Шлам каменеобробних підприємств: перспективи використання як домішки в керамічній промисловості
DOI:
https://doi.org/10.26642/ten-2025-1(95)-138-144Ключові слова:
шлам каменеобробних підприємств, гранулометричний склад, керамічні матеріали, прес-порошки, екологічна утилізація, технічні характеристики, використання відходівАнотація
У цій роботі розглядається питання використання шламу, що утворюється під час обробки природного каменю на каменеобробних підприємствах як домішки для виготовлення прес-порошків, що використовуються у виробництві керамічних матеріалів. Шлам є одним із відходів каменеобробної промисловості, і його утилізація є актуальним завданням в умовах сучасного виробництва, оскільки відходи мають значний обсяг і негативно впливають на навколишнє середовище. Водночас шлам може стати цінною добавкою до керамічних сумішей, оскільки його фізико-хімічні властивості, зокрема гранулометричний склад, здатні покращити характеристики кінцевих виробів.
Дослідження зосереджено на вивченні гранулометричного складу шламу, отриманого на каменеобробних підприємствах за різними технологіями обробки каменю, зокрема за допомогою алмазно-канатних та дискових верстатів. Аналіз показав, що фракційний склад шламу значно варіюється залежно від технології обробки. Зокрема, при обробці каменю алмазно-канатними верстатами утворюється більша кількість середніх часток (0,1–0,2 мм), тоді як дискові верстати забезпечують утворення більш грубих фракцій (понад 0,2 мм). Це суттєво впливає на фізико-хімічні властивості шламу, а отже й на його здатність до використання в керамічному виробництві.
Визначено, що шлам з більшими фракціями (> 0,2 мм) має низьку здатність до ущільнення та погіршує міцнісні характеристики кінцевих виробів, в той час як дрібні частки (< 0,1 мм) можуть покращувати водостійкість та інші властивості матеріалів. Також встановлено, що на властивості порошку впливає не тільки фракційний склад, але й такі характеристики, як форма частинок та їх поверхнева шорсткість, що визначають текучість та сипучість порошку, а отже, і процеси пресування.
Робота містить рекомендації щодо можливих шляхів покращення якості шламу для використання в керамічному виробництві, зокрема через сепарацію фракцій та механічне або гравітаційне відділення грубих часток. Також обґрунтовано важливість експериментальних досліджень для визначення оптимального вмісту шламу в керамічних сумішах, оскільки властивості кінцевих виробів можуть значно залежати від конкретного складу шламу.
Таким чином, результати дослідження підтверджують можливість ефективного використання шламу каменеобробних підприємств як домішки для керамічних матеріалів, що дозволить не лише знизити екологічне навантаження, але й підвищити економічну ефективність виробництва. Водночас необхідні подальші дослідження для вдосконалення технології утилізації шламу та розширення його застосування в будівельній індустрії.
Посилання
Li, L. et al. (2019), «Filler technology of adding granite dust to reduce cement content and increase strength of mortar», Powder Technology, No. 342, pp. 388–396.
Leonets, I.V., Mykytenko, S.V., Bilobrov, D.M. and Shkabara, Yu.V. (2023), «Vplyv mists zboru shlamu na kameneobrobnykh pidpryiemstvakh na zernovyi sklad pres-poroshkiv», Suchasni problemy hirnytstva ta budivnytstva, tezy Vseukrainskoi naukovo-praktychnoi konferentsii, Zhytomyrska politekhnika, Zhytomyr, 34 р.
Leonets, I.V. (2024), Obgruntuvannya tekhnolohii utilizatsii shlamu kameneobrobnukh pidpryyemstv, Ph.D. Thesis of dissertation 184 Hirnyctvo, Derzhavnyi universytet «Zhytomyrska politekhnika», Zhytomyr, 144 р.
Ghorbani, S., Yeganeh, M.R. and Aghdam, M.K. (2019), «Mechanical and durability behaviour of concrete with granite waste dust as partial cement replacement under adverse exposure conditions», Construction and Building Materials, No. 194, pp. 143–152.
Korobiichuk, V., Shamrai, V., Iziumova, O. et al. (2016), «Definition of hue of different types of pokostivskiy granodiorite using digital image processing», Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, No. 4 (5–82), pp. 52–57.
Shamrai, V.I., Korobiichuk, V.V. and Leonets, I.V. (2021), «Otsinka optychnykh pokaznykiv poverkhni pryrodnoho kamenyu metodom infrachervonoi spektroskopii», Tekhnichna inzheneriya, No. 1 (87), pp. 169–182.
Leonets, I.V. and Iskov, S.S. (2023), «Vykrystannya shlamu kameneobrobnukh pidpryyemstv yak domishok u keramichnykh vyrobakh», Tekhnichna inzheneriya, No. 1 (91), pp. 361–365.
Leonets, I.V. and Bilobrov, D.M. (2023), «Vplyv vysokykh temperatur na mitsnisni kharakterystyky budivelnykh materialiv», Tekhnichna inzheneriya, No. 2 (92), pp. 239–244, doi: 10.26642/ten-2023-2(92)-239-244.
Shamrai, V., Melnyk-Shamrai, V., Korobiichuk, V. et al. (2023), «Quality index control for building products made of natural facing stone», Mining of Mineral Deposits, No. 17 (3), pp. 12–21.
Cписок використаної літератури:
Filler technology of adding granite dust to reduce cement content and increase strength of mortar / L.Li and other // Powder Technology. – 2019. – № 342. – Р. 388–396.
Вплив місць збору шламу на каменеобробних підприємствах на зерновий склад прес-порошків / І.В. Леонець, С.В. Микитенко, Д.М. Білобров, Ю.В. Шкабара // Сучасні проблеми гірництва та будівництва : тези Всеукраїнської науково-практичної конференції. – Житомир : Житомирська політехніка, 2023. – 34 с.
Леонець І.В. Обґрунтування технології утилізації шламу каменеобробних підприємств : дис. ... д-ра філос. : 184 Гірництво. – Житомир : Державний університет «Житомирська політехніка», 2024. – 144 с.
Ghorbani S. Mechanical and durability behaviour of concrete with granite waste dust as partial cement replacement under adverse exposure conditions / S.Ghorbani, M.R. Yeganeh, M.K. Aghdam // Construction and Building Materials. – 2019. – № 194. – Р. 143–152.
Definition of hue of different types of pokostivskiy granodiorite using digital image processing / V.Korobiichuk, V.Shamrai, O.Iziumova and other // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2016. – № 4 (5–82). – Р. 52–57.
Шамрай В.І. Оцінка оптичних показників поверхні природного каменю методом інфрачервоної спектроскопії / В.І. Шамрай, В.В. Коробійчук, І.В. Леонець // Технічна інженерія. – 2021. – № 1 (87). – С. 169–182.
Леонець І.В. Використання шламу каменеобробних підприємств як домішок у керамічних виробах / І.В. Леонець, С.С. Іськов // Технічна інженерія. – 2023. – № 1 (91). – С. 361–365.
Леонець І.В. Вплив високих температур на міцнісні характеристики будівельних матеріалів / І.В. Леонець, Д.М. Білобров // Технічна інженерія. – 2023. – № 2 (92). – С. 239–244. DOI: 10.26642/ten-2023-2(92)-239-244.
Quality index control for building products made of natural facing stone / V.Shamrai, V.Melnyk-Shamrai, V.Korobiichuk and other // Mining of Mineral Deposits. – 2023. – № 17 (3). – Р. 12–21.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 В.В. Коробійчук, І.В. Леонець, В.І. Шамрай, В.В. Мельник-Шамрай, A.O Криворучко
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автор, який подає матеріали до друку, зберігає за собою всі авторські права та надає відповідному виданню право першої публікації, дозволяючи розповсюджувати даний матеріал із зазначенням авторства та джерела первинної публікації, а також погоджується на розміщення її електронної версії на сайті Національної бібліотеки ім. В.І. Вернадського.
