Материал: Химия, физика и механика материалов. Рудаков О.Б., Перцев В.Т

щей прочностью непосредственно после формования без какой-либо тепло-

вой обработки 20 МПа, способный к дальнейшему упрочнению с течением времени [3, 4].В задачи данных исследований входило рассмотрение усло-

вий получения компактированных структур материалов с использованием алюмосиликатных по составу наполнителей техногенного происхождения на примере боя керамического кирпича. Для внедрения данной технологии в широкое производство необходимо тщательно проработать систему управления качеством продукции, в частности, путем выявления узких мест, а также определить численные характеристики изделий для разработки нормативных документов.

Экспериментальная часть

При выполнении экспериментальных исследований для изготовления образцов композиционного материала были использованы сырьевые материалы, удовлетворяющие требованиям соответствующих стандартов:

1.известь комовая негашеная с активностью(массовой долей активного СаО) – 94,8 %, быстрогасящаяся (со скоростью гидратации 5-6 минут) и температурой гидратации 79,6°С, размолотая до удельной площади поверхности частиц 4600-4700 см²/г;

2.бой керамического кирпича Семилукского комбината строительных материалов, размолотый до удельной площади поверхности частиц 5100- 5200 см²/г, химический состав представлен в табл. 1.

Состав формовочной смеси был принят по результатам ранее проведенных исследований:

Известь гашеная – 1 кг.

60

Химия, физика и механика материалов № 3 (22), 2019

Бой керамического кирпича – 430 гр.

В ходе исследований осуществлялось прессование образцов-

цилиндров диаметров 5 см, высотой 5 см, масса навески составляла 170 г. Прочность образцов определялась в соответствии с ГОСТ 8462- 85 «Материалы стеновые. Методы определения пределов прочности при

сжатии и изгибе».

Для выявления таких узких мест технологии использовался один из «семи инструментов качества» – «Диаграмма Исикавы» (диаграмма «рыбья кость») [5, 6]. Она способствует определению главных факторов, оказывающих наибольшее влияние на развитие рассматриваемой проблемы.

Результаты и их обсуждение

Вначале проводилось выявление узких критических мест технологии с помощью причинно-следственной диаграммы Исикавы, которая представле-

на на рис. 1.

В ходе анализа диаграммы Исикавы установлено, что основными критическими точками и переделами (подпроцессами) производства изделий на основе контактно-конденсационного твердения являются:

1.Показатели характеристик сырья (активность, температура и время гашения извести, значение величины удельной поверхности алюмосиликатного компонента боя керамического кирпича);

2.Параметры технологии (способ гашения извести, температура и количество воды затворения при гашении извести, давление прессования изделий);

3.Качество используемого оборудования (правильность работы и состояние оборудования);

4.Параметры контроля (используемые для контроля методики). Наибольший интерес из выявленных критических переделов для нас

представляют показатели характеристик сырья и параметры технологии. Для большинства из выявленных критических точек оптимальные значения параметров были разработаны в ранее проведенных исследованиях [7].

61

Химия, физика и механика материалов № 3 (22), 2019

В ходе настоящих исследований проводилась оптимизация технологи-

ческих параметров расхода воды затворения для гашения извести и давления прессования.

Результаты оптимизации расхода воды представлены на рис. 2 (давление прессования принято 100 МПа [7]). По полученным данным видно, что

для используемого вида извести оптимальное соотношение И/В=0,8. При соотношении И/В=0,7 спрессовать образцы не представилось возможным, происходило из «раскрошивание». При это по данным [7] оптимальное со-

отношение И/В равнялось 1, то есть предположение, что характеристики извести, и как следствие, расход воды затворения на ее гашение является критической точкой данной технологии подтверждается.

Рис. 2. Зависимость прочности образцов от известково-водного отношения (И/В)

Далее изучалось влияние давления прессования на прочность, результаты представлены на рис. 3. По полученным данным видно, что давление прессования в 100 МПа является оптимальным: прочность при сжатии образцов почти в 2 раза выше, чем при давлении прессования 80 и 90 МПа. Повышение давления прессования не приводит к повышению прочностных характеристик, а, напротив, снижает прочность с 15,8 до 12,5 МПа (практи-

63

чески на 25 %), при этом наблюдается перепрессовка, расслоение образцов.

Для оценки стабильности результатов исследований осуществлялась оценка закона распределения прочностных характеристик образцов. На рис. 3 представлена гистограмма частот распределения, в табл. 2 – результаты расчета статистических характеристик.

Рис. 3. Зависимость прочности образцов давления прессования

64