Как пористость строительной керамики влияет на ее свойства, выяснили в КФУ
Ученые Института геологии и нефтегазовых технологий Казанского федерального университета и Казанского государственного архитектурно-строительного университета исследовали зависимость свойств строительной керамики от ее пористости.
«Cвойства керамических материалов обусловлены минеральным составом, а также морфологией пористой структуры, – пояснила доцент кафедры минералогии и литологии ИГиНГТ Евгения Нуриева. – Использование современных методов исследования, таких как компьютерная томография, позволяет создавать на основе отечественного сырья и отходов производств экологичные строительные материалы, имеющие определенные технические характеристики. Так, композиционная керамика должна обладать минимальной теплопроводностью, практически не поглощать воду и быть высокопрочной».
В ходе эксперимента ученые изготовили образцы керамики из суглинка Ключищенского месторождения (Республика Татарстан) с добавлением двух видов выгорающих при обжиге добавок различной природы – древесных опилок и продукта утилизации нефтешламов. Для улучшения формовочных свойств глинистой массы и физико-механических свойств керамики добавлялись модификаторы.
Метод рентгеновской компьютерной томографии, который был применен для изучения микро- и макроструктуры композиционных материалов, позволил получить подробную информацию о поровой структуре керамических объектов, созданных учеными на основе глинистого сырья.
«На томографе КФУ был исследован исходный образец керамики без добавок, а также образцы с добавками. Мы пришли к выводу, что прямой зависимости между размерами пор и свойствами теплопроводности, прочности и водопоглощения не наблюдается. Большую роль играет структура порового пространства, а именно: наличие сообщающихся (или открытых) пор, – рассказала доцент Казанского университета. – Размер пор оказывает разное влияние на технические характеристики. Нами было установлено, что крупные поры снижают водопоглощение образцов, а мелкие, наоборот, способствуют его росту. С помощью компьютерной томографии удалось установить, что крупные поры являются закрытыми, а вокруг мелких пор обнаружены зоны трещинообразования, по которым может проходить капиллярный подсос воды».
По словам Е. Нуриевой, высокопористая керамика, опытные образцы которой были получены в ходе эксперимента, обладает достаточно большой прочностью и низкой теплопроводностью и может быть использована при изготовлении кирпичей и блоков для возведения энергоэффективных стен. На основе подобной керамики возможно получение «керамического утеплителя», не меняющего свои свойства весь период жизненного цикла здания или сооружения.
Результаты исследования, которое проводилось за счет средств субсидии, выделенной в рамках государственной поддержки Казанского федерального университета в целях повышения его конкурентоспособности среди ведущих мировых научно-образовательных центров, представлены в статье, опубликованной в журнале «Известия вузов».
Автор: Лариса Бусиль
