Анотація до роботи:

Луцюк І.В. Керамзитовий гравій покращеної якості з використанням сапонітової породи. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. – Національний університет “Львівська політехніка”, м. Львів, 2005.

Дисертаційна робота присвячена питанням розробки складів мас і технології одержання керамзитового гравію на основі полімінеральних глинистих порід різного ступеня спучування і магнійзалізовмісної сапонітової породи з покращеними фізико-механічними, термічними і хімічними властивостями.

Встановлено закономірності зміни фазового складу та структурної в‘язкості сапонітової породи при нагріванні. Досліджено процеси структуро- і фазоутворення в глинистих масах при термообробці та шляхи їх направленого регулювання.

Визначено основні фізико-механічні та термічні властивості керамзитового гравію, їх взаємозв‘язок із структурою та фазовим складом керамічного черепка.

Визначено оптимальні склади керамзитового гравію та розроблені рекомендації для його практичного застосування.

Наведено результати експериментально-промислових випробувань.

1. За рахунок спрямованого фазоутворення при випалі на основі глиносапонітокаолінових мас розроблено технологію одержання керамзитового гравію, який характеризується високою міцністю, термостійкістю та низькою середньою густиною, що дозволяє використовувати його як заповнювач у жаростійких теплоізоляційних бетонах.

2. На основі експериментальних досліджень властивостей і структури отриманого керамзитового гравію та методом математичного планування експерименту розроблені оптимальні склади глинистих мас, що дозволяють на промисловому обладнанні та існуючих режимах одержати гравій із високими експлуатаційними властивостями.

Оптимальний склад глинистих мас становить (мас. %): глина 55,0–61,4; сапонітова порода 32,1–36,0; каолін 6,5–9,0.

3. Встановлено, що додавання до складу глинистих мас магнійзалізовмісної сапонітової породи в поєднанні з каоліном приводить до кардинальних змін у структурі розплаву і механізму його кристалізації. Введення до 40 мас. % сапонітової породи і 9 мас. % каоліну понижує швидкість падіння структурної в’язкості з ростом температури, що забезпечує формування дрібнопористої структури керамзитового гравію і пониження його відкритої пористості.

4. Експериментально підтверджено флюсуючу дію оксидів заліза, які зменшують вязкість розплаву, інтенсифікують розчинення кварцу та кристалізацію склофази. Оксид магнію сприяє дробленню аніонних комплексів, зменшуючи вязкість. Крім цього, MgO входить до складу склофази, підвищуючи її хімічну стійкість та кристалізацію кордієриту. Твердофазові процеси, що відбуваються, викликають підвищення термомеханічних властивостей керамзитового гравію.

5. Показано, що хімічна стійкість керамзитового гравію зростає при збільшенні долі кристалічної фази в структурі. Так, збільшення в складі маси сапонітової породи від 10 до 50 мас.% підвищує лугостійкість на 8%. Це пов’язано із кристалізацією муліту і кордієриту та утворенням хімічностійкої алюмосилікатної склофази. При однаковій пористості матеріалу домінуючим є хімічний та фазовий склад керамзитового гравію. Тому, при використанні городоцької глини вміст склофази в одержаному матеріалі є низьким, що супроводжується значним підвищенням хімічної стійкості.

6. Одержаний керамзитовий гравій характеризується такими властивостями: середня густина – 280–350 кг/м³; міцність – 0,96–1,28 МПа; ККЯ – 2,75–3,86; термостійкість – 11–12 циклів; ТКЛРсер. – (3,70–5,02)10^-6 град^-1; кислотостійкість – 94,2–98,5%; лугостійкість – 37,0–63,4%.

7. Розроблений склад глинистих мас (патенти України №38033 А і №46967 А) випробуваний у виробничих умовах Самбірського керамзитового заводу. Результати випробувань одержаного керамзиту як заповнювача жаростійкого бетону при футеруванні вагонеток випалу цегли на ЗАТ “Вістовицький завод будівельної і художньої кераміки” дозволяють рекомендувати його для виготовлення легких залізобетонних конструкцій, що експлуатуються в умовах підвищеної температури.

8. Техніко-економічні розрахунки підтверджують економічну доцільність промислового виготовлення розробленого керамзитового гравію на основі глиносапонітокаолінових мас. Економічний ефект від впровадження на Самбірському керамзитовому заводі складає 43 тис. грн при обємі випуску 10 тис. м³ гравію. Використання жаростійкого керамзитобетону при футеруванні вагонеток замість керамічної цегли дозволяє збільшити термін їх експлуатації в 2 рази.

Публікації автора:

1. Солоха І.В., Семеген Р.І., Луцюк І.В. Вплив структури гранул керамзиту на їх напружений стан // Вісник ДУ “Львівська політехніка”, “Хімія, технологія речовин та їх застосування”. - 1997. - №332. - С. 247-250.

Внесок автора полягає у виконанні експериментальних досліджень.

2. Гивлюд М.М., Солоха І.В., Пона М.Г., Луцюк І.В. Керамзитовий гравій для теплоізоляційних жаростійких бетонів // Вісник ДУ “Львівська політехніка”, “Хімія, технологія речовин та їх застосування”. - 2000. - №395. - С. 20-22.

Автором проведено фізико-механічні випробування керамзитового гравію.

3. Луцюк І.В. Вплив сапонітової породи на зміну структурної в‘язкості легкотопких глин при нагріванні // Вісник НУ “Львівська політехніка”, “Хімія, технологія речовин та їх застосування”. - 2000. - №414. - С. 52-55.

4. Гивлюд М.М., Солоха І.В., Пона М.Г., Луцюк І.В. Дилатометричні дослідження керамзиту із глиносапонітових мас // Вісник НУ “Львівська політехніка”, “Хімія, технологія речовин та їх застосування”. - 2001. - №426. - С.40-42.

Автором встановлена залежність термічного коефіцієнта лінійного розширення керамзитового гравію від температури.

5. М.М. Гивлюд, І.В. Луцюк, І.В. Солоха, М.Г. Пона Характеристика фізико-хімічних процесів випалу сапонітової породи // Вопросы химии и химической технологии. - 2002. - №4. - С. 49-51.

Автором методами ДТА і РФА досліджено процеси фазоутворення при термообробці сапонітової породи.

6. Патент України 38033 А, МПК 7 С04В14/12. Маса для виготовлення пористого заповнювача / Луцюк І.В., Гивлюд М.М., Солоха І.В., Пона М.Г. - №2000052851; Заявлено 19.05.2000; Опубл. 15.05.2001, Бюл. №4. - С.373.

Автором розроблений склад керамзитового гравію з додатком сапонітової породи та визначено його фізико-механічні властивості.

7. Патент України 46967 А, МПК 7 С04В14/12. Маса для виготовлення керамзитового гравію / Луцюк І.В., Гивлюд М.М., Солоха І.В., Пона М.Г. - №2000127215; Заявлено 15.12.2000; Опубл. 17.06.2002, Бюл. №6. - С.418.

Автором розроблений склад керамзитового гравію з додатком сапонітової породи та каоліну і визначено його термостійкість.

8. Керамзитовий гравій підвищеної термостійкості / Гивлюд М.М., Луцюк І.В., Солоха І.В., Пона М.Г. // Тез. Міжнар. наук.-техн. конф. “Технология и применение огнеупоров и технической керамики в промышленности”. - Харків, 2000. - С. 60-61.

Автором визначена термостійкість керамзитового гравію.

9. Улучшение качества керамзитового гравия введением в шихту магнийжелезосодержащей добавки / Гывлюд Н.Н., Солоха И.В., Пона М.Г., Луцюк И.В. // Тез. Междунар. науч.-техн. конф. “Ресурсо- и энергосберегающие технологии в химической промышленности и производстве строительных материалов”. - Минск, 2000. - С. 172-173.

Автором встановлений фазовий склад магнійзалізовмісного додатку та його вплив на фізико-механічні властивості.

10. Керамзитовий гравій з покращеними термічними характеристиками / Гивлюд М.М., Солоха І.В., Пона М.Г., Луцюк І.В. // Тез. Міжнар. наук.-техн. конф. “Технология и применение огнеупоров и технической керамики в промышленности”. - Харків, 2001. - С. 64-65.

Автором визначені температурні деформації керамзитового гравію при термообробці.

11. Керамзитовий гравій підвищеної термостійкості для жаростійких бетонів / Гивлюд М.М., Солоха І.В., Пона М.Г., Луцюк І.В. // Тез. 2 Міжнар. наук.-техн. конф. “Композиционные материалы”. - Київ, 2001. - С.11.

Автором одержано залежність структурної вязкості глинистих мас від температури.

12. Структуроутворення керамзиту з підвищеною термостійкістю з додатками сапонітової породи // М.М. Гивлюд, І.В. Луцюк, І.В. Солоха, М.Г. Пона // Тез. Міжнар. наук.-техн. конф. “Технология и применение огнеупоров и технической керамики в промышленности”. - Харків, 2002. - С. 56-57.

Автором проведено аналіз електронномікроскопічних досліджень структури керамзитового гравію.

13. Повышение термостойкости керамзита путем изменения его фазового состава / Гывлюд Н.Н., Солоха И.В., Пона М.Г., Луцюк И.В. // Тез. Междунар. науч.-техн. конф. “Новые технологии в химической промышленности”. - Минск, 2002. - С.119-120.

Автором встановлено вплив фазового складу керамзитового гравію на його термостійкість.

14. М.М. Гивлюд, І.В. Луцюк, І.В. Солоха Вплив магнійзалізовмісної сапонітової породи на термічні властивості керамзитового гравію // Тез. Міжнар. наук.-техн. конф. “Технология и применение огнеупоров и технической керамики в промышленности”. - Харків, 2003. - С. 41-42.

Автором досліджено вплив складу глинистих маси на термічні властивості керамзитового гравію.

15. Н.Н. Гывлюд, И.В. Луцюк, И.В. Солоха. Влияние магнийжелезосодержащей добавки на изменение структурной вязкости пиропластического расплава глинистых пород // Тез. Междунар. науч.-техн. конф. “Новые технологии в химической промышленности”. - Минск, 2003. - С. 155-156.

Участь автора полягає у здійсненні експериментальних досліджень структурної вязкості глинистих мас із додатком сапонітової породи.