус М.А., Гаркави М.С. Вопросы твердения ангидритовых вяжущих // Строительные материалы. 1993. № 7. С. 12–17.Sulimova E.V., Lapidus M.A., Garkavi M.S. Issues of anhydrite binder hardening. Stroitel'nye materialy. 1993; (7): 12−17. (In Russian)Аниканова Л.А., Волкова О.В., Курмангалиева А.И., Волков К.С. Исследование фторангидритового сырья для получения композиционных вяжущих // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2015. № 4. С. 160–170.Anikanova L.A. Volkova O.V., Kurmangalieva A.I., Volkov K.S. A study of gypsum raw materials for composite binder production. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2015; (4): 160−169. (In Russian)Аниканова Л.А., Кудяков А.И., Никитина О.В. Влияние полимерсиликатной жидкости на водостойкость композиционных фторангидритовых вяжущих // Материалы Веймарской гипсовой конфенции. Веймар, 26–27 марта 2014 г. C. 183–190.Anikanova L.A., Kudyakov A.I., Nikitina O.V. Influence of polymersilicate liquid on water resistance of composite anhydrite binders. In: Proc. Weimar Gypsum Conference, Weimar, 2014. Pp. 183−190.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.