УДК 666.642
Баталин Б.С., Крафт В.Г., Пастухов А.И.
Пермский государственный технический университет
Работа по получению качественного керамического кирпича начинается с выбора месторождения глинистого сырья, поэтому очень важно при подборе сырья для проектируемого завода по производству керамических изделий правильно провести испытания глин. К сожалению, в последние годы все большее распространение получил метод компьютерного исследования глин, особенно при покупке комплектных кирпичных заводов на импортном оборудовании [1]. Как показал опыт эксплуатации этих заводов в Пермской области, таких испытаний недостаточно. Зачастую эти предприятия в течение ряда лет так и не могут выйти на проектную мощность, и главной причиной этого служит именно неправильно проведенные в свое время полузаводские испытания глинистого сырья [2].
С целью уточнения сырьевой базы действующего производства и дальнейшего повышения качества керамического кирпича, выпускаемого по ГОСТ 530-95 на СП АКЗ АО «Уралкалий», нами была проведена оценка пригодности используемого предприятием глинистого сырья.
В качестве основного компонента шихты заводом используются бурые и серые суглинки Березниковского месторождения (Пермская обл.) [3] следующего химического состава, масс. %:
SiO2 – 73,0; Al2O3 – 13,40; Fe2O3 – 5,05; MgO – 1,73; CaO – 1,16; TiO2 – 0,79; MnO – 0,11; Na2O – 0,50; K2O – 0,50; SO3 – нет, п.п.п. – 3,83. Детальная разведка была произведена Пермским государственным геологическим предприятием «Пермгеолнеруд» в 1993 г., суглинки отнесены к высококачественному сырью, соответствующему ГОСТ 9169-75 и ОСТ 21-78-88, причем в отчете [4] они считаются единой полезной толщей со следующими характеристиками: число пластичности 7-15; коэффициент чувствительности к сушке Кч = 1,01;воздушная усадка: 8,7 – 8,9 %. Огневая усадка глин при температуре 900 — 1050 °С: 0,0-2,2 %. Спекаемость глин слабая, они относятся к неспекаемым — водопоглощение при t = 900-1050 °С составляет 9,7-13,5 %.
По данным лаборатории кирпичного завода за несколько лет работы, использование шихт с серыми суглинками вело к выпуску массового брака по показателям прочности и внешнего вида.
Для сравнения свойств глин мы определяли геологические особенности залегания бурых и серых суглинков, их минералогический состав и технологические свойства.
Установлено следующее: серые суглинки приурочены к логам и располагаются линзообразно под толщей бурых суглинков в понижениях подстилающей толщи аргиллитов. Прогнозировать с высокой точностью попадание серых суглинков в шихту на основании данных геологического отчета не представляется возможным.
Минералогический состав бурых и серых суглинков был определен с помощью рентгенофазового анализа на установке ДРОН-2,0. Он показал, что суглинки существенно отличаются содержанием основных глинистых минералов, что обуславливает их различные сушильные и огневые свойства.
Нами было произведено сравнение технологических свойств бурых и серых суглинков. Технологические испытания проводили по стандартным методикам, позволяющим осуществить сравнительный анализ двух видов полезного ископаемого.
При определении гранулометрического состава установлено, что суглинки заметно различаются по содержанию песчаной (частицы от 0,05 до 2 мм) фракции. Это означает, что при производстве кирпича необходимо применять различные режимы формования и сушки.
Полученные результаты приведены в табл.1
По итогам проделанной работы можно сделать следующие выводы:
1. Различная величина воздушной и огневой усадки говорит о необходимости одновременного выпуска кирпича-сырца различных размеров, что для действующего производства невозможно.
2. Различный коэффициент чувствительности к сушке требует различных режимов сушки.
3. Температура спекания серых суглинков ниже, чем бурых. Об этом свидетельствуют величины водопоглощения и средней плотности, определенные после обжига образцов по одинаковому режиму.
4. Оба вида суглинков пригодны для использования в качестве сырья при производстве кирпича и камней керамических по ГОСТ 530-95, однако разница в минералогическом составе и технологических свойствах столь существенна, что при принятой на предприятии технологии производства кирпича методом пластического формования с последующей сушкой в туннельной многопутной сушилке и обжигом в туннельной печи совместное использование этих глин практически невозможно.
5. Серые суглинки должны быть переведены в перспективные запасы (категория С), подлежащие дополнительному уточнению их количественной и качественной характеристик.
6. При определении сырьевой базы предприятий керамической промышленности необходимо тщательное исследование основных свойств компонентов керамических шихт, но особое внимание необходимо обращать именно на технологические (керамические) свойства.
Библиографический список
1. Баталин Б.С., Крафт В.Г. Пути повышения качества керамического кирпича. Труды Международного Форума по проблемам науки, техники и образования. – М.: Академия наук о Земле, 2000. — С.91-92.
2. Крафт В.Г. Об оценке пригодности глин Березниковского месторождения для производства керамического кирпича.// Проблемы строительного комплекса России. Материалы V Международной научно – технической конференции при V Международной специализированной выставке «Строительство, архитектура, коммунальное хозяйство-2001». – Уфа: Изд –во УГНТУ, 2001. — С.51-52
3. Технологический регламент на процесс производства кирпича керамического на СП АКЗ АО «Уралкалий». -Березники,1993.-62с.
4. Отчет о детальной разведке глин Березниковского месторождения на пригодность для производства кирпича керамического, выполненный геологоразведочной экспедицией Пермского геологического комитета. – Пермь, 1993.
