Исследование глинистого сырья Вытегорского района

Размещено на http://www.allbest.ru/

Череповецкий Государственный Университет

ИССЛЕДОВАНИЕ ГЛИНИСТОГО СЫРЬЯ ВЫТЕГОРСКОГО РАЙОНА

Алексеева Е.А., студент магистратуры 2 курс,

Немирова Е.А., студент магистратуры 2 курс,

Смирнова А.А., студент магистратуры 2 курс,

кафедра «Строительство»

г. Череповец

Аннотация

глина кирпич керамика вытегорский

Одним из основных материалов для возведения зданий и сооружений является керамический кирпич. Статья посвящена исследованию глинистого сырья Вытегорского района Вологодской области для производства стеновой керамики. В статье приведен химический состав и характеристики глины, взятой в месторождении Вытегорского района.

Ключевые слова: глина, керамический кирпич, химический состав, месторождение, Вологодская область, храмы.

Annotation

One of the main materials for the construction of buildings and structures is ceramic bricks. The article is devoted to the study of clay raw materials of the Vytegorsky district of the Vologda region for the production of wall ceramics. The article presents the chemical composition and characteristics of the clay taken in the field of the Vytegorsky region.

Key words: clay, ceramic brick, chemical composition, field, Vologda region, temples.

Основная часть

В настоящее время на территории Вологодской области находится более четырехсот руинированных заброшенных каменных зданий православных храмов. В 2014 г. Для реставрации храмов рекомендуется использовать материалы, близкие по составу, свойствам и технологии изготовления тем, которые применялись при строительстве данных сооружений.

На данный момент проводят различные мероприятия по восстановлению заброшенных и разрушенных православных храмов Вологодской области. В связи с этим актуальной проблемой является поиск новых месторождений глин, которые бы были сходны по химическому составу и физико-химическим свойствам.

До начала XX в. изготовление кирпича в Вологодской области производилось в основном вручную.

Основные этапы выработки кирпича:

1. - добыча глины и ее вымораживание;

2. - подготовка пластичной массы;

3. - формовка кирпича;

4. - сушка кирпича;

5. - обжиг кирпича.

На небольших заводах изготовление сырца производилось на том же месте, где брали глину; на больших заводах иногда глина использовалась привозная. Глину заготавливали обычно осенью в свободное от полевых работ время. Далее она подвергалась измельчению при помощи вымораживания (процесса многократного замораживания и оттаивания воды, которая разрушала природную структуру). До начала XIX в. глину вымораживали 2 года, а после 19 века - 1 год.

Подготовка пластичной массы заключалась в том, что перемороженную глину размешивали и превращали ее в однообразную плотную массу, одинаковую во всех ее частях. Для этого использовали мятье глины ногами, мятье глины животными и колесный способ мятья глины.

Формовка сырца выполнялась, в основном, подпятным способом. Для этого способа применялись формы без дна и специальные скамьи с Г - образным выступом (рисунок 1). Рабочий забрасывал заранее приготовленный и вывалянный в песке ком глины в форму, уложенную на скамью, затем уплотнял ее ударами ноги, а после этого специальным валком или ножом счищал излишек массы с поверхности формы. После этого форма передвигалась на Г-образный выступ («глаголь») и сырец выталкивался на руку рабочего, который устанавливал на доски или в брус.

Рисунок 1 Формовка сырца

Сушка сырца осуществлялась в специальных сушильных сараях, где находились стойки с горизонтальными досками на которые укладывались сырцы для дальнейшей просушки.

Степень высыхания кирпича определялась, во-первых, по изменению цвета, во-вторых, в изломе он должен быть одноцветным, без темного пятна в середине, и в-третьих, при ударе - издавать чистый и не низкий звук.

Продолжительность сушки кирпича-сырца при благоприятной погоде составляла 14 дней, причем 8 дней кирпич должен был быть расположен плашмя, а остальные 6 дней - расположенным на ребро.

Сараи в некоторых случаях предназначались не только для сушки, но и для формовки кирпича.

На освободившееся место укладывают новый кирпич и т.д. Высохший кирпич отвозили на тачках к обжигательной печи.

Печи для обжига кирпича применялись временные напольные или постоянные. Напольные печи применялись для небольших кустарных производств объемом до 100 тысяч штук кирпичей (рисунок 2).

Рисунок 2 Обжиг кирпичей

После окончания обжига, когда печь остывала, кирпич разбирали и сортировали.

Глины обычно залегают на небольшой глубине от поверхности, что делает их дешевым видом минерального сырья. На стоимость производства кирпичей влияет местоположение залегания сырья, оно должно располагаться как можно ближе к месту производства стеновой керамики, так как транспортировка сырья увеличивает себестоимость продукции, так как увеличиваются транспортные расходы.

Характеристики стеновой керамики напрямую зависят от сырья, используемого в производстве. Основные требования, предъявляемые к глинистому сырью: низкое содержание каменистых включений; низкое содержание растительных остатков;

Органические вещества в глинах в виде остатков растений и гумусовых веществ снижают огнеупорность глин, повышают пластичность за счет большого количества связанной воды и, следовательно, повышают воздушную усадку. С увеличением их содержания увеличивается пористость и снижается механическая прочность изделий.

В глинах наиболее характерных видов содержится, %: кремнезема -- 46--85, глинозема -- 10--35, оксида железа -- 0,2--10, оксида кальция -- 0,03--6, диоксида титана -- 0,2--1,5, оксида щелочных металлов -- 0,1--6. Потери при прокаливании составляют 4--25.

В данной работе было исследовано глинистое сырье Вытегорского района. В лаборатории Череповецкого государственного университета кафедры химических технологий определялись содержание оксидов кремния, алюминия, кальция, магния, титана и железа. Результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1

Химический состав глинистого сырья Вытегорского района

Согласно ГОСТу 9169-75* [1] по содержанию А1₂0₃ глина относятся к группе кислых.

По содержанию Fe₂0₃ глина относятся к группе со средним содержанием красящих оксидов; по размеру преобладающих включений относятся к группе с мелкими включениями.

Помимо оксида железа Fe₂0₃ в виде примесей в глине присутствует закись железа FeO, которая после обжига придаёт изделиям красноватый оттенок.

Диоксид титана в зависимости от соотношения с другими оксидами придает обожженным изделиям зеленоватую окраску.

По содержанию оксидов кальция и щелочных металлов.

Оксид кальция понижает температуру плавления, изменяет окраску обжигаемых изделий, придавая им желтый или розовый цвет, снижает прочность и морозостойкость, повышает пористость. Оксид магния меньше влияет на качество керамических изделий.

Оксиды щелочных металлов понижают температуру обжига и повышают плотность и прочность изделий. Присутствие их в глинах ослабляет красящие свойства оксида железа и диоксида титана.

По содержанию оксида кремния.

Кремнезем в глинах может находиться как в связанном состоянии, входя в состав глинообразующих минералов, так и в свободном, представленном примесями кварцевого песка. Сильно запесоченные глины обычно являются легкоплавкими. Они отличаются ухудшенными формовочными и обжиговыми свойствами, низкой пластичностью. Изделия из них имеют высокую пористость, малую механическую прочность и низкую морозостойкость.

Данный вид глинистого сырья соответствует требованиям для производства продукции с характеристиками, необходимыми для производства стеновой керамики, восстановления заброшенных и разрушенных православных храмов. Объём залегания данного сырья с постоянным химическим составом способен обеспечить непрерывное производство длительное время, что позволит подобрать наиболее оптимальный вариант режимов сушки и обжига для достижения проектной прочности керамического черепка.

На территории Вологодской области в настоящее время находится более четырехсот заброшенных зданий храмов из кирпича (рисунки 3 -5), подвергшихся разрушению в ХХ в [2].

Рисунок 3 Церковь иконы Божией Матери "Знамение" (1810 г) д. Акулово (Палтога), Вытегорский район

Рисунок 4 Церковь Богоявления Господня (1805 г) с. Игнатово, Вытегорский район

Рисунок 5 Церковь Богоявления Господня (1845 г)

Ундозерский Погост, Вытегорский район В 2014 г. в Вологодской Епархии началась реализация программы по их возрождению [2]. Для экономии денежных средств на изготовление реставрационного кирпича необходимо снизить издержки на транспортировку сырья и готовой продукции.

Таким образом, разработка месторождений глинистого сырья в Вытегорском районе является выгодной с точки зрения архитектурноисторической и экономической ценности.

Использованные источники

1. ГОСТ 9169 - 75. Сырье глинистое для керамической промышленности. Классификация [Текст]. Взамен ГОСТ 9169-59; Введ. 05.11.75. Москва: Изд-во стандартов, 1975. 7 с.

2. Вытегра: Краеведческий альманах. Вып. 3. Вологда: ВГПУ, изд-во «Русь, 2005. 336 с.

Размещено на Allbest.ru