vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2019-21-6-115-121vestniktgasu-714Research ArticleСТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯCONSTRUCTION MATERIALS AND PRODUCTSИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ УГЛЕРОДСОДЕРЖАЩЕГО ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙCARBON-CONTAINING TECHNOGENIC RAW MATERIALS IN CERAMIC PRODUCT PRODUCTIONСкрипниковаН. К.SkripnikovaN. K.

Скрипникова Нелли Карповна, доктор технических наук, профессор

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Nelli K. Skripnikova, DSc, Professor

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

nks2003@mail.ruВласовВ. А.VlasovV. A.

Власов Виктор Алексеевич, доктор физико-математических наук, профессор

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Viktor A. Vlasov, DSc, Professor

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

rector@tsuab.ruСеменовыхМ. А.SemenovykhM. A.

Семеновых Марк Андреевич, аспирант

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Mark A. Semenovykh, Research Assistant

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

semenovykhmark@gmail.comВолокитинГ. Г.VolokitinG. G.

Волокитин Геннадий Георгиевич, доктор технических наук, профессор

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Gennadii G. Volokitin, DSc, Professor

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

vgg-tomsk@mail.ruШеховцовВ. В.ShekhovtsovV. V.

Шеховцов Валентин Валерьевич

634003, г. Томск, пл. Соляная, 2

Valentin V. Shekhovtsov, Assistant Lrcturer

2, Solyanaya Sq., 634003, Tomsk

shehovcov2010@yandex.ruТомский государственный архитектурно-строительный университетРоссияTomsk State University of Architecture and BuildingRussian Federation20192912201906115121Copyright © Скрипникова Н.К., Власов В.А., Семеновых М.А., Волокитин Г.Г., Шеховцов В.В., 20192019Скрипникова Н.К., Власов В.А., Семеновых М.А., Волокитин Г.Г., Шеховцов В.В.Skripnikova N.K., Vlasov V.A., Semenovykh M.A., Volokitin G.G., Shekhovtsov V.V.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/714

В работе исследуется возможность использования отходов металлургического комбината, состоящих из углеродсодержащих компонентов. Исследованы физико-механические характеристики полученных изделий в зависимости от составов и гранулометрии исходного сырья. Установлено, что использование углеродсодержащих отходов позволяет получать керамические кирпичи со следующими характеристиками: ρ ~ 2150 кг/м3, Rсж ~ 42 МПа, W ~ 3,4 %, морозостойкостью более 50 циклов. Представлены результаты процессов фазообразования при получении керамических изделий. Установлено, что использование углеродсодержащих соединений позволяет получать алюмосиликатные соединения типа анортитов, которые придают прочностные характеристики готовым изделиям.  

The paper explores the possibility of using carbon-containing waste produced by a metallurgical plant. The physico-mechanical characteristics of the obtained products are studied depending on the compositions and the grain size of the feedstock. It is found that the use of carbon-containing waste allows producing ceramic bricks with the following parameters: ρ ~ 2150 kg/m3, Rsg ~ 42 MPa, W ~ 3.4 %, and the frost resistance of over 50 cycles. The results of phase formation in ceramic products are presented. It is shown that the use of carbon-containing waste allows to obtain alumi-nosilicate compounds, such as anorthites and quartz-containing compounds, which give strength characteristics to finished products.  

техногенный отходкерамикастроительствосвойствакирпичрентгенофазовый анализwasteceramicsconstructionpropertiesbrickX-ray phase analysisReferencesЯценко Н.Д., Вильбицкая Н.А., Яценко А.И. Формирование структуры и свойств эффективной стеновой керамики на основе отходов металлургического производства // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки. 2019. № 2 (202). С. 43–47.Yatsenko N.D., Vil'bitskaya N.A., Yatsenko A.I. Formirovanie struktury i svoistv effektivnoi stenovoi keramiki na osnove otkhodov metallurgicheskogo proizvodstva [The formation of structures and properties of building wall ceramics based on metallurgical production waste]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Severo-Kavkazskii region. Seriya: Tekhnicheskie nauki. 2019. No. 2 (202). Pp. 43–47. (rus)Кайракбаев А.К., Абдрахимова Е.С., Абдрахимов В.З. Использование отходов обогащения цветной и черной металлургии Казахстана в производстве керамических материалов // Экология и промышленность России. 2019. Т. 23. № 6. С. 12–16.Kairakbaev A.K., Abdrakhimova E.S., Abdrakhimov V.Z. Ispol'zovanie otkhodov obogashcheniya tsvetnoi i chernoi metallurgii kazakhstana v proizvodstve keramicheskikh materialov [The use of enrichment waste from non-ferrous and ferrous metallurgy in Kazakhstan in the production of ceramic materials]. Ekologiya i promyshlennost' Rossii. 2019. V. 23. No. 6. Pp. 12–16. (rus)Беккалиев Н.М., Тауышев О.У., Умерешова С.Г. и др. Использование производственных отходов в производстве керамического кирпича // European Journal of Technical and Natural Sciences. 2019. № 2. С. 12–18.Bekkaliev N.M., Tauyshev O.U., Umereshova S.G., et al. Ispol'zovanie proizvodstvennykh otkhodov v proizvodstve keramicheskogo kirpicha [Industrial waste in the production of ceramic bricks]. European Journal Technical and Natural Sciences. 2019. No. 2. Pp. 12–18. (rus)Скрипникова Н.К., Семеновых М.А., Волокитин О.Г. Обжиговые строительные материалы с использованием металлургических отходов // Евразийский союз ученых. 2018. № 2-1 (47). С. 47–49.Skripnikova N.K., Semenovykh M.A., Volokitin O.G. Obzhigovye stroitel'nye materialy s ispol'zovaniem metallurgicheskikh otkhodov [Calcined building materials based on metallur-gical waste]. Evraziiskii soyuz uchenykh. 2018. No. 2-1 (47). Pp. 47–49. (rus)Кара-сал Б.К.О., Серен Ш.В., Сат Д.Х.О. Клинкерный кирпич на основе нетрадиционных материалов // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2018. № 4 (712). С. 51–58.Kara-sal B.K.O., Seren Sh.V., Sat D.Kh.O. Klinkernyi kirpich na osnove netraditsionnykh materialov [Clinker brick based on unconventional materials]. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Stroitel'stvo. 2018. No. 4 (712). Pp. 51–58. (rus)Имангазин М.К., Абдрахимова Е.С., Абдрахимов В.З. и др. Инновационные направления использования отходов черной металлургии в производстве керамического кирпича // Металлург. 2017. № 2. С. 22–25.Imangazin M.K., Abdrakhimova E.S., Abdrakhimov V.Z., et al. Innovatsionnye napravleniya ispol'zovaniya otkhodov chernoi metallurgii v proizvodstve keramicheskogo kirpicha [Innovative use of ferrous metallurgy waste in the production of ceramic bricks]. Metallurg. 2017. No. 2. Pp. 22–25. (rus)Kotova O.B., Ignatiev G.V., Shushkov D.A., Harja M., Broekmans M.A.T.M. Preparation and Properties of Ceramic Materials from Coal Fly Ash // 9th Geoscience Conference for Young Scientists: Minerals: structure, properties, methods of investigation. Ekaterinburg: Ural Fed Univ., 2020. P. 101–107.Kotova O.B., Ignatiev G.V., Shushkov D.A., Harja M., Broekmans M.A.T.M. Preparation and properties of ceramic materials from coal fly ash. Proc. 9th Geoscience Conf. for Young Scientists ‘Minerals: Structure, Properties, Methods of Investigation’. Ekaterinburg, 2020. Pp. 101–107.Gineika A., Baltakys K., Dambrauskas T. The application of silica gel waste for the two-step synthesis of wollastonite in temperature range of 200–950 degrees C // Journal of thermal analysis and calorimetry. 2019. V. 103. № 3. P. 2263–2273.Gineika A., Baltakys K., Dambrauskas T. The application of silica gel waste for the twostep synthesis of wollastonite in temperature range of 200–950 degrees C. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry. 2019. V. 103. No. 3. Pp. 2263–2273.Kenzour A., Belhouchet H., Kolli M. et al. Sintering behavior of anorthite-based composite ce-ramics produced from natural phosphate and kaolin // Ceramics international. 2019. V. 45. № 16. P. 20258–20265.Kenzour A., Belhouchet H., Kolli M., et al. Sintering behavior of anorthite-based composite ce-ramics produced from natural phosphate and kaolin. Ceramics International. 2019. V. 45. No. 16. Pp. 20258–20265.Hossain, S.K.S.,Roy, P.K. Fabrication of sustainable ceramic board using solid-wastes for construction purpose // Construction and building materials. 2019. V. 222. P. 26–40.Hossain, S.K.S., Roy, P.K. Fabrication of sustainable ceramic board using solidwastes for construction purpose. Construction and Building Materials. 2019. V. 222. Pp. 26–40.Wang S.X., Wang H., Chen Z.W. et al. Fabrication and characterization of porous cordierite ceramics prepared from fly ash and natural minerals // Ceramics international. 2019. V. 45. № 13. P. 18306–18314.Wang S.X., Wang H., Chen Z.W. et al. Fabrication and characterization of porous cordierite ceramics prepared from fly ash and natural minerals. Ceramics International. 2019. V. 45. No. 13. Pp. 18306–18314.Sutcu M., Erdogmus E., Gencel O., Gholampour A., Atan E., Ozbakkaloglu, T. Recycling of bottom ash and fly ash wastes in ecofriendly clay brick production // Journal of cleaner pro-duction. 2019. V. 233. P. 753–764.Sutcu M., Erdogmus E., Gencel O., Gholampour A., Atan E., Ozbakkaloglu T. Recycling of bottom ash and fly ash wastes in eco-friendly clay brick production. Journal of Cleaner Production. 2019. V. 233. Pp. 753–764.Ma B.Y., Su C., Ren X., et al. Preparation and properties of porous mullite ceramics with high-closed porosity and high strength from fly ash via reaction synthesis process // Journal of al-loys and compounds. 2019. V. 803. P. 981–991.Ma B.Y., Su C., Ren X., et al. Preparation and properties of porous mullite ceramics with high-closed porosity and high strength from fly ash via reaction synthesis process. Journal of Alloys and Compounds. 2019. V. 803. Pp. 981–991.Скрипникова Н.К., Луценко А.В., Литвинова В.А. и др. Обжиговые строительные мате-риалы с использованием отходов теплоэнергетики // Инновационные технологии в машиностроении : сб. трудов VIII Международной научно-практической конференции. Юргинский технологический институт, 2017. С. 231–233.Skripnikova N.K., Lutsenko A.V., Litvinova V.A., et al. Obzhigovye stroitel'nye materialy s ispol'zovaniem otkhodov teploenergetiki [Calcined building materials based on heat-power engineering waste]. In: “Innovatsionnye tekhnologii v mashinostroenii sbornik trudov” VIII Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii. Yurginskii tekhnologicheskii institute (Proc. 7th Int. Sci. Conf. ‘Innovative Technologies in Engineering’). 2017. Pp. 231–233. (rus)Volokitin G.G., Skripnikova N.K., Volokitin O.G. et al. Bottom ash waste used in different construc-tion materials // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2017. P. 012013.Volokitin G.G., Skripnikova N.K., Volokitin O.G., et al. Bottom ash waste used in different construction materials. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2017. P. 012013.

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