Structure and properties of a ceramic brick modified with technogenic mineral systems

V. N. Derevianko, H. M. Hryshko, Yu. M. Vecher

Abstract


Problem statement. One way to conserve the scarce high-quality raw materials resources and to reduce transport and energy costs is to use the accumulated technogenic mineral systems, as well as to study technogenic raw materials which were not previously used [1–3]. A shortage of high plasticity clays determines the need for using local low-grade loamy raw materials for the manufacture of wall ceramics. Strength properties of the ceramic brick can be improved by using expensive corrective additives or local technogenic raw materials [4–7]. Purpose. Development of compositions for the ceramic brick, modified with technogenic mineral systems. Conclusion. The author has studied the influence of the mixture ratio on the structure and fundamental physical and mechanical properties of the ceramic brick modified with technogenic mineral systems. The author has also developed the best ceramic batch compositions based on technogenic mineral systems conferring the required physical and mechanical parameters of the ceramic brick; they consist of: overburden (67 %), refuse heap (28 %) and red mud from NGZ (Mykolaiv Alumina Refinery) (5 %) for  making 150 Grade ceramic brick with an average density of 1,650–1,730 kg/m3 at a temperature of 850 °C, which allows to reduce firing energy costs. It has been established that the sintering initiation temperature of the modified mixture decreases by 150–200°C compared to the unmodified one.

Keywords


ceramic brick; loam; refuse heap; overburden; red mud; technogenic raw materials; firing temperature; strength

References


Barinova L.S., Mironov V.V. and Tarasevich K.E. Promyshlennost’ stroitelnykh materialov - neot'emlemaya chast stroitel’nogo kompleksa Rossijskoj Federatsii [Building materials industry - an integral part of the Russian Federation building complex]. Stroitelnye materially [Building materials]. 2000, no. 8, pp. 4-7. (in Russian).

Alperovich I.A., Bozheva G.I. and Kryukov V.A. Vnedrenie tekhnologii proizvodstva litsevogo keramicheskogo kirpicha ob'emnogo okrashivaniya [The production technology introduction of the lining ceramic brick of a bulk painting]. Stroitelnye materially [Building materials]. Moskva: Strojizdat, 1993, no. 1 (457), pp. 2-4. (in Russian).

Alperovich I.A. Sposoby predotvrashcheniya vysolov na keramicheskom kirpiche [Ways to prevent an efflorescence on a ceramic brick]. Moskva, 1993, 71 p. (in Russian).

Prikhodko A.P., Storchai N.S., Maliar D.O., Kononov D.V. and Grishko G.M. Naukovo-obgruntovane vykoristannia sirovyny tekhnohennoho pokhodzhennia v tekhnolohii vyrobnytstva budivelnikh materialiv [Scientific and reasonable use of anthropogenic raw in the technology of construction materials production]. Naukovyi visnyk budivnytstva [The scientific bulletin of construction]. Khakiv. derzh. tekhn. u-nt. bud-va ta arkhitektury [Kharkiv Technological University of Construction and Archicture]. Kharkiv, 2010, iss. 59, pp. 208-213. (in Ukrainian).

Burmistrov V.N. and Vedernikov V.N. Povyshenie effektivnosti proizvodstva keramicheskogo kirpicha [The efficiency increasing of ceramic bricks production]. Dostizheniya stroitelnogo materialovedeniya: sb. nauch. st., posvyashch. 100-letiyu so dnya rozhdeniya P. I. Bozhenova [Construction Materials Advances: a collection of scientific articles dedicated to the 100th anniversary of P.I Bozhenov]. Sankt-Peterburg, 2004, p. 140. (in Russian).

Prihodko A.P., Shpirko N.V., Storchaj N.S., Grishko A.N., Vecher Yu.N., Kononov D. V. and Bogdanov B.V. Issledovanie nizkokachestvennogo syr’ya i tekhnogennykh otkhodov promyshlennosti s tsel’yu ikh primeneniya pri proizvodstve keramicheskogo kirpicha [A study of low-quality raw materials and an industry industrial waste with a view to their use in the ceramic bricks production]. Visnik Prydniprovskoi derzhavnoi akademii budivnytstva ta arkhitektury [Bulletin of Prydniprovs’ka State Academy of Civil Engineering and Architecture]. Dnipropetrovsk, 2012, no. 7-8, pp. 16-24. (in Russian).

Prikhodko A.P., Storchay N.S., Grishko G.M. and Vecher Yu.N. Poluchenie keramicheskikh materialov na osnove tekhnogennogo syr’ya [The ceramic materials preparation based on man-made materials]. Novejshye dostizheniya v oblasti importozameshchenie v khimicheskoj promyshlennosti i proizvodstve stroitelnykh materialov: materialy mezhdunarodnoj nauchno-tekhnicheskoj konferentsii [The latest achievements in the field of import substitution in the chemical industry and the building materials production: materials of the International Scientific and Engineering Conference]. Min-vo obrazovaniya Resp. Belarus', Belorus. gos. tekhnolog. un-t [Ministry of Education of Belarus Republic. Belarus State Technological University]. Minsk, 2012, part 1, pp. 64-68. (in Russian).

Zajchenko N.M. Tonkozernistye betony s vysokimi ekspluatatsionnymi svojstvami na osnove napolnitelej iz otkhodov promyshlennosti [Fine-grained concrete with high performance based on fillers of industrial wastes]. Stroitel'stvo. Materialovedenie. Mashinostroenie [Construction. Materials Science. Mechanical Engineering.]. Pridnepr. akad. str- va i arkhitektury [Prydniprovs’ka State Academy of Civil Engineering and Architecture]. Dnepropetrovsk, 2004, iss. 30, pp. 110-116. (in Russian).

Naik T.R. Use of industrial bv-products in cement-based materials. Creating and Concrete Research. 2004, vol. 34, no. 11, pp. 2057-2060.

Rudik K.A. and Artamonov V.N. Osnovnye napravleniya kompleksnogo ispol'zovaniya gornoj porody (otval'noj massy) [The main directions of the integrated use of rock (moldboard mass)]. Persha regional'na konferentsiia

«Kompleksne vykorystannia nadr» [The first regional conference “Integrated use of mineral resources”]. Don. nats. tekh. un-t [Donetsk State Technical University]. Donetsk, 2008, pp. 41-44. (in Russian).

Glibina I.V., Kuznetsova T.B. and Zverev V.B. Mnogokomponentnaya iskusstvennaya shihta dlya proizvodstva gruboj stroitelnoj keramiki [Multiple synthetic blend for the rough building ceramics production ]. Stroitel'nye materialy iz poputnykh produktov promyshlennosti [Building materials industry of the free products]. M-vo vyssh. i sred. spets. obrazovaniya RSFSR, Leningrad. inzh.-stroit. in-t. [The Ministry of Higher and Secondary Specialised Education of the RSFSR, Leningrad Ingineering and Construction Institute]. Leningrad, 1975, no. 101, p. 28. (in Russian).

Romsey O. and Davis R. Fabrication of ceramic articles from miningwaste materials. American Ceramic Society Bulletin. 1975, vol. 54, iss. 3, pp. 312-313.


GOST Style Citations


Баринова JI. C. Промышленность строительных материалов - неотъемлемая часть строительного комплекса Российской Федерации / Л. С. Баринова, В. В. Миронов, К. Е. Тарасевич // Строительные материалы. – 2000.

– № 8. – С. 4–7.

 

Альперович И. А. Внедрение технологии производства лицевого керамического кирпича объемного окра- шивания / И. А. Альперович, Г. И. Божьева, В. А. Крюков // Строительные материалы. – 1993. – № 1(457). – С. 2–4.

 

Альперович И. А. Способы предотвращения высолов на керамическом кирпиче / И. А. Альперович. – Моск- ва, 1993. – 72 с. – (Промышленность строительных материалов. Сер. 4 : Промышленность стеновых мате- риалов и местных вяжущих. Аналитический обзор. Вып. 1 / Всесоюз. науч.-исслед. ин-т науч.-техн. информ. и экономики пром-сти строит. материалов).

 

Науково-обгрунтоване використання сировини техногенного походження в технології виробництва будівельних матеріалів / А. П. Приходько, Н. С. Сторчай, Д. О. Маляр, Д. В. Кононов, Г. М. Гришко

// Науковий вісник будівництва : зб. наук. пр. / Харків. держ. техн. у-нт буд-ва та архітектури. – Харків, 2010. – Вип. 59. – С. 208–213.

 

Бурмистров В. Н. Повышение эффективности производства керамического кирпича / В. Н. Бурмистров,

Г. В. Ведерников // Достижения строительного материаловедения : сб. науч. ст., посвящ. 100-летию со дня рождения П. И. Боженова. – Санкт-Петербург, 2004. – Юбилейный вып. – С. 140–143.

 

Исследование низкокачественного сырья и техногенных отходов промышленности с целью их применения при производстве керамического кирпича / А. П. Приходько, Н. В. Шпирько, Н. С. Сторчай, А. Н. Гришко, Ю. Н. Вечер, Д. В. Кононов, Б. В. Богданов // Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури : зб. наук. пр. – Дніпропетровськ, 2012. – № 7-8. – С. 16–24.

 

Получение керамических материалов на основе техногенного сырья / А. П. Приходько, Н. С. Сторчай,

Г. М. Гришко, Ю. Н. Вечер // Новейшие достижения в области импортозамещения в химической промыш- ленности и производстве строительных материалов : материалы Междунар. науч.-техн. конф., 22-23 ноября 2012 г. : в 2 ч. / Мин-во образования Респ. Беларусь, Белорус. гос. технолог. ун-т. – Минск, 2012. – Ч. 1. – С. 64–68.

 

Зайченко Н. М. Тонкозернистые бетоны с высокими эксплуатационными свойствами на основе наполните- лей из отходов промышленности / Н. M. Зайченко // Строительство. Материаловедение. Машиностроение : сб. науч. тр. / Приднепр. акад. стр-ва и архитектуры. – Днепропетровск, 2004. – Вып. 30 : Инновационные технологии диагностики, ремонта и восстановления объектов строительства и транспорта. – С. 110–116.

 

Naik Т. R. Use of industrial by-products in cement-based materials / T. R. Naik // Creating and Concrete Research.

– 2004. – Vol. 34, № 11. – P. 2057–2060.

 

Рудик К. А. Основные направления комплексного использования горной породы (отвальной массы) / К. А. Рудик, В. Н. Артамонов // Перша регіональна конференція «Комплексне використання надр» (24 лис-

топада 2008 р., м. Донецьк, Україна) : зб. доп. студентів та аспірантів / Дон. нац. тех. ун-т. – Донецьк, 2008. – С. 41–44.

 

Глибина И. В. Многокомпонентная искусственная шихта для производства грубой строительной керамики / И. В. Глибина, T. B. Кузнецова, В. Б. Зверев // Строительные материалы из попутных продуктов промыш- ленности : межвуз. темат. сб. тр. / М-во высш. и сред. спец. образования РСФСР, Ленинград. инж.-строит. ин-т. – Ленинград, 1975. – № 101. – С. 28.

 

Romsey D. E. Fabrication of ceramic articles from mining waste materials / D. E. Romsey, R. F. Davis // American Ceramic Society Bulletin. – 1975. – Vol. 54, iss. 3. – Р. 312–313.



Refbacks

  • There are currently no refbacks.