Исследование состава и свойствглинистого сырья на базеТОО «Сайрамский кирпичный завод»

 

 

2.1.1 Макроскопическое описание глинистого сырья

 

Макроскопическое описание глинистого сырья составляют по результатам визуального осмотра пробы глинистого сырья с помощью лупы, микроскопа.

При визуальном осмотре устанавливают: внешний вид, цвет и оттенок, структуру, текстуру, наличие и виды включений, степень вскипания пробы глинистого сырья при взаимодействии с 10 %-ным раствором соляной кислоты для определения наличия карбонатных включений.

Результаты визуального осмотра пробы исследуемого глинистого сырья приведены в таблице 2.1

 

Таблица 2.1.1 - Результаты визуального осмотра пробы исследуемого глинистого сырья

 

Макроскопическая характеристика сырья	Взаимодействие с 10 %-ным раствором HCl
Суглинок светло-коричневый, макропористый, твердойконстистенции	Бурно вскипает

 

 

2.1.2Минеральный состав глинистого сырья

 

Для комплексного изучения глинистого сырья применяют физико-химические методы исследования. Использованиетаких методов позволяет углубленно изучать состав, структуруи свойства строительных материалов и изделий.

Диагностика состава, структуры и свойств материала на разных этапах его изготовления и эксплуатации позволяет разрабатывать прогрессивные ресурсо- и энергосберегающие технологии.

Рентгенографический анализ основан на методах исследования, в которых используется рентгеновское излучение. Этот виданализа широко применяют для исследования минералогическогосостава сырья и готовой продукции, изучения фазовых превращений в материалах на разных стадиях их переработки в конечныйпродукт и в процессе эксплуатации, а также для определения параметров структуры кристаллических решеток. Метод рентгенографического анализа, используемый для изучения параметров элементарной ячейки вещества, называют рентгеноструктурным.Метод, предназначенный для исследования фазовых превращенийи минералогического состава объектов, называют рентгенофазовым.Методы рентгенофазового анализа (РФА) получили наибольшее распространение в практике исследования минеральных строительных материалов [3].

Рентгеновская сьемка исследуемого глинистого сырья (рисунок 2.1) проводилась на установке типа ДРОН 3 в интервале углов 8-64^о. На рентгенограмме омечены следующие линии минералов: монмориллонит𝑑/𝑛= 6,09-4,47-4,05-3,02. Кварц 𝑑/𝑛=4,24-3,34-2,45-2,28-2,23-2,12-1,97-1,81-1,66-1,53 Кальцит 𝑑/𝑛=3,84-3,02-2,49-2,28-2,01-1,91-1,86-1,60. В не значительном количестве в виде примеси 𝑑/𝑛= 4,04-3,18-2,94-2,86-2,51-2,12 относятся к полевым шпатам.

 

Рисунок 2.1.2Рентгеновская съемкалессовидных суглинков,используемых

в ТОО «Сайрамский кирпичный завод»

 

 

2.1.3 Определение пластичности глинистого сырья

 

Под пластичностью затворенных водой глин принято понимать их способность под действием нагрузки деформироваться без образования трещин, принимать любую форму и сохранять ее после прекращения действия нагрузки.

Пластичность глин более всего зависит от их дисперсности и от минералогического состава. Чем более дисперсна глина, тем выше ее пластичность.Монтмориллонитовые глины более пластичны, чем каолинитовые.

Способность глин при затворении водой образовывать пластичные массышироко используются в промышленности при формовании изделий: раскаткепласта керамической массы в тела вращения, продавливании пластичной массычерез мундштук ленточного пресса и т.д. Обычно чем выше пластичность глинистых материалов, тем больше их водозатворение. Для получения массы с нормальной рабочей влажностью из таких глин требуется повышенное количество воды. При сушке высокопластичные глинистые материалы труднее отдают влагу, что приводит к увеличению сроков сушки. Кроме того, усадка пластичных керамических масс при сушке выше, чем малопластичных[2].

Результат определения пластичности исследуемого глинистого сырья методом балансирного конуса представлены в таблице 2.2

 

Таблица 2.1.3–Пластичность лессовидных суглинков используемые ТОО «Сайрамский кирпичный завод»;

 

Месторождение глинистого сырья	Влажность,%	Число пластич-ности	Классификация по ГОСТ 9169–75
на границе текучести	на пределе раскатывания
Сайрамское				умереннопластич-ная

 

 

Число пластичности исследуемого глинистого сырья равно 7, что соответствует группе «умереннопластичные».

 

 

2.1.4Определение потери массы при прокаливанииглинистого сырья

 

Для контроля состава сырьевых материалов и обожженных изделий широко применяют химический анализ, который выполняют различными методами в зависимости от природы основного вещества, вида контролируемых примесей и их количества. В обычном химическом анализе величина потерь при прокаливании (ППП) включает общее содержание улетучивающихся при термической обработке веществ (за счет удаления физически и химически связанной воды, выгорания органических веществ, разложения сульфатов, карбонатов и т.п.). В технологии керамики определения ППП позволяют оценить состав и соотношение со ставляющих керамической шихты без выполнения полного химического анализа. Таким способом определяют качество каолинитовых глин, степень гидратации порошков обожженного магнезита и т. п.

Потери при прокаливании определяют на пробах массой 20 - 50 г при 24 взвешивании на технических весах с точностью ± 0,01 г или на пробах 1 - 2 г при взвешивании на аналитических весах с точностью ± 0,0001 г. Пробу предварительно высушивают до постоянной массы в сушильном шкафу при 105 - 110 °С. Затем ее переносят в тигель, предварительно прокаленный при 900 - 1000 °С до постоянной массы. Тигли с пробой помещают в муфельную печь и нагревают до 900 - 1000 °С с выдержкой при максимальной температуре 1 - 2 ч. После извлечения тигля из печи его охлаждают в эксикаторе над слоем хлорида кальция до комнатной температуры и взвешивают. В зависимости от требуемой точности определения пробу прокаливают однократно или многократно до постоянной массы.

Потерю массы при прокаливании X, %, вычисляют по формуле:

 

, (2.1.4)

где: m₁ - масса тигля с навеской до прокаливания, г;

m₂ - масса тигля с навеской после прокаливания, г;

m - масса навески глины до прокаливания, г.

 

 

 

 

Результаты испытания рассчитывают до третьего и округляют до второго десятичного знака и записывают в таблицу 2.1.4

 

Таблица 2.1.4 - Результаты испытаний

 

№ пробы	Масса, г	ППП,%
с навеской до прокаливания	масса тигля с навеской после прокаливания	масса навески глины до прокаливания
	6,5186	6,4164	1,0	10,22
	6,6510	6,5505	1,0	10,05
ср.				10,14

 

Расхождение результатов двух параллельных испытаний не должно превышать допускаемых значений, приведенных в таблице 2.1.4.1

 

Таблица 2.1.4.1 - Расхождение результатов двух параллельных испытаний

 

Потеря массы при прокаливании	Допускаемое расхождение,%
От 0,5 до 10,0 включ.	0,30
Свыше 10,0» 25,0»	0,40

 

Потеря массы при прокаливании глинистого сырья X-10,14%

 

2.1.5 Определение формовочной влажности глинистого сырья

 

Количество воды, необходимое для придания глиняной массе нормальной рабочей консистенции, называют формовочной влажностью.

Оптимально подобранная формовочная влажность способствует нормальной работе формовочных агрегатов и получению качественно сформованного сырца. Количество воды затворения обычно выше у более дисперсных и малозапесоченных глин. Природа глинистого сырья также оказывает существенное влияние на величину формовочной влажности: например у монтмориллонитовых глин она выше, чем у каолинитовых.

Формовочную влажность определяют для изготовления полуфабриката.

Формовочную влажность определяют, как правило, на ощупь (органолептически). Это влажность, прикоторой она способна формоваться под действием руки человека и в то же время не прилипать к руке и к металлу. Точность определения таким методом в значительной степени зависит от субъективных факторов, в результате чего величина формовочной влажности значительно колеблется.

Формовочная влажность исследуемого глинистого сырьяW_отн.- 18%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

 

По результатам стажировки в НИИ «Строительные материалы, строительство и архитектура»исследованы состав и свойства глинистого сырья на базе ТОО «Сайрамский кирпичный завод», определены: макроскопическое описание, пластичность, минеральный состав, формовочная влажность, потери массы глинистого сырья при прокаливании. Покоторым мы узнали основные свойства, недостатки сырья для производства кирпича.

Практическая значимость результатов исследовании заключается в получении керамического кирпича с улучшенными физико-механическими свойствами, с повышенными прочностными характеристиками за счет подбора оптимального состава шихты и оптимального режима обжига.

В Казахстане очень много заводов по выпуску керамического кирпича, но не каждый может отличиться высококачественной продукцией. ЭИРМ по разработке состава для Сайрамского кирпичного завода выполняются впервые. Анализ литературных источников, патентных исследований по теме ЭИРМ позволяют считать, что полученные результаты исследований по научно-практической значимости соответствует современному научно-техническому уровню.