Введение к работе
Актуальность В настоящее время в связи с реализацией приоритетного национального проекта «Доступное и комфортное жилье - гражданам России» и введением в действие новых нормативных показателей по теплозащите зданий и сооружений особую актуальность приобретают задачи увеличения производства и расширения области применения стеновых материалов с улучшенными теплоизоляционными характеристиками В этой ситуации развитие производства ячеистого бетона, как эффективного строительного материала, в котором в качестве основного кремнеземистого компонента используется техногенное песчано-глинистое сырье, является одним из самых перспективных направлений развития промышленности строительных материалов
При разработке месторождений в Архангельской алмазоносной провинции (ААП) в зону горных работ попадают млн м~ вскрышных и вмещающих песчано-глинистых пород, рациональные области использования которых не установлены Целесообразно изучить возможность использования этих отложений в качестве сырья для производства силикатных материалов гидротермального твердения
Диссертационная работа выполнена в рамках тематического плана госбюджетных НИР, проводимого по заданию Министерства образования и науки РФ и финансируемого из средств федерального бюджета на 2004—2008 гг
Цель и задачи работы Повышение эффективности производства автоклавных ячеистых бетонов за счет использования попутно-добываемых песчано-глинистых пород на примере месторождений Архангельской алмазоносной провинции и Курской магнитной аномалии
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи
исследование строения, состава и свойств техногенного песчано-глинистого сырья месторождений ААП и КМА,
изучение особенностей процессов поризации и формирования микроструктуры ячеистых бетонов,
разработка рациональных составов и технологии производства поризованных силикатных материалов с использованием техногенного песчано-глинистого сырья,
разработка нормативно-технической документации и внедрение результатов работы
Научная новизна.
Установлены особенности твердения системы CaO-Si02-Al201-Fe201-Н20 при использовании в качестве кремнеземистого компонента песчано-глинистых пород незавершенной стадии глинообразования, заключаю-
щиеся в том, что термодинамически неустойчивые породообразующие минералы ускоряют процесс образования цементирующих соединений, в результате чего повышается степень закристаллизованности новообразований и обеспечиваются высокие физико-механические показатели силикатных изделий при сокращенных режимах гидротермальной обработки
Показано, что сырьевые смеси на основе песчано-глинистых пород и извести характеризуются более высоким, в сравнении с традиционными, содержанием воды затворения, что обеспечивает рациональное размещение твердофазовых составляющих в растворной смеси и участие воды вместе с твердыми компонентами в формировании скелетной основы ячеистого материала на стадии вспучивания и схватывания формовочной массы При этом формовочные смеси на песчано-глинистом сырье за счет более высокой пластической вязкости обладают лучшей газоудерживаю-щей способностью, что способствует формированию более однородной мелкопористой структуры и повышению прочностных характеристик материала
Установлено, что рост прочности силикатных материалов на основе известково-песчано-глинистых сырьевых смесей происходит за счет оптимизации микроструктуры цементирующего вещества в результате синтеза 1,1 -нм тоберморита и гиролита, формирования более мелкокристаллической структуры, что способствует снижению кристаллизационного давления в структуре материала и увеличению количества межкристаллических контактов, а также образования крупнокристаллических фаз различного состава, которые являются микронаполнителем в субмикрокристаллической гелевидной фазе из низкоосновных гидросиликатов За счет многокомпонентного состава сырьевых смесей также образуются минералы с аномальным отклонением от структуры тоберморита и гиролита
Практическое значение работы
Определены рациональные области использования техногенного песчано-глинистого сырья ААП и КМА Полученные данные могут быть использованы для оценки сырьевых ресурсов техногенных месторождений других регионов
Разработаны составы сырьевых смесей с использованием в качестве кремнеземистого заполнителя и компонента вяжущего техногенного песчано-глинистого сырья месторождений ААП и КМА для получения автоклавных ячеистых силикатных изделий Получены силикатные материалы теплоизоляционного и теплоизоляционно-конструкционного назначения на основе известково-песчано-глинистых сырьевых смесей с прочностью при сжатии 2,0-6,0 МПа, морозостойкостью не менее 25 циклов
Предложены математические модели, позволяющие оптимизировать физико-механические показатели поризованных силикатных материалов на основе песчано-глинистых пород
Определены рациональные параметры гидротермальной обработки изделий на основе техногенного песчано-глинистого сырья Снижение себестоимости производства на 55 % происходит за счет уменьшения энергозатрат на помол кремнеземистого компонента и автоклавную обработку изделий, исключения из состава вяжущего такого дорогостоящего компонента, как портландцемент
Внедрение результатов исследований.
В г Белгороде на ОАО «Стройматериалы» проведены промышленные испытания сырьевой смеси (рационального состава) для производства мелких стеновых блоков из ячеистого бетона с применением техногенного песчано-глинистого сырья КМА в качестве кремнеземистого компонента и компонента вяжущего
Разработан технологический регламент на организацию производства мелких стеновых блоков на основе известково-песчано-глинистой сырьевой смеси с использованием техногенного песчано-глинистого сырья КМА
Результаты диссертационной работы планируется использовать при организации выпуска автоклавных изделий из ячеистого бетона с применением песчано-глинистых пород месторождений КМА в качестве компонента сырьевой смеси на строящемся заводе ООО «АэроБел» в г Белгороде
Теоретические положения диссертационной работы, результаты экспериментальных лабораторных исследований и промышленного внедрения используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности 270106
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы представлены на Международном конгрессе «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии» (Белгород, 2005), 62-й Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 75-летию СГАСУ «Актуальные проблемы в строительстве и архитектуре Образование Наука Практика» (Самара, 2005), Междьінародної науково-практичної конференції «Дні науки '2005» (Дніпропетровськ (Украйна), 2005), Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2006), VIII Konferencja Naukowo-Techniczna «Aktualne Problemny Naukowo-Badawcze Budowmctwa» (Olsztun (Польша), 2006), VI Всероссийской выставке научно-
технического творчества молодежи НТТМ-2006 (Москва, 2006), на III Международной научно-практической конференции «Проблемы экологии наука, промышленность, образование» (Белгород, 2006)
Публикации.
Результаты исследований, отражающие основные положения диссертационной работы, изложены в 13 научных публикациях, в том числе в трех статьях в центральных рецензируемых изданиях, определенных ВАК РФ, защищены патентом на изобретение «Сырьевая смесь для получения силикатных изделий с использованием отходов алмазодобывающей промышленности»
Объем и структура работы.
