Wpływ dodatku dolomitu do masy z iłu triasowego na właściwości użytkowe, skład fazowy i mikrostrukturę otrzymywanych tworzyw ceramicznych

• Autorzy: Kłosek-Wawrzyn E. , Bugaj A.

Warianty tytułu

EN

Influence of dolomite addition to masses made from Triassic clay on application properties, phase composition and microstructure of ceramic materials produced

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Polska jest krajem bogatym w złoża dolomitów. Podczas wydobycia i obróbki tego surowca powstają pyły, które mogą mieć potencjalne zastosowanie w ceramice budowlanej. Ze względu na dużą zawartość CaO i MgO, będących topnikami, zastosowanie dolomitu jako dodatku do mas ceramicznych powinno intensyfikować proces ich spiekania, a w rezultacie wpłynąć na właściwości fizykomechaniczne otrzymanych z nich tworzyw. W prezentowanej pracy przedstawiono wyniki badań tworzyw ceramicznych uzyskanych z mas na bazie iłu triasowego z dodatkiem 0%, 5%, 10% i 15% mas. dolomitu Ołdrzychowice. Zastosowano dwie temperatury wypalania: 950 °C i 1050 °C. Tworzywa poddano badaniom adsorpcji wody, gęstości pozornej, mrozoodporności, wytrzymałości na ściskanie i wytrzymałości na zginanie. Oznaczono również skład fazowy otrzymanych tworzyw. Analizy mikrostruktury dokonano porównując mikrofotografie SEM zgładów. Stwierdzono, że dodatek dolomitu do iłu triasowego może powodować wzrost wytrzymałości mechanicznej: wytrzymałości na zginanie o maks. 15% w przypadku 5-procentowego dodatku dolomitu do masy ceramicznej wypalonej w 1050 °C oraz wytrzymałości na ściskanie o maks. 15% w przypadku 10-procentowego dodatku dolomitu do masy ceramicznej wypalonej w 1050 °C. Analiza składu fazowego wykazała, że w tworzywach z mas z dodatkiem dolomitu powstają nowe fazy krystaliczne takie jak diopsyd czy anortyt. Stwierdzono, że dodatek dolomitu do iłu triasowego w ilości od 5% do 15% poprawia mrozoodporność tworzywa ceramicznego wypalonego w 1050 °C, co wskazuje na możliwość zastosowania takich tworzyw w murach niezabezpieczonych przed czynnikami zewnętrznymi.

EN

Poland is a country rich in dolomites. During the extraction and processing of this raw material, dusts are generated which may have potential application in the ceramic building materials. Due to the high content of CaO and MgO being fluxes, the usage of dolomite as an additition to ceramic masses should intensify the process of sintering, and consequently affect the physical and mechanical properties of resultant ceramics. In this paper, the results of research of ceramic materials obtained from masses based on Triassic clay added by the dolomite Ołdrzychowice addition of 0%, 5%, 10% and 15% by weight are presented. Two firing temperatures: 950 °C and 1050 °C were used. Water adsorption, apparent density, frost resistance, compressive strength and flexural strength were determined. Phase composition of the obtained materials was also measured. Microstructure analysis was made by SEM using photomicrographs of microsections. It has been found that the addition of dolomite to Triassic clay may increase the mechanical strength; the max. 15% increase was measured in case of both the flexural strength of materials added with 5% dolomite and the compressive strength of materials added with 15% dolomite fired at 1050°C. Analysis of the phase composition showed new crystalline phases such as diopside or anorthite which crystallised in materials obtained from masses containing the dolomite. It has been found that the addition of the dolomite to Triassic clay in the amount ranging from 5% to 15% improves frost resistance of ceramic materials fired at 1050 °C, suggesting their potential use for building walls unprotected against external influences.

Słowa kluczowe

PL

ceramika budowlana; dolomit; mrozoodporność; mikrostruktura

EN

building ceramics; dolomite; frost resistance; microstructure

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 68, nr 3
• Strony: 236--241
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Kłosek-Wawrzyn E.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Bugaj A.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. S. Staszica w Krakowie, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Kłosek-Wawrzyn, E.: Wpływ węglanu wapnia na proces spiekania mas ceramicznych i właściwości wyrobów ceramiki budowlanej, praca doktorska, promotor Małolepszy J., Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie, Kraków, (2016).
• [2] Kłosek-Wawrzyn, E., Małolepszy, J., Murzyn, P.: Wpływ dodatku węglanu wapnia na proces spiekania różnych kaolinów, Materiały Ceramiczne, 65, (2013), 245-250.
• [3] Morse, G. T.: Use of dolomite as an auxiliary flux in floor tile, J. Am. Ceram. Soc., 31 3, (1948), 67–70.
• [4] Kielski, A.: Ogólna technologia ceramiki, Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie, Skrypty uczelniane nr 152, Kraków, (1969).
• [5] NIIR Board of Consultants and Engineers: The Complete Book on Glass and Ceramics Technology, Asia Pacific Business Press, Delhi, (2005).
• [6] Ramachandran, V. S., Paroli, R. M., Beaudoin, J. J., Delgado, A. H.: Handbook of Thermal Analysis of Construction Materials, Noyes Publications/William Andrew Pub., Ottawa, (2003).
• [7] Tokarski, Z. et al.: Surowce ceramiki budowlanej, Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa, (1964).
• [8] Schmidt-Reincholz, Ch., Schmidt, H.: The effect of lime and dolomite in brick bodies and finished products, Tlie&Brick Int., 13, (1997), 14-16.
• [9] Coultrone, G., Sebastian, E., de la Torre, M. J.: Mineralogical and physical behaviour of solid bricks with additives, Const. Build. Mater., 19, (2005), 39-48.
• [10] Sedmale, G., Sperberga, I., Sedmalis, U., et al.: Formation of high-temperature crystalline phases in ceramic from illite clay and dolomite, J. Eur. Ceram. Soc., 26, 15, (2006), 3351-3355.
• [11] PN-B 12012:2007: Metody badań elementów murowych - Określanie odporności na zamrażanie-odmrażanie elementów murowych ceramicznych.
• [12] Bąk, B., Radwanek-Bąk, B., Wyszomirski, P.: Aktualny przegląd krajowych złóż dolomitów w aspekcie wykorzystania w przemyśle materiałów ogniotrwałych, Gospodarka Surowcami Mineralnymi, 27, (2011), 21-47.
• [13] Weisser, P., Lech, R., Grabski, J.: Badanie właściwości dolomitów z trzech złóż, przeznaczonych do przemysłowego stosowania, Cement Wapno Beton, 3, (2014), 194-202.
• [14] Traoré, K. Ouédraogo, G. V., Blanchart, P., Jernot, J.-P., Gomina, M.: Influence of calcite on the microstructure and mechanical properties of pottery ceramics obtained from a kaolinite-rich clay from Burkina Faso, J. Eur. Ceram. Soc., 27, (2007), 1677-1681.
• [15] Baza mineralogiczna WebMineral: (dostęp dnia 13.06.2016 r.) : http://webmineral.com/data/Mullite.shtml#.V1gfB-lvqC4.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.