ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЗОЛЬНЫХ МИКРОСФЕР НА СВОЙСТВА КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ

Рассмотрены возможности получения теплоизоляционного керамического кирпича с использованием зольных микросфер. Исследовано влияние основных технологических факторов на свойства керамических материалов и физико-химических процессов, происходящих при получении композиций. 

Для проведения исследований использовались глинистое сырье Верхового месторождения Томской области и зольные полые микросферы Беловской ГРЭС. Было установлено, что применение зольных микросфер в составе шихты в количестве 80 % приводит к уменьшению средней плотности образцов по сравнению с эталоном на 50 %, водопоглощения на 28 % и теплопроводности до 50 %, при этом увеличивается средняя прочность при сжатии на 22 % и при изгибе на 30 %. По данным рентгенофазового анализа выявлено, что лабораторные образцы представлены в основном следующими кристаллическими фазами: кварцем, геленитом, альбитом, кианитом, анортитоподобными и муллитоподобными соединениями. Присутствие данных минералов в составе обеспечивает прочностные свойства полученных обожженных композиций. Микроскопическое исследование показало, что структура образцов в основном однородна, при этом наблюдается значительное количество закрытых и полузакрытых пор, труднодоступных и недоступных для воды. Этот фактор оказывает существенное влияние на повышение морозостойкости изделия, вызывая релаксацию напряжений, возникающих при замерзании воды в порах. Как результат были получены лабораторные образцы с улучшенными теплофизическими качествами. 

1. Ананьев А.И., Ананьев А.А. Долговечность и энергоэффективность наружных стен из облегченной кирпичной кладки // ACADEMIA. Архитектура и строительство. 2010. № 3.

2. Салахов А.М., Морозов В.П., Туктарова Г.Р. Совершенствование технологии производства строительной керамики и расширение номенклатуры изделий // Стекло и керамика. 2005. № 3. С. 23.

3. Столбоушкин А.Ю., Фомина О.А., Сыромясов В.А., Семин А.П. Перспективные разработки технологии керамических стеновых материалов из низкокачественного сырья // Вестник Тувинского государственного университета. Технические и физико-математические науки. 2017. Вып. № 3 (34). С. 107–118.

4. Дрожжин B.C. Полые микросферы в золах уноса электростанций : сборник научных статей / под редакцией B.C. Дрожжина. Саров : ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», 2009. 125 с.

5. Joonwon, Bae. Fabrication of carbon microcapsules containing silicon nanoparticles – carbon nanotubes nanocomposite by sol–gel method for anode in lithium ion battery // Journal of Solid State Chemistry. 2011. V. 184 (7). P. 1749–1755.

6. Дрожжин В.С., Куваев М.Д., Пикулин И.В. и др. Процессы образования и основные свойства полых алюмосиликатных микросфер в золах уноса тепловых электростанций // Химия твердого топлива. 2008. № 2. С. 53−66.

7. Sundaram S.K., Fox Kevin, Ohji Tatsuki, Hoffman E. Titanium-Dioxide-Coated Silica Microspheres for HighEfficiency Dye-Sensitized Solar Cell // Advances in Materials Science for Environmental and Nuclear Technology II. 2011. V. 227. P. 27–32.

8. Todea M., Frentiu B., Turcu R.F.V., Simon S. Structural properties of yttrium aluminosilicates microspheres // Journal of Physics and Chemistry of Solids. 2011. V. 72 (3). P. 164–168.

9. Скрипникова Н.К., Юрьев И.Ю. Строительные керамические изделия на основе микродисперсных золошлаковых соединений // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2011. № 4. С. 127–131.

10. Н.К. Скрипникова, Д.К. Григоревская, М.А. Семеновых

11. Гладких И. Оценка качества техногенного сырья Кузбасса для производства огнеупорных и теплоизоляционных материалов // Экология и промышленность России. 2016. № 20 (7). С. 13−17.

12. Вакалова Т.В., Хабас Т.А., Ревва И.Б., Павлова И.А. Теплоизоляционные керамические материалы с нанопористой структурой, изготовленные с использованием золосодержащих отходов ТЭЦ // Новые огнеупоры. 2014; (12):6-1/1.

13. Купряхин А.Н. Получение теплоизоляционно-конструкционных материалов с добавлением техногенных отходов // Огнеупоры и техническая керамика. 2004. № 2. С. 20–22.

14. Скрипникова Н.К., Литвинова В.А., Волокитин Г.Г., Луценко А.В., Волокитин О.Г., Семеновых М.А. Обжиговые строительные материалы на основе алюмосиликатных отходов нефтедобывающей промышленности // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2017; (2):141-14.