Формирование рациональной поровой структуры стеновой керамики из шламистых железорудных отходов

Представлены результаты исследования поровой структуры керамических матричных композитов на основе шламистой части отходов обогащения железных руд методами ртутной порометрии, оптической и сканирующей электронной микроскопии. Установлено, что высокие значения предела прочности при изгибе и морозостойкости изделий связаны с особенностями формирования матричной структуры керамического кирпича при использовании отходов в качестве агрегированного заполнителя и активированного суглинка в качестве связки, а также введения в состав шихты добавки-плавня. Выявлено, что в гранулах образуются в основном замкнутые поры округлой формы, а граничный слой, сформированный из затвердевшего расплава, имеет свою развитую поровую структуру и создает на макроуровне петельчатую текстуру керамического материала за счет оконтуривания гранул концентрической цепочкой макропор, имеющих удлиненную форму. Установлено, что макропоры частично или полностью заполнены стеклокристаллическим веществом, образующимся в результате выхода пиропластичной фазы матрицы во внутреннее пространство пор, что обеспечивает значительный рост морозостойкости стеновой керамики.

О.А. ФОМИНА, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
А.Ю. СТОЛБОУШКИН, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Сибирский государственный индустриальный университет (654007, Кемеровская обл., г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42)

1. Столбоушкин А.Ю. Теоретические основы формирования керамических матричных композитов на основе техногенного и природного сырья // Строительные материалы. 2011. № 2. С. 10–13.
2. Котляр В.Д., Устинов А.В., Ковалев В.Ю. и др. Керамические камни компрессионного формования на основе опок и отходов углеобогащения // Строительные материалы. 2013. № 4. С. 44–48.
3. Гурьева В.А., Прокофьева В.В. Структурно-фазовые особенности строительной керамики на основе техногенного магнезиального сырья и низкосортных глин // Строительные материалы. 2014. № 4. С. 55–57.
4. Книгина Г.И., Тацки Л.Н., Кучерова Э.А. Современные физико-химические методы исследования строительных материалов. Термический анализ. Методы изучения пористой структуры. Новосибирск: изд. НИСИ, 1981. 81 с.
5. Павлов В.Ф. Физико-химические процессы при скоростном обжиге и их регулирование // Керамическая промышленность: Сб. научн. тр. ВНИИЭСМ. М., 1982. Вып. 2. С. 30–45.
6. Столбоушкин А.Ю., Иванов А.И., Стороженко Г.И., Уразов С.И. Получение морозостойкого керамического кирпича полусухого прессования из промышленных отходов // Строительные материалы. 2011. № 12. С. 4–7.
7. Патент РФ 2500647. Сырьевая смесь для изготовления стеновой керамики и способ ее получения / Столбоушкин А.Ю., Стороженко Г.И., Иванов А.И., Бердов Г.И., Столбоушкина О.А. Заявл. 20.04.2012. Опубл. 10.12.2013. Бюл. № 34.
8. Плаченов Т.Г., Колосенцев С.Д. Порометрия. Л.: Химия, 1988. 175 с.
9. Wilson S.J., Stacey M.H. The porosity of aluminum oxide phases derived from well-crystallized boehmite: correlated electron microscope, adsorption, and porosimetry studies // J. Colloid Interface Sci. 1981. Vol. 82. No. 2, pp. 507–517.
10. Столбоушкин А.Ю., Иванов А.А., Дружинин С.В. и др. Особенности поровой структуры стеновых керамических материалов на основе углеотходов // Строительные материалы. 2014. № 4. С. 46–51.
11. Everett D.H. Manual of Symbols and Terminology for Physicochemical Quantities and Units: Appendix II: Definitions, terminology and symbols in colloid and surface chemistry – part 1: Colloid and surface chemistry // Pure Appl. Chem. 1972. No. 31. pp. 577–638.
12. Тихов С.Ф., Фенелонов В.Б., Садыков В.А. Пористая Fe₂O₃/Al керамика, получаемая окислением порошкообразного алюминия в гидротермальных условиях с последующей термической дегидратацией. Состав и характеристика композитов // Кинетика и катализ. 2000. Т. 41. № 6. С. 907–915.
13. Карнаухов А.П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов. Новосибирск: Наука, 1999. 470 с.