Так, введение в композицию «Зола+микрокремнезем» (для полусухого прессования) добавки Na2CO3 обеспечивает полное связывание оксидов кальция и магния золы в новообразования (полевые шпаты, диопсид) при относительно низких температурах за счет растворения стеклооболочки вокруг частиц СаО под действием щелочного компонента и образования легкоплавкой эвтектики.
Кроме того, введение кальцинированной соды в композицию «Зола+микрокремнезем» приводит к росту пластической прочности массы за счет образования на этапе получения полуфабриката гидросиликатов натрия, в ходе дегидратации которых при обжиге материала происходит выделение паров воды, способствующих созданию пневматолито-термических условий и интенсификации спекания черепка.
Использование в качестве жидкости затворения 5%-ной эмульсии таллового пека в водном растворе Na2CO3 обуславливает получение связных высококонцентрированных суспензий на основе дисперсного техногенного сырья, характеризующихся жесткостью 40-45 сек. и отсутствием расслаиваемости, что позволяет использовать вибропрессовочное оборудование для формования материалов на их основе.
Активное парогазовыделение в ходе термической деструкции добавки таллового пека (которое может быть интенсифицировано при модификации пека гипохлоритом натрия) способствует созданию певматолито-термических условий при обжиге материала на основе высококонцентрированных суспензий и, следовательно, активизирует процессы спекания. При этом повышается прочность и морозостойкость материала, снижается средняя плотность и теплопроводность. Ввод в эмульсию таллового пека водного раствора гипохлорита натрия способствует обогащению пека кислородсодержащими группами и приводит к дополнительной активизации парообразования и общего газовыделения в кристаллизационный период (температурный интервал 600-10000С), что интенсифицирует процессы спекания и снижает оптимальную температуру термообработки до 9500С.
Результаты ртутно-вакуумной порометрии свидетельствуют, что ввод добавки Na2CO3 при изготовлении материала методом полусухого формования на основе композиции «Зола+микрокремнезем» уплотняет матричную структуру и снижает общий объем пор, в то время как введение органических добавок способствует росту пористости. Деструкция таллового пека, в том числе модифицированного гипохлоритом натрия, характеризуется активным парогазовыделением и обуславливает увеличение количества пор большего диаметра.
При изготовлении ячеистой керамики продукты сульфатно-целлюлозного производства могут быть использованы в качестве основы для эффективных пенообразователей. Пены, получаемые методом барбатации, соответствуют требуемым технологическим параметрам стойкости и кратности для использования в производстве поризованной стеновой керамики. Среди исследуемых составов лучшие характеристики показал пенообразователь на основе моющего средства «Тайга». Установлено, что введение жидкого стекла в состав пенообразователей на основе ряда побочных продуктов сульфатно-целлюлозного производства (сульфатное мыло, канифольное мыло) способствует стабилизации пен на их основе и обеспечивает увеличение сроков хранения пенообразователя.
Сравнительный анализ результатов выявил, что наиболее эффективна ячеистая керамика с комбинированной, дифференцированной по размерам пористостью, созданной путем последовательной поризации структуры сырьевой массы за счет применения различных способов (воздухововлечение + пено (газо) образование).
Опытно-промышленное изготовление материала на основе высококонцентрированных суспензий (состав: 65% высококальциевой золыунос, 35% микрокремнезема и 32% эмульсии таллового пека окисленного гипохлоритом натрия), изготовленного способом вибропрессования на линии «РИФЕЙ-УНИВЕРСАЛ» и последующей термообработкой в условиях Братского керамического завода показало, что изделия соответствуют марке М100 по прочности на сжатие и марке F25 по морозостойкости при средней плотности 1230 кг/м3 и теплопроводности 0,3 Вт/(м0С).
Таким образом, для изготовления легковесной керамики из дисперсных отходов целесообразно применение следующих научнообоснованных подходов: 1) формирование в структуре сырца комбинированной пористости путем сочетания приемов воздухововлечения и пеноили газообразования; 2) ускоренный набор сырцовой прочности по гидратному механизму отверждения (омоноличивание) сырца путем обогащение смеси добавками микрокремнезема и кальцинированной соды; 3) интенсификация минералообразования при обжиге путем создания пневматолито-термических условий, обеспечиваемых применением предварительно окисленной добавки и дегидратацией гидратных фаз сырца.