Р.Г. Еромасов*, Э.М. Никифорова, Е.Д. Кравцова, Ю.Е. Спектор
Сибирский федеральный университет
В настоящее время отсутствует системный подход к процессам получения облицовочных керамических материалов на базе природного и техногенного сырья, базирующегося на установлении критериев формирования структуры, прогнозирования и направленного регулирования состава керамических материалов и технологических процессов их получения. В статье представлены результаты исследований по оптимизации зернового состава кремнеземистых техногенных продуктов для получения облицовочных керамических материалов с направленно регулируемыми эксплуатационными свойствами. Описана модель облицовочного керамического композиционного материала на базе наполнителя из зерен кварца. Выявлен оптимальный зерновой состав кремнеземистых отходов для регулирования плотности упаковки керамических масс на стадии подготовки сырья, формования и обжига.
Введение
Значительным резервом управления эксплуатационными характеристиками керамических облицовочных материалов является направленное регулирование процесса формирования структуры спеченной керамики. Основа разработки научного подхода к формированию плотных упаковок керамических облицовочных материалов - моделирование различных вариантов структур облицовочных композиционных материалов из многокомпонентных смесей.
Исследование моделей создания укладок, эффективно снижающих пустотность, базируется на принципе формирования структур различных типов, основанных как на заполнении объема зернами всех размеров, так и при отсутствии зерен промежуточных размеров между зернами заданных фракций. При этом показателем степени упаковки керамического порошка принято соотношение твердой составляющей и пустоты в единице объема с учетом зависимости степени уплотнения от свойств порошка, размеров частиц, его составляющих [1].
Методика исследований
Подготовку и измельчение исходных сырьевых материалов осуществляли на щековой дробилке ЩД-6 и кольцевой мельнице ROCKLABS. Фракционирование сырьевых материалов проведено на ситовом анализаторе ВПТ 220. Металлографическое исследование спеченных материалов осуществлено на микроскопе Axio observer. Alm. Оптимизация фракционного состава керамической шихты проведена методом симплекс-решетчатого планирования с математической обработкй экспериментальных данных в программе «Статистика».
Результаты исследований и их обсуждение
Исходным сырьем для проведения исследований стала тугоплавкая глина Компановско- го месторождения, а также техногенные продукты в виде стеклобоя, кварц-полевошпатовых флотационных отходов обогащения Сорского молибденового комбината, высококварцевой (до 90 масс. % SiO2CB) горелой формовочной земли - отхода литейного производства машиностроительных предприятий.
Разработанная модель облицовочного композиционного материала на базе высококремнеземистого сырья может быть представлена в следующем виде. В качестве заполнителя композита выступает свободный оксид кремния, источником которого являются техногенные продукты: кварц-полевошпатовый сорский песок и горелая земля, а также крупнозернистые кремнеземистые примеси из глинистого компонента. Крупные зерна кварца составляют практически неизменяемый скелет, или «наполнитель», мало вовлекаемый в физико-химические процессы. Наличие скелета из крупных зерен кварца, преобладающего в керамических массах, предопределяет возможность получения облицовочных материалов с незначительными объемными изменениями при обжиге и связанными с этим малыми внутренними напряжениями и деформациями. Роль связующей матрицы выполняют плавни из кварц-полевошпатового сор- ского песка, стеклобой, а также глинистые минералы. Многочисленные исследования упаковки зерен одинакового размера, близких по форме к сферическим, показали фактический объем в 58-63 %, занятый зернами [2, 3]. Принцип достижения наиплотнейшей упаковки высококремнеземистых облицовочных масс базировался на достижении строго определенных соотношений отдельных фракций и размеров исходного зерна. В работе реализовывался принцип подбора так называемой прерывной укладки, при которой между зернами заданных фракций зерна промежуточных размеров отсутствуют. В соответствии с представлениями зерна самой крупной фракции образуют скелет, пустоты которого заполняются следующей фракцией. Новые пустоты могут заполняться третьей фракцией и т.д. На рис. 1 а изображена модель упаковки двухфракционной системы: отход (-0,315+0,08 мм) - глина, стеклобой (-0,056 мм и менее). Из рисунка видно, что реализуется принцип наиболее плотной упаковки, зерна мелкой фракции заполняют пустоты между зернами более крупной фракции. На рис. 1 б изображена модель упаковки двухфракционной системы: отход (-0,08+0,056 мм) - глина, стеклобой (-0,056 мм и менее); принцип наиболее плотной упаковки реализуется в меньшей степени ввиду недостаточной разницы между размерами двух фракций. На рис. 1 в - модель упаковки однофракционной системы: отход, глина, стеклобой (-0,056 мм), принцип наиболее плотной упаковки не выполняется. Рисунок 1 г показывает наибольший эффект уплотнения с использованием трехфракционной системы с «прерывной» укладкой, соответствующей содержанию фракций
Рис. 1. Модель упаковки структуры: - отход; * - глина; О - стеклобой
Рис. 2. Проекции линий, равных значений: насыпнойплотности (а), плотности утряски шихты (б), Ктв
Одними из наиболее популярных услуг на рынке IT-технологий являются создание и продвижение лендингов. Они способны положительно влиять на деятельность любого бизнес-проекта в интернете. Судя по многочисленным отзывам, заказавшие создание лендингов люди ни разу не пожалели о потраченных деньгах. Они вложили в будущее, которое неразрывно связано с интернетом. Всё больше и больше предпринимателей обращаются к услугам разных агентств, веб-студий, чтобы заказать создание лендинга у профессионалов.