Создание эффективных и высокоэкономичных материалов – одна из основных задач современного строительного материаловедения. Наилучшим образом эта задача решается на пути создания композиционных материалов, в которых совместная работа разнородных составляющих дает эффект, равносильный получению нового материала, свойства которого качественно и количественно отличаются от свойств каждого из компонентов.
Композиционная керамика – это многокомпонентный материал, состоящий из смеси глины и различных добавок. Характеризуется высокой прочностью, морозостойкостью и плотностью. Получение такого вида керамики достигают с помощью внедрения различных добавок.
Главной задачей исследования можно назвать определение оптимального состава керамической массы с учётом всех добавок, которой будет соответствовать наиболее лучшие прочностные характеристики, и также получить керамические изделия из более дешевого сырья; расширить сырьевую базу; утилизировать бытовые отходы.
Для реализации задачи, получаем лицензию на отходы, далее в состав керамической массы включаем: суглинки, в качестве выгорающей добавки вводим отход макулатуры, а в качестве плавня – отходы стекла. Макулатура и отходы стекла – это компоненты твердых бытовых отходов, которые могут быть выделены путем сортировки и утилизации отходов. Важным фактором является измельчение макулатуры до диаметра частиц менее 10 мм. Это способствует более быстрому и равномерному обжигу изделия, а также снижению плотности за счет образования пор. Использование макулатуры более крупных размеров может привести к недожогу, как следствие, снижению прочностных характеристик изделия.
Так же стоит отметить, что отходы стекла измельчают до диаметра частиц менее 0,5 мм. Они применяются как плавень для снижения температуры обжига и водопоглощения, а также для лучшего спекания частиц. В случае наличия более крупных стеклянных частиц есть вероятность неполного плавления стекла, что может снизить прочность изделия.
Керамическая масса, представленная в работе, имеет некоторые особенности, обусловленные её структурой, для которой характерны большая прочность после сушки и обжига.
Отметим, что изделия, приготовленные из исследуемой керамиче-ской массы, соответствуют марке по прочности Μ125, а также потеря прочности изделий при сжатии при проведении 25 циклов замораживание-оттаивание составляет менее 5%, что соответствует марке F25 по морозостойкости, согласно ГОСТ 530-2012.
Таким образом, исследуемый состав можно применять в промышленности для производства керамических кирпичей марок M125. К преимуществам данного объекта исследования можно отнести низкую себестоимость, так как добавки относятся к отходам и не несут финансовой нагрузки при изготовлении керамической массы данного типа.
Авторы: Ярош Я.В., Рябов Г.Г. ТулГУ, г. Тула, Россия