ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ НЕТРАДИЦИОННЫХ ГЛИНИСТЫХ СЫРЬЕВЫХ РЕСУРСОВ УЗБЕКИСТАНА И СТЕНОВАЯ КЕРАМИКА НА ИХ ОСНОВЕ

Кроме того, использование илов в производстве керамических кирпичей может дать большой экономический эффект, в связи с заменой ими глинистых сырьевых материалов и решить проблему возврата площадей плодородных земель в сельскохозяйственный оборот, а также увеличением объёмов чащ водохранилищ.

Таблица 4.

Керамико-технологические свойства илов водохранилища

При этом следует отметить, что, при использовании илов водохранилищ, может быть получен кирпич не дающий высолов, так как в регионах Приаралья проблемы высолообразования является актуальным [6].Причиной такого положительного эффекта является тот факт что в исследуемых глинистых илах практически отсутствуют сульфатные соли.

Для научного обоснования процесса получения строительных материалов высокого качества на основе илистых отложений важное значение имеет исследование структурообразования, физико-механических свойств исходного сырья и керамических масс при спекании ил-каолиновой, ил-глинянной, глина-каолиновой и ил-глина-каолиновой композиций различного химико-минералогического состава.Вышеуказанные исходные глинистые илы и каолин, как было показано в представляют собой полиминеральные образования. Влияние компонентов смеси, так же как и примесей, может проявляться различными путями. Они могут при нагревании взаимодействовать с глинистым минералом, могут быть термически независимыми и могут катализировать процессы, происходящие с глинистым минералом при спекании.

Исходя из этого, в данной статье приводятся результаты исследования спекаемости в двойных и тройных композициях «ил-каолин», «глина-каолин» и «ил-глина-каолин». В качестве сырья использовали аргиллитоподобную глину Пачкамарского месторождения, илы Пачкамарского, Каттакурганского и Чимкурганского водохранилищ, а в качестве каолина вскрышной серый каолин Ангренского угольного разреза, являющийся отходом угледобычи.

Керамическая масса на основе двойной композиций «ил–глина» можно отнести к группе масс низкотемпературной спекаемости по ГОСТ 9169-2021. К такой же группе спекаемости следует отнести композиции «ил–каолин» содержащие до 35-40% каолина[3]. Композиции с содержанием каолина более 40% по спекаемости относятся к группе средне– и высокотемпературного спекания.

Таблица 5.

Температуры плавления двойных и тройных композиций на основе ила Пачкамарского вдхр, глины и каолина

На основе данных по температурам плавлений бинарных композиций и внутренних сечений построена диаграмма зависимости температуры плавления от компонентного состава тройных композиций на основе илов Пачкамарского, Чимкурганского, Каттакурганского водохранилищ, глины Пачкамарского месторождения и каолиновых отходов угольного разреза «Ангренский»

Таблица 6.

Температуры плавления двойных и тройных композицийна основе ила Чимкурганского вдхр, глины и каолина

С повышением температуры спекания наблюдается интенсивная усадка, уменьшение водопоглощения и повышение пределов прочности при сжатии и изгибе опытных образцов оптимального состава. С целью установления оптимального режима обжига и интервала спекания предложенных керамических масс на основе полученных экспериментальных данных (табл. 6) были построены графики зависимости общей усадки, водопоглощения и объемной массы от температуры обжига образцов на основе илов Чимкурганского, Каттакурганского водохранилищ и каолинового отхода.

Таблица 7.

Температуры плавления двойных и тройных композицийна основе ила Каттакурганского вдхр, глины и каолина

С повышением температуры спекания наблюдается интенсивная усадка, уменьшение водопоглощения и повышение пределов прочности при сжатии и изгибе опытных образцов оптимального состава. С целью установления оптимального режима обжига и интервала спекания предложенных керамических масс на основе полученных экспериментальных данных были построены графики зависимости общей усадки, водопоглощения и объемной массы от температуры обжига образцов на основе илов Чимкурганского, Каттакурганского водохранилищ и каолинового отхода. (рис.1и рис.2) Из приведённых данных видно, что начиная с температуры 940-950^оС наблюдается небольшое повышение значений общей усадки и объемной массы обожженных образцов, а водопоглощение при этом наоборот снижается (II участок). В интервале температур от 990-1000^оС до 1050-1080^оС (III участок), которые соответствуют интервалу спекшегося состояния исследуемых образцов значения общей усадки, объемной массы  и водопоглощения плавно изменяются, а выше 1050-1080^оС в результате вспучивания материала происходит резкое повышение значений общей усадки и водопоглощения, а также  снижение объемной массы (IV участок).

Из результатов проведенных исследований следует, что для образцов, содержащих 95% ила Чимкурганского водохранилища и 5% каолиновых отходов интервал спекания составляет 60^оС.  Увеличение содержания каолинового отхода до 20% приводит к расширению интервала спекания керамической массы до 80^оС. Аналогичные явление происходит в керамических массах на основе ила Каттакурганского водохранилища и каолинового отхода угольного разреза «Ангренский». При этом следует отметить, что увеличение содержания каолиновых отходов с 10 до 30% расширяет интервал спекания керамической массы с 70 до 90^оС.

Таким образом, введение каолинового отхода угольного разреза «Ангренский в состав илов водохранилищ приводит к повышению интервала спекания полученных керамических масс оптимального состава.

Рисунок 2. Зависимость изменения общей линейной усадки (1), водопоглощения (2)  и объемной массы (3) от температуры обжига керамической массы, оптимального состава содержащего 95% ила Чвх и 5% каолина

Рисунок 3. Зависимость изменения общей линейной усадки (1), водопоглощения (2)  и объемной массы (3) от температуры обжига керамической массы, оптимального состава содержащего 80% ила Чвх и 20% каолина

Таким образом, на основе проведённых исследований методом спекания при различных температурах у исследуемых илов водохранилищ, Пачкамарской глины и каолинового отхода определено, что при обжиге происходит образование минералов анортита, волластонита и муллита. В процессе спекания в образцов композиций «ил–каолин», «ил-глина-каолин» различного состава с увеличением содержания илистых отложений в массах спекание улучшается, в связи с легкоплавкостью минералов  илистых отложений водохранилищ. Как видно из показателей табл. 4. наблюдается увеличение предела прочности на изгиб и сжатие испытанных образцов.

Наиболее спеченными оказались образцы из шихт, полученные на основе смесей, содержащих 70-95% илов и 30-5% каолина, Следует отметить, что при постоянном содержании глины, каолина и илов в составе, при повышении температуры нагрева, огневая усадка испытуемых образцов увеличивается, следовательно, происходит значительное повышение механической прочности образцов. Определено, что при введении каолина в шихтовой состав, улучшаются их физико-механические и технологические свойства.

Список литературы:

1. Никитин И.М. Водохранилища Средней Азии. Л.: Гидрометеоиздат, 1991, 164 с.
2. Ходжаев Н.Т., Вировец В.В. Донные минеральные илы водохранилищ – новый вид нерудного сырья. Тезисы научнопрактической конференции. Ташкент, Институт минеральных ресурсов (ИМР), 2001, с. 204–208.
3. Гузман И.Я. Химическая технология ке­рамики. Учеб. пособие для вузов. М.: ООО РИФ «Стройматериалы», 2003. 496 с.
4. Ахмедходжаева И.А.,  Апакхужаева Т.У., Ибрагимова З. Прогноз потери ёмкости русловых водохранилищ сезонного регулирования Монография  Ташкент 2019 36 с.
5. Babayev Z. K. [идр.]. Waste of ceramic brick as a raw material for the production of restoration materials of architectural monuments // восточноевропейскийнаучныйжурнал № 56. 2020. C. 63–66.
6. Lesovik V. S.,Babayev Z. K. [идр.]. Analysis of the Causes of Brickwork Efflorescence in the Aral Sea Region // Glass and Ceramics . 2020. № 7–8 (77). C. 277–279