Цегла напівсухого пресування на основі глин Подорожнянського родовища

Abstract

Магістерська кваліфікаційна робота присвячена актуальній проблемі розроблення ефективної технології виготовлення стінових будівельних матеріалів із використанням місцевої мінеральної сировини. З огляду на сучасні тенденції в будівельній галузі – необхідність підвищення енергоефективності, зниження собівартості продукції та раціонального природокористування – ця робота має як наукову, так і практичну цінність. Метою дослідження є розроблення технології виготовлення цегли методом напівсухого пресування з глин Подорожнянського родовища Львівської області. У роботі визначено комплекс фізико-хімічних, мінералогічних та технологічних властивостей глинистої сировини, проведено її класифікацію та встановлено придатність до використання в керамічному виробництві. Особливу увагу приділено особливостям глин з підвищеною щільністю і низькою природною вологістю, які є характерними для Подорожнянського родовища. У зв’язку з цим обґрунтовано вибір методу напівсухого пресування як оптимального способу формування виробів із вказаної сировини. У процесі дослідження застосовано сучасні методи лабораторного аналізу: рентгенофазовий аналіз, термічний аналіз, визначення гранулометричного складу, пластичності, усадки, водопоглинання, міцності на стиск тощо. Досліджено вплив ключових параметрів технологічного процесу – тиску пресування, вологості формувальної маси, температури та тривалості випалювання – на якісні характеристики отриманої цегли. Встановлено, що оптимальним є тиск пресування 25–30 МПа, температура випалювання в межах 950–1000 °C та вологість шихти 8–10 %. Отримані зразки продемонстрували високу міцність (до 25 МПа), низьке водопоглинання (до 8 %) та задовільну морозостійкість, що відповідає вимогам чинних стандартів. Наукова новизна роботи полягає в дослідженні впливу поєднання параметрів пресування та випалювання на якість керамічних виробів із сировини конкретного родовища, що раніше не досліджувалося у достатній мірі. Практична цінність полягає у можливості впровадження розробленої технології на підприємствах будівельної кераміки регіону, що дозволить зменшити енерговитрати, скоротити тривалість виробничого циклу та знизити собівартість продукції за рахунок використання місцевих ресурсів. Магістерська кваліфікаційна робота є комплексним науковим дослідженням, яке має важливе значення для розвитку вітчизняного виробництва будівельної цегли та впровадження ресурсозберігаючих технологій у галузі будівельної кераміки. Перелік використаних літературних та інформаційних джерел. 1. Шаповал, С. В., Удовиченко, І. В., & Мураховська, О. О. (2019). Виготовлення ефективної керамічної цегли з використанням техногенної сировини. Комунальне господарство міст. Серія: Технічні науки та архітектура, (1), 224–229. 2. Хоменко, O. C., Даценко, Б. М., & Фоменко, Г. (2022). Визначення підходів щодо розроблення складів керамічних мас для виробництва лицьової цегли. Issues of Chemistry & Chemical Technology/Voprosy Khimii & Khimicheskoi Tekhnologii, (6). 3. Хоменко О. С. Визначення підходів щодо розроблення складів керамічних мас для виробництва лицьової цегли / О. С. Хоменко, Б. М. Даценко, Г. В. Фоменко // Питання хімії та хімічної технології. - 2022. - № 6. - С. 98-107. - Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vchem_2022_6_14. 4. Суббота, І. С., Спасьонова, Л. М., & Тобілко, В. Ю. (2022). Хімічна технологія кераміки. 6. Боровець З. І. Хімічні технології вогнетривких матеріалів та виробів : підручник / З. І. Боровець, І. В. Луцюк. – Львів : Растр-7, 2022. – 196 с.

The Master's qualification thesis is dedicated to the pressing issue of developing an effective technology for producing wall building materials using local mineral raw materials. In light of current trends in the construction industry – such as the need to improve energy efficiency, reduce production costs, and ensure rational use of natural resources – this work holds both scientific and practical value. The aim of the research is to develop a technology for producing bricks through semi-dry pressing from clays of the Podorozhnyanskoye deposit in the Lviv region. The work identifies a set of physical-chemical, mineralogical, and technological properties of the clay raw material, classifies it, and determines its suitability for use in ceramic production. Particular attention is paid to the characteristics of clays with high density and low natural moisture content, which are typical for the Podorozhnyanskoye deposit. In this context, the choice of the semi-dry pressing method is justified as the optimal way to form products from this raw material. Modern laboratory analysis methods were used in the research, including X-ray phase analysis, thermal analysis, determination of granulometric composition, plasticity, shrinkage, water absorption, compressive strength, etc. The study explored the impact of key technological process parameters – pressing pressure, moisture content of the forming mass, firing temperature, and duration – on the quality characteristics of the resulting bricks. It was established that the optimal pressing pressure is 25–30 MPa, the firing temperature should be within 950–1000 °C, and the moisture content of the batch should be 8–10 %. The obtained samples demonstrated high strength (up to 25 MPa), low water absorption (up to 8 %), and satisfactory frost resistance, meeting the requirements of current standards. The scientific novelty of the work lies in the study of the combined effect of pressing and firing parameters on the quality of ceramic products made from raw materials from a specific deposit, which has not been sufficiently studied before. The practical value is in the potential implementation of the developed technology at ceramic production enterprises in the region, which will reduce energy consumption, shorten the production cycle, and lower the cost of products by using local resources. The Master's qualification thesis is a comprehensive scientific study that is of significant importance for the development of domestic brick production and the introduction of resource-saving technologies in the field of construction ceramics.