2377. uni-miskolc

Egy lehetséges téglaipari pórusképző adalékanyag vizsgálata Gömze A. László Bánhidi Viktor – Pázmándi Péter Miskolci Egyetem Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék Tel:(46)565-111/2377 és (30)746-2714; Fax:(46)565-103 e-mail: [email protected] http://keramia.uni-miskolc.hu

Az előadás rövid áttekintése • Cél – feladat • Téglaipari pórusképző adalékanyagok áttekintése • Pórusképző adalékanyagok hatása a kiégetett termék anyagszerkezetére • Pórusképző adalékanyagok hatása a téglaipari termékek legfontosabb tulajdonságaira • Eredmények összegzése

Gömze A. László – [email protected]

Miskolci Egyetem, Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék

Az elvégzett kutatás célja CÉL: A téglaipari termékek hő- és hangszigetelésének növelése a befoglaló geometriai méretek növelése nélkül úgy, hogy mechanikai szilárdsága és fagyállósága lehetőség szerint ne, vagy csak minimális mértékben csökkenjen. ∆T2= (0,75-0,80) ∆Tmax

0≤ L ≤70 mm

Az Épületkerámia-ipari Vállalatnál (Gömze A.L. – Péter Gy. – Hartman T.) 1974-ben elvégzett vizsgálat. Gömze A. László – [email protected]


Tényleges cél és feladat • Téglaipari termékekben az össz-pórustérfogat növelése, miközben a pórusok geometriai méretei jelentős mértékben csökkennek. • A csökkentett pórusméretek és a megnövelt összpórustérfogat mellett olyan pórus-szerkezet kialakítása, amelynek köszönhetően a szárítás és égetés energia-költségei szinten tarthatóak, vagy esetleg csökkenthetőek.



Téglaipari pórusképző adalékanyagok csoportosítása Természetes ↔ Mesterséges Ásványi eredetű ↔ Növényi eredetű Éghető (hőt termelő) ↔ Nem éghető Megújuló ↔ Nem megújuló Egyéb (ipari hulladékok) Gömze A. László – [email protected]


A téglaiparban leggyakrabban használt pórusképző adalékanyagok TERMÉSZETES:- Ásványi eredetű: - szénpor - lignitpor (magas járulékos ásványok) - Növényi eredetű: - rizspelyva - napraforgó héj MESTERSÉGES:- Ásványi eredetű: - petrolkoksz - pernye - Növényi eredetű: - fűrészpor - szárított melasz - Egyéb: - polisztirol - szintumen



A téglaiparban leggyakrabban használt megújuló pórusképző adalékok hatása a kiégetett kerámia cserép mikroszerkezetére

Fűrészpor Gömze A. László – [email protected]

Rizshéj

Napraforgóhéj Miskolci Egyetem, Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék

A téglaiparban leggyakrabban használt megújuló pórusképző adalékok hatása a kiégetett kerámia cserép makroszerkezetére

Rizshéj Szénpor A bekeverési arány minden esetben 4 m% Gömze A. László – [email protected]

Rizshéj-szénpor keverék Miskolci Egyetem, Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék

A kiégetett tégla (kerámia cserép) anyagszerkezete

4 m% rizshéjjal adagolt


4 m% napraforgó héjjal adagolt


A pórusméretek csökkentésének lehetőségei • A pórusképző adalékanyagok „túlőrlése” dmin ≤ 1 mm • ŐRLÉSSEL nagy fajlagos felületű alapanyag szemcseszerkezet előállítás és alkalmazása a formázáshoz 50 nm ≤ dmax ≤ 1 μm • A vákuum csökkentése, vagy megszüntetése az extrudálás során • A formázási víztartalom növelése



A víztartalom növelésének korlátai Szárítás szabad levegőn (gyári keverék) / Drying in air(mix used by WT Zrt. plant)

Térfogatváltozás és pórustérfogat arány (%) /change of vol. and rate of vol. pores

zsugorodás / shrikage 96,35%

100%

96,10%

90%

93,50%

92,32%

92,61%

91,32%

90,65% 85,87%

85,40%

85,22%

78,74%

77,67%

77,38%

89,32%

80% vízzel kitöltött pórustérfogat / pore volum e filled by w ater

70% 60%

Térf ogatv áltozás /Vol. change (%) A v ízzel és szilárd szemcs.l kitöltött térf . arány /rate of pore v ol f illed by wat. and solid

50% 0

2

4

6

8

24

26

28

Idő / Tim e (h)

Térfogatváltozás és pórustérfogat arány (%) /change of vol. and rate of vol. pores

Szárítás szárítószekrényben (gyári keverék) / Drying in Drying box (mix used by WT Zrt. plant) zsugorodás / shrinkage 100%

93,46%

90%

90,13%

87,10%

85,94%

92,11%

85,29%

85,18%

84,77%

65,92%

65,76%

65,52%

88,38%

80%

vízzel kitöltött pórustérfogat / 81,47% pore volum e filled by w ater

70% 60%

74,80%

Térf ogatv áltozás /Vol. change (%)

A v ízzel és szilárd szemcs.l kitöltött térf . arány /rate of pore v ol f illed by wat. and solid

50% 0

2

4

6

8

24

26

28

Idő / Tim e (h)



Az égetési hőmérséklet hatása a tatai (65%) és beledi (35%) agyagkeverékből készült kerámiák porozitására (A.) és nyomószilárdságára (B.)

A Gömze A. László – [email protected]

B Miskolci Egyetem, Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék

Téglaipari alapanyagok szemcseméret csökkentésének korlátai 35

BET-féle fajlagos felület [m2/g]

30 25 20

Őrlési idő hatása az ásványi összetételre (Kelet-magyarországi szürke agyag)

Dunántúli Dunántúli I. Dunántúli II.

15

70

10 5

60

0 60

120

240

50 Anyag (%)

38,4

40 30

22,8 23,5 23,8

10

Kvarc

20

37,7

36,1

20,8 13,7

12,7

9,3

9

8,2

21,1

18,6 9,3

11,2

Illit

40

Őrlési idő [perc]

Albit

20

Muszkovit

0

0 0

20

40

120

Örlési idő (perc)



A kvarctartalom növelhetőségének vizsgálata

A

B

A hozzáadott kvarcliszt mennyiségének hatása a tatai (65%) és beledi (35%) agyagkeverékből 1015 °C-on készült kerámiák porozitására (A.) és hajlítószilárdságára (B.)



A kvarcliszt viselkedése a magas víztartalmú téglaipari bányaagyagokban A kovasav micella szerkezete: a: adszorpciós réteg b: kationok diffúziós rétege m: a molekulák száma a magban R1: a mag sugara R2: a kolloid részecske sugara R3: a micella sugara

[(SiO2)m*nSiO32-*2(n-x)H+]*2x*H+ Gömze A. László – [email protected]


Példák az ME Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék által előállított mikronos és szubmikronos pórusszerkezetű kerámiákra



Eredmények összegzése 1.A téglaipari bányaagyagok finomőrlésekor a lejátszódó mechanokémiai folyamatok eredményeként az agyagásvány tartalom csökken, és a kvarctartalom jelentősen megnő. 2.Amennyiben az égetéshez szükséges fűtőanyag (földgáz) mennyiségét is csökkenteni szeretnénk, úgy az alábbi, finomra őrölt, hőtermelő, megújuló pórusképző adalékanyagok valamelyikének bekeverését javasoljuk: rizspelyva napraforgóhéj fűrészpor 3.Vizsgálataink azt igazolták, hogy a finomra őrölt kvarcliszt megfelelő mennyiségű víz hozzáadásával kiváló pórusképző adalékanyag, köszönve a szemcsék között alakítás során (extrudáláskor) kialakuló mikronos és szubmikronos nagyságú szemcsehézagoknak (hézagtérfogatoknak), illetve a kovasavas micelláknak, amelyek a szárítás során még nem veszítenek vizet - sőt javítják a páradiffúziót - , ugyanakkor az égetés (szinterelés) során mikronos és szubmikronos pórusok halmazává alakulnak át.



Köszönjük a figyelmet! Dr. Gömze A. László Bánhidi Viktor és Pázmándi Péter [email protected] 46/565-111/15-66 Miskolci Egyetem Kerámia- és Szilikátmérnöki Tanszék http://keramia.uni-miskolc.hu

2377. uni-miskolc

Recommend Documents