Керамограніт на основі кварц-польовошпатової сировини Приазовського кристалічного масиву - Автореферат

Серед сучасних матеріалів будівельної індустрії великим попитом користується керамограніт, який характеризується максимальною щільністю, міцністю, зносостійкістю, хімічною витривалістю та морозостійкістю, що обумовлено щільноспеченою структурою матеріалу. Проблема забезпечення вітчизняної керамічної промисловості польовошпатовою сировиною розвязується нині за рахунок постачання матеріалів переважно з Росії і Туреччини. Актуальність таких досліджень обумовлена також необхідністю поглиблення уяви про процеси формування вітрифікованих керамічних матеріалів за умов форсованої термообробки, оскільки отримання високоміцних щільноспечених виробів при нестаціонарному швидкісному випалі є складною технологічною задачею, що визначило напрямок дисертаційної роботи. Дисертаційна робота виконувалась згідно з планом науково-дослідницької діяльності кафедри технології кераміки, вогнетривів, скла та емалей НТУ «ХПІ» у рамках завдань фундаментальних держбюджетних НДР МОН України «Встановлення закономірностей структуро-та фазоутворення в нових керамічних матеріалах за умов інтенсифікованої термообробки» (ДР № 0106U001505), «Дослідження можливості створення імпортозамінюючої технології керамограніту на основі кварц-польовошпатової сировини Українського кристалічного щита» (ДР № 0109U002412), а також ДЗ/492-2009 «Розроблення ресурсозаощаджуючої технології створення керамічних матеріалів з використанням нових видів вітчизняної мінеральної сировини», в яких здобувач був виконавцем окремих етапів. Визначення фізико-хімічних властивостей матеріалів щільноспеченої кераміки (водопоглинання, морозостійкості, міцності, зносостійкості, кислотостійкості) проводили з використанням методик ISO 10545 та ДСТУ Б В.2.7-118-2002; визначення реологічних властивостей керамічних шлікерів проводили з використанням метода ротаційної віскозиметрії.Визначення фізико-хімічних властивостей матеріалів (водопоглинання, морозостійкості, міцності, зносостійкості, кислотостійкості) щільноспеченої кераміки проводили згідно ISO 1054 і ДСТУ Б В.2.7-118-20025; визначення реологічних властивостей керамічних шлікерів проводили з використанням віскозиметра Brookfield DV-II Pro та віскозіметра Енглера. На основі аналізу відомостей про кількість розплавів, які утворюються при заданих умовах термообробки дослідних плавнів, та їх властивості (вязкість, поверхневий натяг та активність), що обумовлюють інтенсивність спікання керамогранітних мас, з використанням графо-аналітичного методу здійснена прогнозна оцінка флюсуючої здатності кварц-польовошпатових порід (рис. В результаті комплексного аналізу визначених характеристик найбільшу ефективність з точки зору інтенсифікації спікання керамогранітних мас в умовах форсованої термообробки мають Новогнатівський пегматит, Красновський сієніт, Долинський, Анадольський та Мирний граніти. При цьому Долинський граніт та Новогнатівський пегматит класифіковані як сировина, пересичена кремнеземом та збагачена лугами (YR2O = 9,4?10,6 мас.%), тоді як Красновський сієніт не містить вільного кварцу, пересичений глиноземом та відрізняється підвищеним вмістом лужних оксидів (YR2O = 14,7 мас.%). Дослідження процесу спікання модельних мас, які містили глини та плавні (граніт, пегматит або сієніт) в співвідношенні 1:1 дозволило встановити, що мінімальним водопоглинанням, максимальною міцністю та світлим забарвленням характеризуються зразки, отримані з використанням маси, що містила сієніт і вогнетривку каолініто-гідрослюдисту глину.У дисертаційній роботі вирішено науково-практичну задачу, спрямовану на розробку технології керамограніту з використанням вітчизняної КПШС на основі системного аналізу складу та властивостей польовошпатвмісних порід родовищ, розташованих в межах Приазовського кристалічного масиву. Встановлено, що область складів композицій в системі Na2O-K2O-Al2O3-SIO2, придатних для отримання щільноспечених матеріалів (водопоглинання ? 0,5 %) з комплексом високих техніко-експлуатаційних властивостей при знижених температурах випалу (до 1200 °C) обмежується наступним вмістом оксидів, мас.%: 60?75 SIO2; 11?37 Al2O3; 1?18 K2O; 1?14 Na2O. На основі дослідження процесу спікання модельних керамогранітних мас, які містили КПШС та глини різного мінерального складу, визначені переваги використання Красновського сієніту як флюсуючої складової мас та відзначено, що для досягнення високого рівня спікання (водопоглинання ? 0,5 %) в умовах швидкісних режимів випалу необхідним є використання добавок-модифікаторів. Обґрунтовано технологічну доцільність використання добавки доломіту (в межах 3?9 %), яка дозволяє знизити температуру утворення рідкої фази при випалі виробів, збільшити її кількість та створити умови для швидкої кристалізації муліту внаслідок утворення неоднорідної структури розплаву за рахунок деполімеризуючої та мінералізуючої дії оксидів кальцію та магнію. Встановлено, що необхідною та достатньою умовою отримання керамограніту на основі композицій системи «глина-доломіт-сієніт» є підбір плавню з певним калієвим модулем: в разі зас

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ