Optimized Development of High-Porosity Structural and Thermal Insulation Foam Ceramics Based on Local Natural and Technogenic Raw Materials

2025

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/ceramics8020035
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

This study explores the optimization of foam ceramic materials through experimental research and mathematical modeling. The goal was to enhance mechanical strength, thermal insulation, porosity, water absorption, and density by adjusting composition and firing conditions. Regression analysis and response surface methodology were used to assess the effects of loam, fly ash content, and the firing temperature. The optimal composition of 60–65% loam, 10% fly ash, and a firing temperature of 950–1000 °C yielded foam ceramics with a bulk density of 680–700 kg/m3, a compressive strength of 3.5–4 MPa, and a thermal conductivity of 0.135–0.140 W/(m·K). Controlled porosity (70–72%) enhanced insulation while maintaining structural integrity. X-ray diffraction confirmed mullite, quartz, and cristobalite phases, with mullite improving mechanical properties. This research demonstrates the potential of optimized foam ceramics for energy-efficient construction. Mathematical modeling and experimental validation provide a pathway for developing lightweight, high-performance ceramic materials. Future work should refine sintering processes, explore new additives, and evaluate the long-term performance.