*119169*

К.т.н. Бирюк В.А., к.т.н. Вилькоцкий А.И.

Учреждение образования «Белорусский государственный технологический

университет», Республика Беларусь

ОТХОДЫ ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНЫХ ПРОИЗВОДСТВ В ТЕХНОЛОГИИ ПОРИЗОВАННЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ БЛОКОВ

Поризованные керамические изделия находят широкое применение в современном строительстве и характеризуются низкой плотностью и теплопроводностью, обладают хорошими теплоизоляционными свойствами, смягчая перепады температур и создавая в помещении комфортный микроклимат. При производстве керамических блоков и камней в качестве выгорающей и порообразующей добавки чаще всего применяют древесные опилки, которые в последнее время находят широкое применение в производстве древесно-волокнистых и древесно-стружечных плит, топливных гранул и т.д.

Одной из крупномасштабных отраслей промышленности Республики Беларусь является производство бумаги. Широкое использование целлюлозно-бумажных изделий в быту и других сферах определяет высокий объем их производства, однако параллельно образуется огромное количество отходов (древесная кора, низкосортные волокна, различные шламы и осадки, образующиеся при очистке сточных вод). Среди таких отходов, которые в большинстве случаев вывозятся в отвалы, где разлагаются под действием гнилостных бактерий в течение нескольких лет, наибольший интерес представляет так называемый скоп.

Целью настоящей работы явилось исследование сравнительного влияния отходов деревообработки и целлюлозно-бумажного производства на основные физико-технические свойства керамического кирпича, разработка составов масс и технологических режимов получения стеновых керамических материалов на их основе.

В качестве объектов исследования были выбраны составы опытных масс на основе белорусской красножгущейся глины, имеющей промышленное значение в производстве керамического кирпича, а в качестве выгорающих добавок использовали древесные опилки и отход целлюлозно-бумажного производства – скоп.

Скоп представляет собой осадок сточных вод после первичной очистки, органическая часть которого составляет около 50 % и представлена в основном целлюлозными волокнами. Минеральная часть содержит до 90 % каолина. Гранулометрический состав представлен преобладанием фракций <0,025 мм (около 50 %). При проведении экспериментов использовали скоп с влажностью 39-40 % и плотностью 0,35 кг/м³.

В работе использовались опилки поперечной распиловки смешанных пород древесины.

Физико-химические свойства образцов испытывались по стандартным методикам. Установлены закономерности влияния количества используемых в работе добавок на водопоглощение, плотность, пористость и механическую прочность синтезированных материалов.

Отмечено положительное влияние увеличения содержания древесных опилок в составах масс на основные эксплуатационные характеристики керамических материалов, которые предопределяют их использование в качестве теплоизоляционных изделий. Так, при температуре обжига 1000 °С, образцам полученным на основе глины «Гайдуковка» с минимальным содержанием опилок (2,5 %) соответствовали значения пористости в пределах 20-22 %, а с максимальным содержанием (10 %) – до 40 %.

Оценка основных эксплуатационных характеристик керамических образцов полученных с использованием отхода производства бумаги позволила установить его положительное влияние на характер изменения водопоглощения, пористости и прочности материалов.

Установлено, что при использовании в качестве порообразующей добавки отхода производства бумаги – скопа прочность при изгибе материалов изменяется в интервале 5,97 – 9,24 МПа; прочность при сжатии образцов находится в пределах 16,82 – 17,4 МПа; усадка 4,2 – 5,9 %; кажущаяся плотность 1480 – 1692 кг/м³; водопоглощение 15,64 – 22,55 %; открытая пористость 28,03 – 32,49 %; коэффициент теплопроводности изменяется в интервале 0,282 – 0,430 Вт/(м·К).

Сравнительная характеристика опытных образцов полученных при использовании в составах масс на основе глины «Гайдуковка» древесных опилок и отхода целлюлозно-бумажного производства – скопа приведена в таблице.

Таблица

Сравнительная характеристика синтезированных материалов

Наименование показателя	Значение показателя для образцов
	без добавок	с использованием опилок	с использованием скопа
Температура обжига, ºC	1000	1000	1000
Водопоглощение, %	12,5	27,8	22,5
Кажущаяся плотность, кг/м^3	1750	1450	1580
Открытая пористость, %	22,2	39,2	32,8
Общая усадка, %	3,4	5,6	4,2
Предел прочности при изгибе, МПа	15,6	6,8	10,5
Коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К)	0,4	0,2	0,32

Вместе с тем следует отметить, что при увеличении содержания в составах керамических масс скопа наблюдается рост предела прочности при изгибе до 10 МПа, что можно объяснить положительным влиянием минеральной составляющей скопа – каолином.

Было установлено, что использование в составах масс выгорающих добавок, обладающих высокой теплотворной способностью, позволяет снизить температуру обжига в туннельной печи на 50-70 ºС за счет тепла выделяющегося при их сгорании.

На основании результатов проведенных исследований показана реальная возможность получения керамического кирпича с хорошими эксплуатационными свойствами при введении в составы керамических масс выгорающего компонента отхода целлюлозно-бумажного производства – скопа, позволяющего получать достаточно прочный керамический материал пористой структуры.