Design and Characterization of Ceramic Bricks with Industrial Waste and Silica–Carbon-Based Additives

2025

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3390/buildings16010020
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

This study investigates ceramic bricks produced by partially replacing clay with Pb–Zn metallurgical residues (lead furnace dust and cyclone dust), fly ash, and carbonaceous additives. The novelty lies in the integrated multi-waste formulation and the combined FTIR–TGA–XRD analytical approach used to elucidate phase-formation mechanisms. The results show that firing promotes the development of quartz, mullite, iron oxides, and an extensive Fe–Pb–Zn–Si–O amorphous network, while higher residue contents enhance amorphization and suppress mullite crystallization. These microstructural changes correlate with reduced compressive strength (1.6–3.1 MPa) and high water absorption (32–36%), although all samples completed 15 freeze–thaw cycles. Heavy-metal leaching assessed by atomic absorption spectroscopy (AAS) revealed very low Pb (0.08–0.20 mg/L) and Zn (0.25–0.45 mg/L) release, well below international safety limits, demonstrating effective immobilization of hazardous ions within the glassy matrix. Overall, the study provides new insight into multi-waste interactions during sintering and confirms that controlled residue incorporation enables environmentally safe, non-load-bearing ceramic materials with reduced clay consumption.