Высокопрочная стеновая керамика на основе фосфорного шлака и бентонитовой глины

Автор: Сулейменов Жусупбекташирбаевич, Сагындыков Аймахамбет Абуталипови, Молдамуратов Жангазы Нуржанович, Баялиева Гульсара Муратовна, Алимбаева Жанна Базартаевна

Журнал: Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал @nanobuild

Рубрика: Применение наноматериалов и нанотехнологий в строительстве

Статья в выпуске: 1 т.14, 2022 года.

Бесплатный доступ

Введение. Одним из перспективных способов получения высокопрочной керамики является метод полусухого прессования композиции «грубодисперсный компонент - тонкоизмельченная связка» с использованием в качестве ядра дробленых отходов промышленности, связующим материалом является тонкомолотая наноструктурная легкоплавкая глина. Методы и материалы. В исследованиях в качестве пластичного материала использована бентонитовая глина Дарбазинского месторождения Туркестанской области, а непластичного грубодисперсного материала - плотный закристаллизованный фосфорный шлак - отход фосфорного производства. Изучение влияния рецептурных факторов на основные физико-механические свойства керамических стеновых материалов выполняли методом симплекс - решетчатым планированием экспериментов. Методом электронно-микроскопического анализа исследованы наноструктура композиции из фосфорного шлака и бентонитовой глины. Результаты. При содержании связки в количестве 25%, гарантирующей плотность упаковок, эффект спекания становится достаточным, и прочность образцов составляет 27,1 МПа. С увеличением количества связки с 25 до 40% эффект спекания продолжает возрастать, и прочность образцов достигает 54,3 МПа. Обсуждение. Приведенные результаты показывают, что наиболее активное спекание и формирование плотных структур в грубозернистых композициях с высококальциевым фосфорным шлаком происходит при содержании 40-60% связки. Наличие плавня вокруг зерен шлака в количестве менее 30% способствует получению менее плотных образцов, при содержании 40% связки наблюдается повышение плотности, что соответствует моделированию смешанных структур керамики. Заключение. Для получения высокопрочного керамического кирпича содержание грубодисперсного компонента в виде фосфорного шлака фракции менее 1,25 мм должна составлять 60-70 %, тонкомолотого фосфорного шлака 5-10 %, бентонитовой глины 20-30%. Оптимальные технологические показатели: температура обжига 1050-1100оС, давление прессования 20-25 МПа, влажность пресспорошка 7-8%.

Еще

Фосфорный шлак, бентонитовая глина, наноструктура, полусухое прессование, пресс-порошок

Короткий адрес: https://readera.org/142231835

IDR: 142231835   |   DOI: 10.15828/2075-8545-2022-14-1-11-17

Список литературы Высокопрочная стеновая керамика на основе фосфорного шлака и бентонитовой глины

  • Suvorova O V., Selivanova EA, Mikhailova JA, Masloboev VA, Makarov D V. (2020) Ceramic products from mining and metallurgical waste. Appl Sci. https://doi.org/10.3390/app10103515
  • Poznyak AI, Levitskii IA, Barantseva SE (2012) Production of interior facing tiles using local raw materials. Glas Ceram (English Transl Steklo i Keramika) 69:77–80
  • de Figueirêdo JMR, Sousa Silva JR, de Araújo Neves G, Ferreira HC, de Lima Santana LN (2019) Influence of processing variables on clay-based ceramic formulations. Mater Res. https://doi.org/10.1590/1980-5373-MR-2018-0548
  • Kadyrova ZR, Purkhanatdinov AP, Niyazova SM (2020) Research of benonite clays of Karakalpakstan for producing ceramic heat-insulating materials. NOVYE OGNEUPORY (NEW Refract. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2020-9-4-7
  • Chetverikova A.G., Kanygina O.N., Alpysbaeva G.Z., Yudin A.A., Sokabayeva S.S. Infrared spectroscopy as the method for determining structural responses of natural clays to microwave exposure. Condensed Matter and Interphases. 2019; 21 (3): 446–454.
  • Asal S, Erenturk SA, Haciyakupoglu S (2021) Bentonite based ceramic materials from a perspective of gamma-ray shielding: Preparation, characterization and performance evaluation. Nucl Eng Technol. https://doi.org/10.1016/j.net.2020.11.009
  • Montayev S, Shakeshev B, Zharylgapov S (2020) Development of a technology for producing ceramic refractory material in a composition of montmorillonite clays (bentonite-like) and ferrochrome production wastes. MATEC Web Conf. https://doi.org/10.1051/matecconf/202031507007
  • (2020) Karakalpakstan Bentonite Clays - Perspective Raw Materials for Obtaining Ceramic Heat-Insulating Materials. Int J Innov Technol Explor Eng. https://doi.org/10.35940/ijitee.f3821.069820
  • Erdogan Y, Kok OE (2019) Prodfction and characterization of nanobentonite from Sodifm bentonite with mechanical grinding. Fresenius Environ. Bull. 28.
  • Kadyrova ZR, Purkhanatdinov AP, Niyazova SM (2021) Study of Karakalpakstan Bentonite Clay for Producing Ceramic Heat-Insulating Materials. Refract Ind Ceram. https://doi.org/10.1007/s11148-021-00528-1
  • Ngoc Lam N (2020) Eco – Concrete made with phosphogypsum-based super sulfated cement. IOP Conf Ser Mater Sci Eng. https://doi.org/10.1088/1757-899X/869/3/032031
  • Nguyen VH, Nguyen VC, Nguyen TC, Tran DMT, Nguyen TTT, Vu QT, Nguyen DT, Thai H (2020) Treatment of Yellow Phosphorus Slag and Reuse of It as an Absorbent of Chromium (VI) Ions and Methylene Blue. J Chem. https://doi.org/10.1155/2020/1834829
  • Garbaya H, Jraba A, Khadimallah MA, Elaloui E (2021) The Development of a New Phosphogypsum-Based Construction Material: A Study of the Physicochemical, Mechanical and Thermal Characteristics. Materials (Basel). https://doi.org/10.3390/ma14237369
  • Djobo JNY, Stephan D (2021) Control of the setting reaction and strength development of slag-blended volcanic ash-based phosphate geopolymer with the addition of boric acid. J Aust Ceram Soc. https://doi.org/10.1007/s41779-021-00610-4
  • Najimi M, Ghafoori N, Sharbaf M (2020) Alkali-activated natural pozzolan/slag binders: Limitations and remediation. Mag Concr Res. https://doi.org/10.1680/jmacr.18.00184
  • Sarsenbayev NB, Kurbaniyazov SK, Saktaganova NA, Karshygayev RO (2020) The influence of additives of dehydrated clay on the properties of unburned binders and concrete on their basis. IOP Conf Ser Mater Sci Eng. https://doi.org/10.1088/1757-899X/945/1/012048
  • Kenzhaliyev BK, Surkova TY, Abdikerim BE, Berkinbayeva AN, Abikak YB, Yessimova DM (2022) Research on sorption properties of phosphoric production slag-waste. Metalurgija 61:
  • Tian X, Zhang Y, Zhao F (2021) Mechanism of steel slag-phosphoric acid system regulating the setting performance of phosphogypsum based building gypsum. Huagong Jinzhan/Chemical Ind Eng Prog. https://doi.org/10.16085/j.issn.1000-6613.2020-2019
  • Вернер ВФ, Худякова ТМ, Сарсенбаев БК, Шакей АМ, Сауганова ГР (2021) PRODUCTION OF SYNTHETIC WOLLASTONITE BASED ON PHOSPHORIC SLAG AND AMORPHOUS SILICA PRODUCED BY “SOLAR” SILICON. https://doi.org/10.34708/gstou.conf..2021.54.99.031
  • Gao P, Lu X, Yang C, Li X, Shi N, Jin S (2008) Microstructure and pore structure of concrete mixed with superfine phosphorous slag and superplasticizer. Constr Build Mater. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2006.12.015
  • Suleimenov ZT, Sagyndykov AA, Kirgizbaev AT (2016) Ceramic Face Tiles Using Phosphoric Slags. Glas Ceram (English Transl Steklo i Keramika). https://doi.org/10.1007/s10717-016-9826-7
Еще
Статья научная