Стекольная и керамическая промышленность. Промышленность вяжущих. Производство эмалей и искусственных камней

Учебное пособие является дополнением к курсу лекций по «Химической технологии» и основным руководством для выполнения лабораторного практикума по этой дисциплине. В пособии изложен необходимый теоретический материал по темам «Нефть и ее переработка», «Пиролиз древесины», «Косвенные способы измерения физических величин в технологии», «Анализ газовых смесей», «Керамическая технология». В конце каждого раздела приведен список контрольных вопросов для лучшего усвоения материала и полноценной подготовки к коллоквиумам по соответствующими темам.

На данный момент существует большое количество материалов для фильтрования воздуха. Однако есть необходимость разработки новых более эффективных и экономически выгодных материалов. Многочисленные исследования показали, что в целях получения высокоэффективного фильтровального материала для тонкой очистки воздуха от частиц размером 0,1…0,5 мкм в композицию необходимо вводить ультра- и микротонкие стеклянные волокна. Стеклянные волокна характеризуются целым комплексом уникальных свойств: термо-, хемо- и биостойкостью, высокими удельной поверхностью, фильтрующей способностью и прочностью, устойчивостью к действию агрессивных сред. При этом стеклянные волокна в отличие от волокон растительного происхождения не обладают способностью к фибриллированию, набуханию и связеобразованию. Таким образом, для получения прочного фильтровального материала требуется связующее, которое обеспечило бы необходимую технологическую прочность с сохранением заданных фильтрующих характеристик. Проведено исследование композиционного материала на основе минерального волокна, в качестве связующих использованы полиядерные комплексы алюминия, термомеханическая масса, поливинилацетат и полиэтилен. Основными показателями выбраны предел прочности при растяжении, капиллярная впитываемость, сопротивление потоку воздуха и коэффициент проницаемости. Новизна работы заключается в применении как связующих в композиционном материале на основе стеклянных волокон термомеханической массы и полиэтилена. Добавление связующего на основе термомеханической массы в композицию целесообразно в количестве 5…30 % от массы волокна, для полиэтилена этот диапазон составляет 2…10 %. Композиционный материал, в который в качестве связующего добавлен полиэтилен, обладает достаточной технологической прочностью, низкими коэффициентом проницаемости и сопротивлением потоку воздуха. Применение полиэтилена как связующего в предназначенных для очистки воздуха композиционных фильтровальных материалах на основе стеклянных волокон является перспективным. Для цитирования: Криницин Н.А., Дубовый В.К., Полякова К.В., Ковернинский И.Н. Исследование влияния вида связующего на свойства фильтровальных стекловолокнистых бумаг для очистки воздуха // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 2. С. 178–192. DOI: 10.37482/0536-1036-2022-2-178-192

Приведены краткие теоретические сведения по процессам гидротермической обработки и консервирования материалов, описание материальной части лабораторных установок, методики проведения, порядок обработки результатов эксперимента и требования к оформлению отчета.

Пособие посвящено аналитическому контролю качества цементов и материалов цементного производства, направлено на получение знаний, умений, навыков у студентов следующих направлений и специальностей: 08.03.01, 08.04.01 «Строительство»; 04.03.01, 04.04.01 «Химия»; 18.03.01, 18.04.01 «Химическая технология»; 04.05.01 «Фундаментальная и прикладная химия».

Рассматриваются вопросы современной технологии строительных изделий и конструкций различного назначения, в том числе бетонных и железобетонных, а также контроль качества готовой продукции.

Содержит сведения о сырье, используемом для получения керамических материалов, в частности керамического кирпича. Описаны основные технологические стадии получения керамических материалов. Приведены стандартные методы определения основных свойств сырья и материалов, а также представлены лабораторные работы.

Представлены технологии художественной обработки керамических изделий. Приведено описание методов приготовления керамических масс, способов формирования керамических изделий, а также рассмотрены их гончарная обработка и обжиг.

Представлены традиционные технологии минеральных вяжущих (гипсовых, известковых и гидравлических) и способы их модифицирования. Показана возможность увеличения прочности и некоторых других основных показателей качества конечных изделий на основе минеральных вяжущих путем введения в них добавок (в т.ч. наноструктурных) различного назначения. Представлены результаты исследований состава и структуры продуктов твердения наномодифицированных вяжущих различными физико-химическими методами. Указаны возможные направления усовершенствования существующих технологий наномодифицирования.

Рассматриваются различные виды защитно-декоративных поверхностей, таких как древесина, стекло, металлы, керамические и полимерные, а также свойства и методы отделки.

Содержит сведения о видах сырьевых материалов, используемых для получения силикатных материалов, а также стандартные методы определения вещественного состава минерального сырья.

В учебно-методическом пособии даны теоретические сведения, необходимые для декорирования художественных изделий из стекла и керамики при их промышленном производстве. Приведены примерные темы курсовой работы с целью овладения компетенциями в области создания художественно-промышленных изделий, обладающих эстетической ценностью, разработки и проектирования художественных и промышленных объектов.

Изложены основные теоретические сведения, основы расчета и проектирования машин и оборудования; дано описание конструкций машин и оборудования, принципа их действия; предложен выбор и расчет технологических линий и комплексов оборудования.

В учебном пособии представлены основные разделы производства, свойства и применение минеральных вяжущих веществ. Описаны способы регулирования свойств вяжущих веществ введением добавок, технологическими методами, использованием отходов местной промышленности. Указаны методы борьбы с коррозией цементного камня.

Приведены принципы создания наноорганоминеральных модификаторов на основе техногенных отходов (золы уноса, отвальных золошлаковых смесей, отсевов дробления горных пород, бетонного лома, торфяной золы и др.), подвергнутых механохимической обработке с применением активаторов нового поколения. Показана активная роль наномодификаторов в формировании структуры композитов гидратационного твердения за счет физико-химических процессов, связанных главным образом с перераспределением воды и формами ее связи в технологических смесях. Рассмотрены основные положения структурно-технологической теории бетона, включающие модели структурообразования и описание свойств бетонов и композитов с применением модификаторов на основе многотоннажных отходов. Доказано, что применение разработанных наномодификаторов на основе техногенных отходов целесообразно при производстве высококачественных морозостойких, трещиностойких, водонепроницаемых бетонов в сборных и монолитных железобетонных конструкциях.

Рассмотрена скоростная энергоэффективная технология по созданию высокотемпературной теплоизоляции, позволяющая получать менее материалоемкие изделия повышенного качества с одновременной интенсификацией (в разы) производства, снижением топливно-энергетических расходов и ликвидацией некоторых технологических переделов. Представлены результаты исследований по созданию безобжиговой теплоизоляции методом активного синтеза новообразований в процессе их электрогидротеплосиловой обработки и эксплуатации в тепловых агрегатах. Раскрыты теоретические представления по созданию теплоизоляции с программированной структурой и закономерности планирования изделий с внутренним перераспределением свойств без изменения их размеров и массы. Изучена и использована возможность изменения физико-химических свойств поверхностного слоя глиняных частиц.

Изложены основные теоретические сведения, основы расчета и проектирования машин и оборудования; дано описание конструкций машин и оборудования, принципа их действия; предложен выбор и расчет технологических линий и комплексов оборудования.

Рассмотрены вопросы получения вспененных тампонажных растворов. Особое внимание уделено вопросам структурообразования композитных растворов с оптимальными физико-техническими параметрами.

Проведен анализ структурообразования цементного камня, модифицированного водоредуцирующими добавками, развиты представления о его реальной структуре с учетом размеров блоков мозаики. Установлены электрохимические особенности процессов гидратации, структурообразования и твердения модифицированного цементного камня. Определены характеристики качества дисперсно-кристаллитной структуры и фазового состава цементного камня. Выявлены силовые и энергетические критерии разрушения цементного камня и песчаного бетона, обоснована сущность кинетических процессов, происходящих при деформировании и разрушении цементных композитов, по амплитудно-энергетическому распределению импульсов сигнала акустической эмиссии на диаграмме нагружения.

Приведены основные положения российских строительных стандартов и европейских строительных норм, касающихся технических требований, предъявляемых к строительным цементам, а также методы их испытаний. Проведен сравнительный анализ этих требований и методов испытаний. Раскрыто содержание основных терминов. Дан перечень основных нормативных документов, используемых специалистами в РФ и ЕС при контроле качества строительных цементов.

Изложены методы определения прочности бетона механическими и физическими методами неразрушающего контроля согласно российским стандартам и европейским нормам. Предоставлен сравнительный анализ методов испытаний. Раскрыто содержание основных терминов. Приведен перечень основных нормативных документов, используемых специалистами в РФ и ЕС при неразрушающем контроле прочности бетона.

Приведены основные положения российских строительных стандартов и европейских строительных норм, касающиеся технических требований, предъявляемых к бетонам, а также методы их испытаний. Дан сравнительный анализ этих требований и методов испытаний, приведено сопоставление показателей, позволяющих провести оценку качества строительных материалов, выпускаемых в РФ и ЕС. Раскрыто содержание основных терминов. Приведен перечень основных нормативных документов, используемых специалистами в РФ и ЕС при контроле качества строительных материалов.

Приведены основные положения российских строительных стандартов и европейских строительных норм, касающиеся технических требований, предъявляемых к бетонным смесям, а также методы их испытаний. Дан сравнительный анализ этих требований и методов испытаний, приведено сопоставление показателей, позволяющих провести оценку качества строительных материалов, выпускаемых в РФ и ЕС. Раскрыто содержание основных терминов. Приведен перечень основных нормативных документов, используемых специалистами в РФ и ЕС при контроле качества строительных материалов.

Рассмотрены вопросы рационального использования отходов лесозаготовок – производства деревобетонных стеновых материалов для сельского и поселкового строительства. Определен эффективный тип челночных смесительно-формовочных комплексов, обеспечивающих компактность производств и возможность их перемещения при арендной системе лесопользования.

Изложены сведения о классификации, вещественном составе, особенностях строения глинистых минералов, свойствах глинистых пород, физико-механических методах их анализов. Рассмотрены технологии производства строительной керамики и пористых заполнителей. Представлены методики лабораторных испытаний глинистого сырья и изделий строительной керамики.

Методические указания к лабораторной работе способствуют практическому усвоению раздела «Огнеупорные материалы» при изучении дисциплины «Металлургическая теплотехника». При выполнении лабораторной работы студенты экспериментальным и расчетным методом исследуют термостойкость огнеупорных материалов.

Методические указания содержат задания к выполнению лабораторной работы, способствующие закреплению практических навыков, при изучении основных видов огнеупорных и теплоизоляционных материалов, их свойств и способов определения.

Монография содержит описание нового теоретически обоснованного метода и алгоритма определения полного набора совместимых материальных констант пьезокерамики и усовершенствованной методики расчета ее технических модулей упругости на основе результатов теоретико-экспериментального анализа и идентификации различных мод колебаний электроупругих стержней и пластин. В дополнение к этому, на основе модифицированной методики определения пьезомодуля dзз в квазистатическом режиме установлены физические и геометрические ограничения на форму образцов, позволяющие рассчитать научно достоверные значения dзз пьезокерамики, и определены границы применимости этой методики.

Представлены результаты исследований по получению силикатных материалов строительного назначения из нерудного сырья с различным соотношением глинистых минералов. Приведены свойства общераспространенных и нетрадиционных видов сырья, рассмотрены эффективные способы его переработки, перспективные технологии получения готовой продукции (стеновых, облицовочных, кровельных, теплоизоляционных и композиционных материалов), а также физико-химические процессы, протекающие при механическом и термическом воздействии на сырье и материалы.

Рассмотрены проблемы переработки золоотвалов ТЭС в промышленных масштабах. Даны сравнительные показатели качества зол, подвергнутых различным методам и глубине переработки. Исследована гидравлическая активность и кинетика набора прочности смешанных вяжущих и их влияние на строительно-технические свойства бетонов и растворов

рассмотрен вопрос влияния на пористость бетона отходов медеплавильного производства Челябинской области при их использовании в качестве самостоятельной минеральной добавки и в качестве компонента органоминеральной добавки для производства бетона с техногенными отходами. Получены характеристики, расширяющие возможности применения отходов цветной металлургии в бетонах и подтверждающие низкую эффективность использования совместного помола шлака медеплавильного производства с цементом. Более перспективными являются результаты использования тонкомолотого медеплавильного шлака в составе комплексной органоминеральной добавки. Графически представлено влияние различных видов введения медеплавильного шлака и пластифицирующей добавки на распределение пор различного размера в бетоне, корреляционные зависимости между прочностью бетонных образцов и их пористостью. Полученные характеристики подтверждают целесообразность применения данного вида отходов цветной металлургии в бетонах

Рассмотрена скоростная энергоэффективная технология по созданию высокотемпературной теплоизоляции, позволяющая получать менее материалоемкие изделия повышенного качества с одновременной интенсификацией (в разы) производства, снижением топливно-энергетических расходов и ликвидацией некоторых технологических переделов. Представлены результаты исследований по созданию безобжиговой теплоизоляции методом активного синтеза новообразований в процессе их электрогидротеплосиловой обработки и эксплуатации в тепловых агрегатах. Раскрыты теоретические представления по созданию теплоизоляции с программированной структурой и закономерности планирования изделий с внутренним перераспределением свойств без изменения их размеров и массы. Изучена и использована возможность изменения физико-химических свойств поверхностного слоя глиняных частиц.

Изложены основные теоретические сведения, основы расчета и проектирования машин и оборудования; дано описание конструкций машин и оборудования, принципа их действия; предложен выбор и расчет технологических линий и комплексов оборудования.

В журнале публикуется разносторонняя информация о датчиках, приборах и системах измерения, контроля, управления включая: Результаты исследований и разработок отечественных и зарубежных ученых; Статьи о новых методах и принципах построения и проектирования; Сведения о новейшей продукции отечественных и зарубежных фирм; Технологические процессы производства; Метрологическое обеспечение, стандартизация и сертификация; Экономика и управление; Особенности современной организации производства и бизнес процессов; Хроника; Научно-техническая публицистика.

158А на предприятии ООО «МайкопГипсСтрой». Исходное гипсовое вяжущее, обожженное при температуре 120 °С с последующей выгрузкой из котла, имело нестабильные физико-механические и эксплуатационные характеристики, поэтому марка гипсового вяжущего изменялась от Г4-АII до Г5-БII для различных партий, что сильно ограничивало его применение в составах сухих строительных смесей. Установлено, что нестабильность свойств гипсового вяжущего обусловлена существенным недожогом системы, что характеризовалось остаточным содержанием двуводного гипса в количестве от 2 до 7 % по массе. В рамках проведенного исследования за счет оптимизации технологических параметров процесса обжига удалось повысить марку выпускаемого гипсового вяжущего (с Г4-5 до Г6) на предприятии ООО «МайкопГипсСтрой», стабилизировать состав и свойства, установить температурно-временные параметры позволяющие управлять технологическим процессом с целью получения гипсового вяжущего с заданными характеристиками. Ключевые слова: гипсовое вяжущее, гипсоварочный котел, нестабильность свойств, фазовый состав

Предложено использовать для отделки газобетонных блоков марок D500 и D600 сухие строительные смеси, позволяющие получить отделочные теплоизоляционные покрытия. Проведено сравнение эффективности применения в составе известковой сухой строительной смеси четырех высокопористых наполнителей: стеклянных полых микросфер, алюмосиликатных зольных микросфер, вспученного вермикулитового песка, вспученного перлитового песка. Показана более высокая эффективность полых стеклянных микросфер по сравнению с другими наполнителями.

Рассмотрены вопросы разработки композиционных вяжущих для получения бетона с повышенными характеристиками газо-, водо- и паропроницаемости. Исследованы процессы формирования композиционных материалов в порядке уменьшения масштабных уровней от макро- до наноструктурного. Предложены критерии для оптимизации количества дисперсной добавки в бетон. Теоретически изучены технологические особенности формирования гидратной структуры цементного камня. Спрогнозировано положительное влияние нанодисперсных добавок на структуру и физико-механические характеристики цементных композиционных материалов.

В статье представлена новая добавка «Полипласт БФ 328» для технологии непрерывного безопалубочного формования. Описаны достоинства и области применения химической добавки.

Рассмотрен вопрос использования отходов медеплавильного производства Челябинской области в качестве компонента органоминеральной добавки для производства бетона с техногенными отходами. Изучены сроки схватывания цементного камня с добавлением органоминеральной добавки на основе тонкомолотого шлака медеплавильного производства и суперпластификатора. Графически представлены термические колебания бетонной смеси с тонкомолотой добавкой в течение 22 ч твердения в нормальных условиях и результаты ультразвукового исследования сроков схватывания бетонной смеси в течение 6 ч твердения. Представлены процесс набора прочности бетона с тонкомолотой добавкой в течение 28 сут твердения в нормальных условиях и результаты испытания исследуемых образцов бетона на осевое сжатие. Полученные характеристики подтверждают целесообразность применения данного вида отходов цветной металлургии в бетонах.

Приведено описание основных понятий, закономерностей и принципов определения коррозионной устойчивости огнеупорных материалов.

Показана методика изучения гранулометрического и минерального составов сырья на базе различных месторождений. Проведены исследования с использованием современной сканирующей электронной микроскопии. Современными методами исследована поровая структура материалов. Показаны пути управления процессом структурообразования различных керамических материалов.

В работе исследованы свинецсодержащие фосфатные стекла, составы которых разделены на три серии: I – 10Al2O3 .20K2O .хPbO .(50-х)P2O5, х=5–35; II – 25K2O .12,5Al2O3 .62,5P2O, активированные PbO; III – 10Al2O3 .20K2O .20PbO .50P2O5, активированные Tb2O3 и Eu2O3 (0,1–0,6 мол.%). Струк- тура стекол I серии исследована с использованием спектроскопии комбинационного рассеяния и элект- ронной абсорбционной спектроскопии γ-облученных стекол, что позволяет определить номенкла- туру и состав структурных группировок. Изуче- ние спектров наведенного поглощения стекол II серии приводит к надежному идентификации по- лос наведенного поглощения исходной фосфат- ной матрицы. Анализ спектров наведенного оптического поглощения стекол модельного состава 10Al2O3 .20K2O .20PbO .50P2O5 в зависимости от концентрации электронных (Eu3+) и дырочных (Tb 3+) ловушек, а также длительности периода времени после снятия образцов с облучения позволяет приписать полосу поглощения, расположенную в области 720 нм электронным центрам окраски, в состав которых входит свинец, а также обнаружить явление пострадиационного переноса электронов с центра окраски, связанного со свинцом, на ионы ев- ропия с образованием центра Eu (3+)-.

В работе исследовались особенности формирования и оптических свойств волоконно-оптических элементов на основе неупорядоченных наноструктурированных стеклообразных композиционных материалов. На основании анализа структуры с привлечением данных электронной микроскопии обнаружено, что размеры структурного светонесущего составляют 100-200 нм. Разработана новая технология изготовления волоконно-оптических элементов на основе неупорядоченных наноструктурированных стеклообразных композиционных материалов, с размером единичного структурного элемента меньше длины волны (100-200 нм). Полученный по данной технологии композит передает изображение подобно волоконно-оптической пластине или жесткому волоконно-оптическому жгуту. Образцы не дают искажения изображения прямой линии и имеют разрешающую способность более 50 линий/мм. DOI: 10.15217/issn1998984-9.2014.27.18

Рассмотрены теоретические основы химического сопротивления воздействию агрессивных сред, а также практические методы антикоррозионной защиты. Изложены теоретические основы химической и электрохимической коррозии, рассмотрены особенности коррозии металлов в атмосфере, грунтах, морской воде, расплавах металлов и солей. Описаны локальные виды коррозии и факторы, влияющие на коррозию. Вскрываются причины коррозии металлов как термодинамической неустойчивости системы «металл – агрессивная среда». Подробно анализируются механизмы и законы химической и электрохимической коррозии. Рассматриваются способы нанесения антикоррозионных защитных металлических, неорганических и неметаллических покрытий. Анализируются особенности конструирования машин и аппаратов, максимально стойких к коррозионному разрушению.

В методических указаниях по выполнению курсовой работы даны варианты для расчета составов тяжелых бетонов разных классов прочности на разных цементах и заполнителях с учетом коэффициентов вариации прочности бетона.

В работе изучалось влияние акустической обработки на глинистое сырье месторождения Шеланга и на наиболее распространенные добавки в производстве керамического кирпича.

DOI:10.15217/issn1998984-9.2014.25.8 Исследована вязкость расплавов составов вида хNa2O-(18-х) K2O-20CaO-62SiO2 (мол%) в области температур стеклования. Экспериментальные значения вязкости удовлетворительно согласуются с результатами расчета по ранее разработанному методу. Рассматриваются причины нелинейности концентрационной зависимости вязкости.

В предлагаемом учебном пособии излагаются результаты исследования физико-механических свойств керамик, изготовленных из нанопорошков соответствующих составов методом сухого одноосного прессования при одновременном воздействии ультразвука, приведены результаты исследований распределения зерен и пор по размерам, плотности, микротвердости, трещиностойкости и других характеристик полученных керамик.

В пособии изложены общие вопросы физической химии твердых кристаллических веществ, строения оксидов, основы исследования структур кристаллов методом рентгенофазового анализа. На конкретных примерах рассмотрены вопросы синтеза в оксидных системах и регулирования их свойств в присутствии микродобавок. Отдельный раздел посвящен обзору свойств и методов получения наноразмерных порошковых и консолидированных материалов, дано термодинамическое обоснование возможности активирования процессов с участием наночастиц, физико-химических методов исследования состава, структуры и морфологии получаемых продуктов.

В пособии изложены общие вопросы проектирования тепловых установок, выполнения тепловых и аэродинамических расчетов. Приводится справочный материал и конкретные примеры расчета шахтных, вращающихся, туннельных и ванных печей.

В работе были расчитаны физико-химические характеристики пористого стекла: радиус пор, удельная поверхность, температура десорбции воды поверхностью, обменная емкость, константа диссоциации силанольных групп.