Влияние вида глины на модифицирующий эффект синтетического диопсида в керамических материалах

Введение. Состав глинистой шихты в современной керамической промышленности корректируется введе­нием полифункциональных добавок, среди которых распространены силикатные наполнители на основе крупнотоннажных промышленных отходов. Синтетический диопсид на основе золы рисовой шелухи и доломита, обладая рядом ценных характеристик, представляет несомненный интерес в качестве основной крис­таллической фазы при производстве разных видов керамики.

Цель. Изучение модифицирующего действия синтетического диопсида (СД) на основе золы рисовой шелухи (ЗРШ) и доломита в составе керамической шихты на основе различных видов глинистого сырья.

Материалы и методы. В работе были исследованы глины Башкирского и Яушского месторождений, немоди­фицированные композиции на их основе, а также составы, наполненные синтетическим диопсидом. Стандартными экспериментальными методами были исследованы фазовый и гранулометрический составы глин, пластичность, истинная плотность и водостойкость базовой и модифицированных композиций, определена огневая, полная и воздушная усадка.

Результаты и обсуждение. Различия в фазовом и гранулометрическом составе глин незначительно влияют на пластичность глиняной шихты, но обуславливают разную истинную плотность. Установлено, что водостойкость и общая прочность немодифицированной керамики на основе этого глинистого сырья отличаются в среднем на 10 %.

Выводы. Синтетический диопсид показал свою эффективность как модификатор глинистого сырья, снижающий усадку керамических материалов и пластичность, при этом более перспективной для применения является глина Яушского месторождения.

1. Mishagin K.A., Yamaleeva E.S., Gotlib E.M., Sokolova A.G., Pirogova N.N. The impact of calcium silicate obtained from zeolite-siliceous rock on properties of ceramic materials // Construction Economics. 2024. No. 10. Pр. 433–435.

2. Готлиб Е.М., Соколова А.Г., Гимранова А.Р. Исследование влияния волластонита на свойства керамических изделий // Экономика строительства. 2023. № 9. С. 149–152. EDN NMMXTN.

3. Верещагин В.И., Меньшикова В.К., Бурученко А.Е., Могилевская Н.В. Керамические материалы на основе диопсида // Стекло и керамика. 2010. № 11. С. 13–16. EDN NBKRMB.

4. Ghosh S., Koisumi S., Hiraga T. Diffusion creep of diopside // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2022. No. 126 (1). DOI: 10.1029/2020JB019855

5. Верещагин В.И., Бурученко А.Е., Меньшикова В.К. Безусадочный облицовочный керамический материал на основе диопсидового сырья // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 1–1. С. 13. EDN VIDTCB.

6. Nazzareni S., Skogby H., Hålenius U. Crystal chemistry of Sc-bearing synthetic diopsides // Physics And Chemistry Of Minerals. 2013. Issue 40. Pр. 789–798. DOI: 10.1007/s00269-013-0613-5

7. Твердов И.Д., Ямалеева Е.С., Готлиб Е.М., Холин К.В., Султанов Т.П. Изучение фазовых превращений в процессе твердофазного синтеза диопсида на основе золы рисовой шелухи // Вестник ВГУИТ. 2024. Т. 86. № 2. С. 277–283. DOI: 10.20914/2310-1202-2024-2-277-283

8. Cтупников В.С., Данчук Е.М., Черкасова Л.И. Методы определения типа и состава грунта // Международный журнал прикладных наук и технологий «Интеграл». 2019. № 1. С. 22–27. EDN FMMFSI.

9. Мошняков М.Г., Орлова Т.А. Реология и исследование текучести глин российских месторождений для производства керамики // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия Технические науки. 2016. № 4 (52). С. 147–157.

10. Бурученко А.Е., Меньшикова В.К., Верещагин В.И. Облицовочная строительная керамика на основе диопсида // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2011. № 3. С. 145–152.

11. Габдулхаев К.Р., Валеева А.Р., Твердов И.Д., Готлиб Е.М. Сравнение состава, свойств и модифициру­ющего действия в эпоксидных композициях природного и синтетического диопсидсодержащих наполнителей // Вопросы материаловедения. 2024. № 3 (119). С. 147–155. DOI: 10.22349/1994-6716-2024-119-­3-145-152.EDN ENUXGX.

12. Твердов И.Д., Готлиб Е.М., Гадбулхаев К.Р., Ямалеева Е.С. Керамические материалы, модифицированные синтетическим диопсидом на основе золы рисовой шелухи // Вестник технологического университета. 2024. Т. 27. № 2. С. 63–67.

13. Лазарева Я.В., Лапунова К.М., Орлова М.Е., Котляр А.В. Взаимосвязь водопоглощения и водонепроницаемости керамической черепицы из аргиллитоподобных глин // Строительные материалы. 2018. № 5. С. 36–39.

14. Казьмина О.В., Верещагин В.И., Абияка А.Н. Влияние предварительной подготовки стекольной шихты и степени ее дисперсности на процессы силикато- и стеклообразования // Техника и технология силикатов. 2009. Т. 16. № 3. С. 2–7. EDN JTIAWT.

15. Rassokhin A.S., Ponomarev A.N., Figovsky O.L. Silica fumes of different types for high-performance fine-grained concrete // Magazine of Civil Engineering. 2018. No. 2 (78). Рp. 151–160. DOI: 10.18720/MCE.78.12

16. Chumachenko N.G. The use of phas.rule diagrams of aluminosilicate systems for calculating melt amount and constituents appearing in ceramic mixture under firing // Procedia Engineering. 2014. Vol. 91. Рp. 381–385. DOI: 10.1016/j.proeng.2014.12.079

17. Ушницкая Н.Н., Местников А.Е. Исследование свойств глинистого сырья методами физико-химического анализа // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. Шухова. 2024. Т. 9. № 4. С. 16–25. DOI: 10.34031/2071-7318-2024-9-4-16-25

18. Vakalova T.V., Govorova L.P., Reshetova A.A., Shvagrukova E., Tokareva A.Yu. Activation of synthesis and sintering of mullite aluminosilicate ceramics based on natural raw materials // Advanced Materials Research. 2014. Vol. 1040. Pр. 268–271. DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMR.1040.268

19. Чумаченко Н.Г., Тюрников В.В., Недосеко И.В. К вопросу оптимизации структуры для получения высоко­прочной керамики // Градостроительство и архитектура. 2023. Т. 13. № 1. С. 92–96. DOI: 10.17673/Vestnik.2023.01.12

20. Верещагин В.И., Могилевская Н.В., Сафонова Т.В. Спекание и прочность стеновой керамики и фаянса из композиций глинистого и диопсидсодержащего сырья // Вестник ТГАСУ. 2019. Т. 21. № 6. С. 122–131. DOI: 10.31675/1607-1859-2019-21-6-122-133. EDN TFUCTT.