WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

Соколова Светлана Николаевна

СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ОБЛИЦОВОЧНОЙ КЕРАМИКИ ИЗ СЫРЬЯ ОБРАБОТАННОГО ВЫСОКИМ НАПРЯЖЕНИЕМ

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Томск-2001

2

Работа выполнена в Томском государственном архитектурно-строительном университете

Научный руководитель: - кандидат технических наук, доцент

В.Н. Сафронов
Научный консультант: - доктор технических наук, профессор

В.Н. Верещагин Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор

Курец В.И. Кандидат технических наук

Седельникова М.Б.

Ведущая организация: ЗАО Томский завод керамических материалов

и изделий

Защита диссертации состоится 14 декабря 2001 г в 15-30 часов на заседании диссертационного совета Д 212.265.01 в Томском государственном ар-хитектурно-строительном университете по адресу: 634003, г. Томск, пл. Соляная 2, корпус 5, аудитория 307.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Томского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан 13 ноября 2001г.

Ученый секретарь диссертационного

совета Д 212. 265.01, д.т.н., профессор H.K. Скрипникова

з

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы : Современные научные исследования в oблас-ти производства строительных керамических материалов направлены на получение широкого ассортимента качественных изделий. К сожалению, рост номенклатуры изделий и требований к его качеству происходит на фоне снижения запасов кондиционного сырья. В этих условиях создание мате-риалов методом «проб и ошибок», требующих затрат времени и средств, не всегда возможны. Успешное решение этих проблем видится в принципиально новом подходе к процессам, происходящим на различных технологических стадиях производства керамических изделий.

В настоящее время возрастающая потребность в эффективных строи-тельных материалах способствует развитию исследований по разработке новых способов улучшения качества с применением новых сырьевых мате-риалов, а также с использованием нетрадиционных электрофизических тех-нологий.

Электрофизические технологии получили свое развитие во многих от-раслях промышленности, в том числе и в производстве строительных мате-риалов: в технологии производства, высококачественных активированных заполнителей; в технологии электроактивации вяжущего и электpopeгене-рации потерявшего активность вяжущего; при подготовке бетонных смесей и их твердении; при утилизации некондиционных и отслуживших свой экс-плуатационный срок изделий и конструкций; в технологии создания защит-но-декоративных покрытий на строительных материалах и т д.. В меньшей степени электрофизические технологии нашли применение при создании различных керамических материалов.

4

В этой связи, данная работа по улучшению качества строительной керамики, в частности облицовочной, с использованием высоковольтной обработки исходною сырья является весьма актуальной.

Диссертационная работа была выполнена в рамках межвузовской науч-но-технической программы «Архитектура и строительство» и гранта по фундаментальным исследованиям в области архитектуры и строительных наук 1999-2000г. (21-2-4-69) министерства образования Российской Федерации.

Целью диссертационной работы является: улучшение качества облицовочной керамики с использованием высоковольтной обработки исходного сырья. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Исследование свойств и структуры строительных керамических мате-риалов при использовании высоковольтной обработки.

2.Исследование влияния характеристик воды на свойства отформован-ных образцов строительной керамики при высоковольтной обработке.

3. Изучение свойств строительных керамических материалов при избира-
тельной высоковольтной обработке компонентов смеси и различных техно-
логических приемах их использования.

4. Исследование влияния температуры обжига на свойства керамических
образцов, подвергавшихся высоковольтной активации.

5 Разработка рекомендаций по производственному использованию вы- соковольтной технологии активации для улучшения качества облицовочной

керамики.

Научная новизна

1 Впервые подтверждено наличие эффекта последействия обработки

высоким напряжением отформованных образцов строительной керамики,

проявляющегося после обжига.

5

2. Установлено изменение структуры и свойств строительной керамики регулированием условий энергонагружения объектов обработки.

3. Впервые установлено, что доминирующую роль при высоковольтной обработке играет временной фактор в изменении структуры и свойств строительной керамики.

4. Установлено, что под воздействием высоковольтной обработки от-формованных образцов наблюдается изменение рентгеновской дифракции кристаллической решетки кварца подобно «текстурному» эффекту.

5. Установлено, что при раздельной высоковольтной обработке компо-
нентов сырьевой смеси наибольший эффект на изменение свойств строи-
тельной керамики обеспечивает глина.

Практическая значимость: На основании результатов проведенных ис-следований предложены оптимальные режимы и параметры высоковольтной обработки исходных компонентов и керамических масс, обеспечивающие изменение структуры, увеличение прочности при снижении температуры обжига.

Разработаны практические рекомендации по созданию облицовочной керамики улучшенных свойств с использованием высоковольтной обработки и проведены заводские испытания предложенного метода подготовки исходного сырья.

Реализация результатов работы: Результаты исследований были использованы:

- при изготовлении строительной керамики на ЗАО Томском заводе ке-
рамических материалов и изделий и ТОО «Майолика (Богашевский керами
ческий завод);

- в учебном процессе для специальности 2906 при выполнении лабора-торных и курсовых работ по специальным дисциплинам.

6

На защиту выносится:

1 Положение о регулировании структуры и свойств строительной керамики при использовании высоковольтной обработки сырьевой смеси, включающей глину, непластичный компонент, плавень и воду;

2. Параметры высоковольтной обработки, обеспечивающие повышение прочности и плотности строительной керамики;

3. Результаты исследований при высоковольтной обработке смесей, со-держащих воду с различной концентрацией ионов;

4. Регулирование структуры и свойств строительной керамики путем раздельной высоковольтной обработки компонентов сырьевой смеси и по-следовательности их смешения с водой;

5. Результаты исследований структуры и свойств керамики, из обработанных высоким напряжением сырьевых смесей, после различных темпера-тур обжига;

6. Проявление псевдотекстурного эффекта в обожженной керамике, по-лученной из сырьевой смеси, обработанной высоким напряжением и воз-можности его использования в качестве контроля такой обработки;

7. Результаты сравнительных испытаний строительной керамической облицовочной плитки.

Апробация работы: Основные положения и результаты исследований
докладывались и обсуждались на международной научно-технической кон-
ференции «Резервы производства строительных материалов» г. Барнаул
1997г., всероссийской научно-технической конференции «Актуальные про-
блемы строительного материаловедения» г. Томск 1998г., на юбилейной
международной научно-практической конференции г. Ростов на Дону
1999г., на международном научно-техническом семинаре «Нетрадиционные
технологии в строительстве: материалы» г. Томск 1999г., на 5-ой региональ-

7

ной конференции «Современные техника и технологии» г. Томск 1999г., на научно-технической конференции «Архитектура и строительство» г. Томск 1999г., на 4-ой международной научно-практической конференции «Качество - стратегия 21-го века» г. Томск 1999г., на 17-ой региональной научно-технической конференции в г. Красноярск 2000г., на научно-практической конференции «Химия и химические технологии на рубеже тысячелетий» г, Томск 2000г..

Публикации: Основное содержание диссертации опубликовано в 12 печатных работах.

Структура диссертационной работы: Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов, списка литературы из 100 наименований, приложения. Работа общим объемом 178 страниц маши-

нописного текста.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности темы диссертации, сфор-
мулированы цель и задачи исследований, научная новизна и практическая
значимость работы.

В первой главе приведен анализ литературных данных по направлениям получения и методам улучшения качества керамических материалов.

. В литературных данных содержится характеристика и способы произ-водства керамических материалов с учетом возможностей, которые вносит применение новых сырьевых материалов, а также целесообразность применения различных электрофизических технологий в строительной отрасли.

С учетом литературных данных и основных направлений развития про-изводства строительных керамики определены цели и задачи исследования.

8

Во второй главе работы приведены характеристики сырьевых мате-риалов, использованных в работе, описание электрофизической установки, обеспечившей высоковольтную обработку, методики проведения экспери-ментов, методы статистической обработки данных, а также современные методы исследований такие как рентгенофазовый, микроскопический анализ, ртутная порометрия и другие.

В третьей главе представлены результаты расчетов и экспериментальных исследований по выбору компонентов и оптимизации зернового состава сырьевой смеси для проведения экспериментов с использованием элек-трофизической технологии обработки. Оптимальный состав смеси: 40% песка, 42% стеклопорошка, 18% глины и 8% воды (сверх 100%).

Для проведения экспериментальных исследований по изучению влияния различных параметров высоковольтной активации на прочностные свойства керамических образцов объектами обработки были приняты отформованные образцы - цилиндрики диаметром и высотой 15 мм.

Для изменения условий энергонагружения на отформованные образцы, напряжение подаваемое на рабочий проводник и диаметр проводника были различными. Время высоковольтной обработки образцов составило 5, 10, 20, 30 и 40 минут.

На рис. 1 приведены зависимости дифференциального показателя качества q=Rакт/Rконтр от времени высоковольтной активации при постоянном напряжении равном 60 кВ и с использованием рабочих проводников различных диаметров.

Исследования показали увеличение прочности и изменение деформа-тивных свойств обожженных образцов при высоковольтной обработке от-формованной массы. Кроме того, исследования структуры образцов показали ее изменение от условий и параметров высоковольтной обработки.

Рис. 1. Зависимость дифференциального показателя качества керамических образцов от времени

высоковольтной обработки U=60кВ

____ d= 1,7мм _ _ _ d=4,2мм __ __ d=1,1мм

Измерения электромагнитной эмиссии показали изменения структуры керамических образцов из обработанной массы.

Для изучения процессов, протекающих в материалах под воздействием высокого напряжения и влияния жидкой фазы на формирование структуры, в качестве воды затворения были использованы техническая и бидистиллированная вода, которые отличаются электропроводностью и различным количеством ионов.

Объектами активации служили отформованные образцы, изготовленные с использованием технической и бидистиллированной воды. На рис. 2 приведены зависимости прочности керамических образцов от времени высоковольтной активации.

Как видно из рис.2, для достижений оптимальных значений прочности образцов, приготовленных на бидистиллированной воде необходимо более

Рис.2. Зависимости прочности керамических образцов от времени высоковольтной активации

____ Образцы, приготовленные на водопроводной воде;. _ _ _ Образцы, приготовленные на бидистиллированной воде

длительное время активации - 40 минут.

Проведенная ртутная порометрия показала изменения пористости ке-рамических образцов на бидистиллированной воде в зависимости от време-ни высоковольтной активации. Исследования пористости керамических образцов свидетельствуют, что при определенных режимах высоковольтной активации отформованных образцов, особенно в начальные стадии обработ-ки, пористость выше, чем при использовании технической воды. Это указы-вает на существенное влияние системы «глина-вода» на прочностные харак-теристики образцов.

Как видно из рис.3, водопоглощение имеет тенденцию к росту. Это ука-зывает на влияние на капиллярные свойства обрабатываемой поверхности при высоковольтной активации.

В развитие вопроса о влияние высоковольтной активации на свойства керамических изделий проведен комплекс экспериментальных исследований

Время обработки, мин.

Рис. З. Зависимость водопоглощения керамических образцов от времени высоковольтной обработки

по предварительной, до формования, высоковольтной активации раздельно твердых компонентов сырьевой смеси и различных технологических приемах их реализации при подготовке отформованных образцов. Состав сырьевой смеси оставался без изменения (40% песка, 42% стеклопорошка, 18% глины и 8% воды сверх 100%). Напряжение на рабочем проводнике составило 60 кВ, диаметр проводника 1,7 мм. Образцы обжигались в электрической печи при температуре 750 °С.

Отдельно активируемые твердые компоненты (песок, стеклопорошок, глина) в последующем реализовывались при подготовке сырьевой смеси по двум технологическим приемам при формовании керамических образцов.

Последние, во всех случаях, также подлежали высоковольтной обработке в течение 10 минут:

1 - активируемый твердый компонент увлажнялся водой и затем осуществлялось смешивание с оставшимися сухими компонентами и формование образцов (1 вариант);

12

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»