Анотація до роботи:

Пітак О.Я. Лицьова будівельна кераміка, виготовлена методом напівжорсткої екструзії. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.11 – технологія тугоплавких неметалічних матеріалів. – Український державний хіміко-технологічний університет, Дніпропетровськ, 2006.

Дисертація присвячена розробці наукових основ створення ефективної лицьової будіве-

льної кераміки методом напівжорсткої екструзії. Розглянуто трикомпонентну систему Al₂O₃ - Fe₂O₃ - SiO₂. Проведено оцінку евтектичних температур та побудовано діаграми плавлiння сировинних компонентiв. На пiдставi результатiв термодинамічного аналізу реакцій з участю сполук барію та сульфату кальцію науково обґрунтовано можливість їх протікання. Визначено співіснування фаз та будову взаємних потрійних систем: Са, Ва // SO₄, OH; Са, Ва // SO₄, CO₃; Са, Ва // SO₄, Cl; Са, Ва // SO₄,F.

Визначено засоби покращення структурно-механічних характеристик дослідних експериментальних керамічних мас. Досліджено основні пружньо-в’язко-пластичні властивості та розроблено оптимальні склади експлуатаційних мас для формування лицьової будівельної кераміки в умовах напівжорсткої екструзії (вологість в межах 18 - 20 %). Встановлено, що введення поверхнево-активних речовин дозволило знизити оптимальну формувальну вологість з 21,2 % до 18,3 %. Розроблені нові склади керамічних будівельних матеріалів з високими експлуатаційними (морозостійкість, міцність) та декоративними властивостями (брунатний та насичений жовтий колір). Встановлено закономірності фазоутворення та розроблено принципи одержання ефективної лицьової кераміки.

Виконана дисертаційна робота присвячена вирішенню науково-практичної задачі по створенню наукових основ технології лицьових будівельних керамічних матеріалів, виготовлених методом напівжорсткої екструзії.

1. Проведено розрахунки кількості та температури початку утворення розплаву в системах K₂O - Na₂O - SiO₂, Na₂O - CaO - SiO₂ і встановлено, що найбільш придатними для отримання якісної лицьової кераміки є маси на основі системи Fe₂O₃ - Na₂O - SiO₂ з співвідношенням компонентів Fe₂O₃ : Na₂O = 1 : 5. Це співвідношення може бути забезпечено хімічним складом сировинних матеріалів та утворює розплав в межах 10 – 15 % при температурі 900 - 1000 С.

2. З використанням термодинамічного методу аналізу встановлено співіснування таких пар фаз: СaCO₃ - BaSO₄, CaSO₄ - BaCl₂, BaSO₄ - Ca(OH)₂, CaF₂ - BaSO₄. Побудовано взаємні потрійні системи: Са, Ва // SO₄, OH; Са, Ва // SO₄, CO₃; Са, Ва // SO₄, Cl; Са, Ва // SO₄,F та їх поверхні ліквідусу. Встановлено, що карбонат барію є найбільш сприйнятним для нейтралізації сульфату кальцію.

3. Встановлено, що використання поверхнево-активних речовин (амірол, фосфатидний концентрат, нафтовідхід) дозволяє знизити формувальну вологість керамічних мас з 21 % (без ПАР) до 18 - 19 %, зменшити опір маси зсуву, силу внутрішнього тертя та зчеплення, що створює необхідні умови для формування виробів методом напівжорсткої екструзії.

4. На основі досліджених структурно-механічних характеристик встановлено тип пластичних мас та визначено основні пружньо-в’язко-пластичні властивості (формувальна вологість – 18 %; пластична міцність – 0,9 МПа; еластичність – 0,4 МПа; період релаксації –
8,710 ^-10 с; пластичність – 1,410 ⁶ с ^-1 та інші), що стало підставою для наукового обґрунтування метода напівжорсткої екструзії.

5. Показано, що багатофункціональна дія нафтовідходу як поверхнево-активної речови-

ни у поєднанні з карбонатом барію полягає в зниженні водопоглинання до 8 %, підвищенні уявної щільності до 1610 кг/м³, підвищенні міцності зразків на 20 % та суттєвому зменшенні висолів на поверхні лицьової кераміки.

6. Досліджено процес розміцнення випаленої будівельної кераміки під час циклювання (заморожування, відтаювання) і встановлено, що в межах 5 - 30 циклів має місце незначне падіння міцності. Показано, що зразок маси G (з комплексною добавкою нафтовідходу та карбонату барію) має більш високу міцність в порівнянні з зразками Е (з добавкою аміролу) та СБК (без добавок).

7. Розроблено склади керамічних мас різної кольорової гами з використанням техногенної сировини, що містить оксиди Fe₂O₃, MnO₂, CaO. Встановлено співвідношення оксидів в масах Fe₂O₃ / MnO₂ 10 (брунатний колір), Fe₂O₃ / CaO = 0,2 - 0,4 (насичений жовтий колір) для виготовлення лицьової будівельної кераміки заданого кольору.

8. Запропоновано технологічні параметри виготовлення лицьової будівельної кераміки з оптимальних мас (маси Е та G), що містять поверхнево-активні добавки з застосуванням методу напівжорсткої екструзії (вологість маси 18 – 20 %). Вироби з маси Е (з добавкою аміролу) мали міцність 25 МПа (у порівнянні з заводськими – 20 МПа), але з економічних міркувань не доцільно впроваджувати їх технологію. Проведено дослідно-промислові випробування лицьових будівельних матеріалів в умовах ХФ ЗАТ «Слобожанська будівельна кераміка». Економічний ефект від впровадження рекомендованого складу маси G та технологічних параметрів виготовлення лицьових виробів складає 1200 грн. на 10 тис. одиниць продукції.

9. Результати досліджень впроваджено в навчальному процесі у НТУ “ХПІ” у рамках курсів: “Хімічна технологія тонкої кераміки”, “Основи технології тугоплавких неметалічних і силікатних матеріалів”, “Ресурсо- та енергозбереження в технології тугоплавких неметалевих матеріалів”, а також при виконанні дипломних робіт.

Публікації автора:

1. Рыщенко М.И., Лисачук Г.В., Питак О.Я. Некоторые особенности формирования керамики в условиях неустановившегося теплового потока//Вестник ХГПУ, Харьков: ХГПУ, 2000, вып. 123.- С. 73-76.

Здобувачем досліджено кількість розплаву та його накопичення в процесі термічної обробки.

2. Рыщенко М.И., Пермяков Ю.В., Питак О.Я. Влияние связующей стекловидной фазы на морозостойкость керамики// Вестник НТУ “ХПИ”: Сборник научных трудов. Тематический выпуск “Химия, химическая технология и экология”.- Харьков: НТУ “ХПИ”, 2002.- № 16.- С.47-50.

Здобувачем проведено узагальнення результатів дослідження впливу зв’язуючої скловидної фази на морозостійкість будівельної кераміки.

3. Рищенко М.І., Федоренко О. Ю., Пітак О.Я. Структурно-механічні властивості керамічних мас для формування керамічних матеріалів методом напівжорсткої екструзії // Вісник НТУ “ХПІ”: Збірка наукових праць. Тематичний випуск “Хімія, хімічна технологія та екологія”, 2003.- №17.- С.3-7.

Здобувачем проведено дослідження структурно-механічних (пружньо-в’язко-пластичних) властивостей керамічних мас.

4. Рищенко М.І., Федоренко О. Ю., Пермяков Ю.В., Пітак О.Я. Засоби поліпшення структурно-механічних властивостей керамічних мас // Вісник НТУ “ХПІ”: Збірка наукових праць. Тематичний випуск “Хімія, хімічна технологія та екологія”. - Харків: НТУ”ХПІ”, 2004.- №15.- С. 65-68.

Здобувачем досліджено залежність пластичної міцності від формувальної вологості.

5. Рыщенко М.И., Федоренко Е. Ю., Булавин В.И., Жуковин В.И., Пермяков Ю.В., Питак О.Я. Устранение высолов, вызываемых растворимыми солями на керамических строительных материалах// Вестник НТУ «ХПИ», 2004.- № 33.- С.73-76.

Здобувачем знайдено шляхи усунення висолів за рахунок використання комплексних домішок.

6. Питак О.Я. Применение поверхностно-активных веществ для снижения влажности массы при формовании изделий методом полужесткой экструзии //“Вопросы химии и химической технологии”. – Дніпропетровськ: УДХТУ, 2005.- №6.- С.96-98.

7. Рищенко М.І., Федоренко О.Ю., Пітак О.Я., Пермяков Ю.В., Юрченко В.П Комплексна добавка до керамічної маси для виготовлення будівельних виробів. Деклараційний патент на корисну модель - № 11992 МПК С04В 33/02; Заявл. 18.07.2005; Опубл. 16.01.2006; Бюл. № 1.

8. Питак О.Я. Использование интенсификаторов спекания в формировании керамики // Сборник тезисов докладов.Белгород: изд-во БелгТАСМ, 2001.- Ч.1.-С.63.

9. Питак О.Я. Керамические пигменты на базе техногенного сырья // 3-всеукр. конф.ст. и аспир. Сборник тезисов докладов “Сучасні проблеми хімії”.- Киев, 2002.-С. 84-85.

10. Рыщенко М.И., Булавин В.И., Солдатова Е.В., Питак О.Я. Способы получения керамических пигментов на основе промышленных отходов//Сборник тезисов докладов. Белгород: изд-во БелгТАСМ, 2002.-Ч.3.- С.194-196.

Здобувачем проведено узагальнення результатів дослідження керамічних пігментів.

11. Рыщенко М.И., Питак О.Я. Влияние золы Змиевской ГРЭС на спекание строительной керамики // Сборник тезисов докладов. “Технология и применение огнеупоров и технической кераміки в промышленности”. - Харьков: Каравелла, 2003.- С.40.

Здобувачем виконано дослідження впливу золи на спікання будівельної кераміки.

12. Рыщенко М.И., Питак О.Я. Влияние поровой структуры на эксплуатационные характеристики строительной керамики в различных атмосферных условиях// Сборник тезисов докладов Международной научно-практической конференции. “Інформаційні технології: наука, техніка, технологія, освіта, здоров’я”, Харьков: НТУ “ХПИ”, 2003.- С. 47.

Здобувачем узагальнено результати досліджень впливу порової структури на експлуатаційні характеристики будівельної кераміки.

13. Пітак О.Я. Розширення кольорової гами будівельної кераміки за рахунок використання відходів промисловості. 4-всеукр. конф.ст. и аспир. Сборник тезисов докладов “Сучасні проблеми хімії”, Киев, 2003.- С.65-66.

14. Рищенко М.І., Федоренко О.Ю., Пітак О.Я. Способи поліпшення формувальних властивостей керамічних мас // Сборник тезисов докладов УкрНИИОгнеупоров - Харьков: Каравелла, 2004.- С. 55-56.

Здобувачем досліджено та запропоновано зниження формувальної вологості керамічних мас за рахунок використання органічних добавок.

15. Питак О.Я. Определение основных упруго-вязко-пластических свойств керамических масс // Сборник тезисов докладов “Сучасні проблеми хімії”, Киев, 2004.- С.40.

16. Питак О.Я. Влияние соотношения компонентов керамических масс на спекание// Сборник тезисов докладов.Белгород: изд-во БелгТАСМ, 2004.- Ч.3.- С.154.

17. Рищенко М.І., Федоренко О.Ю., Пітак О.Я., Гриньова Н.І., Слюсарев Р.Б. Удосконалення виробництва лицьової стінової будівельної кераміки. //Межд.научно-технич. конф. Тез. докл. “Технология и применение огнеупоров и технической керамики в промышленности”.– Харьков: Каравелла, 2006.- С.52-54.

Здобувачем запропоновано склади керамічних мас для розширення кольорової гами будівельної кераміки.