Жители Перми узнали, как производить керамические кирпичи, используя отходы лесной промышленности.

Статья с результатами опубликована в сборнике «Инновации в строительстве. Технологии КНАУФ». Исследование было проведено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Выгорающие добавки в глинистой смеси создают необходимую пористость, улучшают равномерность обжига во всем объеме керамического материала, а также снижают расход топлива и время, затрачиваемое на обжиг. Некоторые из таких добавок, в зависимости от условий их формирования, могут также оказывать дополнительное влияние – увеличивать пластичность и технологичность глиняной массы. Эти характеристики в значительной мере определяют правильность формы и качество конечного изделия. Поэтому внедрение новых типов компонентов в производство керамической продукции требует детального изучения.

Ученые Пермского Политеха исследовали влияние техногенных выгорающих добавок из промышленных отходов на свойства глинистого сырья. В частности, они рассматривали гидролизный лигнин, образующийся при обработке древесины хвойных и лиственных пород, и скоп, получаемый в процессе очистки сточных вод в производстве бумаги и картона.

Эти отходы классифицируются как неопасные, однако их ежегодное образование в многотоннажных объемах создает значительную нагрузку на экологическую систему. Одним из вариантов их повторного использования может стать производство строительных материалов, таких как керамические кирпичи и блоки.

Политехники проанализировали химический состав лигнина и скопа, а также основного компонента – умеренно пластичного легкоплавкого глинистого сырья. Затем, чтобы определить максимальное допустимое содержание добавок в керамической массе и оценить их взаимное влияние на конечные свойства изделий, были подготовлены лабораторные составы. У образцов оценивались пластичность и формовочные свойства, а также поведение материала при различных температурах обжига – его водопоглощение, плотность и усадка.

«Мы установили, что добавление техногенных компонентов свыше 25 процентов негативно сказывается на пластичности и формовочных свойствах глины. Оптимальное содержание гидролизного лигнина составляет 11-12 процентов от массы глинистого сырья при температуре обжига в диапазоне от 980 до 1040°С. Для скопа это 13-14 процентов при температуре от 1000 до 1020°С. Соблюдение этих параметров позволит получить керамическую продукцию с необходимыми характеристиками и качеством материала», – отметил Виталий Шаманов, доцент кафедры «Строительный инжиниринг и материаловедение», и.о. декана строительного факультета ПНИПУ, кандидат технических наук.

Исследование ученых Пермского Политеха подтвердило, что отходы промышленности, такие как гидролизный лигнин и скоп механической очистки сточных вод, могут рассматриваться как техногенное сырье для комплексной модификации строительных керамических материалов. Это позволит расширить сырьевую базу для производства кирпичей и блоков в строительстве, а также уменьшить техногенную нагрузку на окружающую среду.