Структурно-механические свойства керамики из суглинка с добавлением осадка водоочистки

Abstract

Актуальность работы обусловлена необходимостью расширения сырьевой базы строительной индустрии, а также разработки эффективной технологии утилизации отходов станций подготовки питьевой воды. Цель работы: выбор рационального состава шихты на основе суглинка и осадка, образующегося при подготовке питьевой воды для получения строительной керамики. Методы исследования: Дифференциально-термический анализ, рентгенофазовый анализ, ртутная порометрия, электронная микроскопия. Результаты: Образцы из масс с осадком имеют меньшую кажущуюся плотность и большее водопоглощение по сравнению с образцами без добавки, что обусловлено органоминеральной природой осадка. Добавление в состав шихты осадка в количестве 10-15 % не изменяет и даже способствует некоторому увеличению механической прочности, что связано с изменением структуры пористости керамики. Дальнейшее увеличение количества вводимого осадка снижает механические характеристики обожженных образцов по сравнению с образцами без добавки. Выводы: Осадок обладает полифункциональным ресурсом для воздействия на процессы спекания и формирования структуры керамики. Основой применения осадка в материалах на основе суглинков является физическое и химическое сродство их состава и свойств, основанное на их коллоидно-химическом происхождении в природных условиях. Рациональное содержание добавки в шихте составляет 15 % по массе. Органоминеральная природа и энергетический потенциал осадка водоочистки, а также высокая степень его технологической готовности (не требует помола) позволяют получить экономию за счет уменьшения потребности во внешней тепловой энергии.

Relevance of the work is caused by the need to expend a source of raw materials of construction industry as well as to develop the effective technology of recycling wastes of drinking water treatment plant. The main aim of the research is to select a rational furnace charge composition based on loam and a deposit formed while treating drinking water to obtain structural ceramics. Research methods: differential and thermal analysis, X-ray phase analysis, mercury measurement of porosity, electronic microscopy. Results: The samples from masses with a deposit have lower apparent density and higher water absorption in comparison with the samples without additive that is caused by organic and mineral nature of a deposit. Addition of 10-15 % of deposit into furnace charge composition doesn't change and even promotes some increase in mechanical durability that is connected with the change in ceramics porosity structure. The further increase in quantity of deposit entered reduces mechanical characteristics of the burned samples in comparison with samples without additive. Conclusions: The deposit possesses a multifunctional resource for impacting agglomeration and formation of ceramics structure. The basis of applying the deposit in loam-based materials is physical and chemical affinity of their structure and properties based on their colloidal and chemical origin in nature. The rational maintenance of the additive in furnace charge amounts to 15 % on weight. The organic and mineral nature and energy potential of water purification deposit as well as a high degree of its technological readiness (doesn't demand a grinding) allow saving due to reduction of requirement for external thermal energy.