Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние вопроса
1.1. Применение магнезиальных вяжущих в строительстве и требования, предъявляемые к ним 11
1.2. Особенности получения магнезиальных вяжущих из различного сырья 16
1.2.1. Доломит и его распределение в РФ 18
1.2.2. Особенности обжига доломитов 23
1.3. Способы управления процессами термообработки при получении минеральных вяжущих 27
1.4. Особенности физико-химического способа управления процессами обжига минерального сырья 29
1.4.1. Механизм действия добавок-интенсификаторов обжига при получении минеральных вяжущих 29
1.4.2. Перспективные добавки-интенсификаторы обжига для производства магнезиального вяжущего из доломитов 32
1.5. Перспективные направления использования магнезиального вяжущего
из доломитов 35
1.5.1. Сухие строительные смеси для устройства промышленных полов 36
1.5.2. Твердеющие закладочные смеси для ликвидации выработанных шахт и рекомендации к ним 38
1.6. Выводы 41
ГЛАВА 2. Методы исследования и применяемые материалы
2.1. Физико-механические методы испытаний 43
2.2. Физико-химические методы исследований 45
2.3. Применяемые материалы 52
ГЛАВА 3. Исследование разложения доломита без добавок и в присутствии различных добавок-интенсификаторов
3.1. Термический анализ влияния добавок-интенсификаторов на декарбонизацию доломита 62
3.2. Влияние добавок-интенсификаторов на изменения фазового состава доломита при обжиге 70
3.3. Классификация добавок-интенсификаторов для обжига доломита 78
3.4. Выводы 82
ГЛАВА 4. Определение оптимальных параметров получения магнезиального вяжущего из доломитов
4.1. Особенности обжига доломита без введения добавок-интенсификаторов и свойства получаемого вяжущего 84
4.2. Получение вяжущего из доломита с применением шлама карналлитового хлоратора в качестве добавки-интенсификатора 88
4.2.1 Влияние температуры обжига и количества шлама карналлитового хлоратора на свойства получаемого вяжущего 91
4.2.2 Свойства магнезиального камня в зависимости от температуры обжига и количества шлама карналлитового хлоратора 97
4.3. Апробация оптимальных параметров обжига при получении вяжущего из доломитизированных магнезитов 105
4.4. Выводы 106
ГЛАВА 5. Разработка строительных материалов на основе магнезиального вяжущего из доломитов
5.1. Особенности взаимодействия продуктов гидратации магнезиального вяжущего из доломитов с различными заполнителями 108
5.2. Свойства сухих строительных смесей для промышленных полов в зависимости от состава 116
5.3. Свойства закладочных смесей в зависимости от состава 119
5.4. Выводы 125
ГЛАВА 6. Внедрение результатов и технико-экономическое обоснование
6.1. Технология и технико-экономическое обоснование производства магнезиального вяжущего из доломитов 127
6.2. Технология и технико-экономическое обоснование производства сухих строительных смесей для промышленных полов 134
6.3. Технология и технико-экономическое обоснование производства закладочных смесей 138
6.4. Разработка нормативных документов и внедрение результатов 142
6.5. Выводы 144
Общие выводы 146
Библиографический список
- Доломит и его распределение в РФ
- Физико-химические методы исследований
- Классификация добавок-интенсификаторов для обжига доломита
- Свойства магнезиального камня в зависимости от температуры обжига и количества шлама карналлитового хлоратора
Доломит и его распределение в РФ
До последнего времени по объемам использования и номенклатуре строительных изделий портландцемент являлся основным материалом для получения искусственного камня. Однако, обжиг цементного клинкера является одним из самых энергоемких процессов в технологии вяжущих. Все возрастающие требования экологической безопасности и рост цен на энергоносители диктуют необходимость внедрения новых, менее энергоемких технологий и расширения номенклатуры эффективных вяжущих веществ низкотемпературного обжига, пригодных для получения строительных материалов с высокими эксплуатационными показателями. В связи с этим, особый интерес представляют магнезиальные вяжущие, материалы на основе которых являются экологичными, отличаются высокими показателями прочности и ее быстрым набором без тепловой обработки, обладают высокой технологичностью при производстве и применении, стойкостью к действию нефтепродуктов, грибков, бактерий, низкой истираемостью, не пылят, не искрят [64]. Энергозатраты на их производство существенно ниже, чем на производство портландцемента, что делает их перспективными как с экологической, так и с экономической точки зрения.
Номенклатура строительных материалов на магнезиальных вяжущих весьма широка. На их основе производят фибролитовые плиты, теплоизоляционные, отделочные материалы, сухие строительные смеси и т.д. В зависимости от функционального назначения помещения, при использовании тяжелых заполнителей, можно получать жесткие «холодные» полы, предназначенные для высоких эксплуатационных нагрузок и имеющие высокие прочностные и другие показатели. Продукты твердения магнезиальных вяжущих имеют высокую стойкость к длительным воздействиям спирта, масел, бензина, дизельного топлива и других орга 12 нических соединений, что делает их перспективными при устройстве полов промышленных зданий [87, 133].
Магнезиальные материалы можно армировать стекловолокном, а также древесиной (ксилолит) и другими волокнами растительного происхождения. Органические наполнители совершенно не разрушаются в изделиях из магнезиальных вяжущих, чему способствует их дезинфицирующее действие, препятствующее развитию микроорганизмов. Преимущества ксилолитовых изделий как строительного материала заключаются в том, что они не горят, а лишь обугливаются, отличаются малой теплопроводностью и высоким звукопоглощением, обладают высокой твердостью и вместе с тем упругостью, хорошо полируются, пилятся, формуются и окрашиваются [23, 81, 160]. Для жилых помещений можно использовать ксилолитовые полы, которые по своим свойствам близки к деревянным, они регулируют оптимальную влажность воздуха в помещении. При повышенной влажности ксилолитовые полы адсорбируют избыточную влагу из воздуха, а при пониженной – испаряют влагу. Но, в отличие от деревянных полов, ксилолитовые имеют ряд достоинств: небольшая цена, высокая адгезия, как к основанию, так и к различным лакам и краскам, низкая истираемость, негорючесть [5, 17].
На основе магнезиальных вяжущих можно получать изделия с высокими декоративными свойствами, что немаловажно с точки зрения эстетики. Благодаря введению различных пигментов в состав смеси можно получать магнезиальные бетоны различных цветов. Добавляя крошку мрамора, гранита и др., можно имитировать различные природные камни. Из магнезиальных вяжущих производят декоративные строительные материалы широкого профиля, например, подоконные доски под натуральный камень, детали интерьеров, обрамления окон, арок, лепнину и т.д. Вместе с тем, изделия из такого материала легко поддаются механической обработке [49].
Магнезиальные вяжущие также используют при изготовлении пенобетон-ных блоков [162], выгодно отличающихся от автоклавного пено- и газобетона отсутствием необходимости тепловлажностной обработки. Применяют их и при производстве стекломагнезиальных листов (СМЛ), стеновых панелей и бруса, ог 13 нестойких плит. На магнезиальных вяжущих изготовляют тампонажные цементы, кислотоупорные бетоны и бетоны для защиты от радиации [60, 67]. На основе силикатов магния и алюмомагнезиального сырья получают широкую номенклатуру строительных керамических изделий [50, 51, 83, 136].
Основным недостатком магнезиальных вяжущих и материалов на их основе является низкая водостойкость (коэффициент размягчения равен примерно 0,5). Однако многочисленные исследования свидетельствуют о возможности повышения водостойкости до коэффициэнта размягчения более 0,75 путем введения различных минеральных добавок [10, 49, 58, 59, 61, 73, 118, 141, 148]. Также, путем замены традиционного затворителя на принципиально новый, возможно получение магнезиального вяжущего с коэффициентом размягчения свыше 1 [74, 75].
Магнезиальное вяжущее является перспективным строительным материалом, но его производству, по крайней мере, в нашей стране, не уделяется должное внимание. В настоящее время, на российском рынке магнезиальные вяжущие представлены в основном линейкой продуктов ПМК-75, ПМК-83 и МКС. Однако, неравномерное распределение их производства по территории страны и высокая востребованность привели к удорожанию магнезиальных вяжущих и их дефициту в Европейской части страны.
В связи с этим, научный и практический интерес представляют расширение номенклатуры вяжущих на основе магнезиальных пород, разработка и внедрение новых технологий магнезиальных вяжущих строительного назначения и производства на их основе современных строительных материалов и изделий. Исследования в этой области являются актуальными также и вследствие того, что Россия имеет большие запасы разнообразного магнезиального сырья [55, 62, 64, 86, 90].
Во многих странах были разработаны нормативные документы, регламентирующие требования к магнезиальным вяжущим строительного назначения. На кафедре «Строительные материалы» ЮУрГУ был проведен анализ требований немецких DIN 273, американских ASTM 323, советских ОСТ 3035-33, современных европейских нормативов EN 14016-1:2004 и российского ГОСТ 1216-87. В результате выявлены и экспериментально обоснованы наиболее значимые показатели, характеризующие свойства магнезиального вяжущего: химический состав, тонкость помола, насыпная плотность в виброуплотненном состоянии, нормальная густота, сроки схватывания, механическая прочность и равномерность изменения объема. Все эти требования сведены в технические условия ТУ 5744–001– 60779432–2009 «Магнезиальное вяжущее строительного назначения. Технические условия», являющиеся сегодня единственным документом, четко регламентирующим свойства получаемого магнезиального вяжущего [28, 94, 125, 131, 132].
Согласно ТУ, в высокомагнезиальном вяжущем содержание оксида магния должно быть не менее 75%. Показатель содержания MgO является важной характеристикой вяжущего, однако он контролирует общее аналитическое содержание оксида магния, включая образовавшийся при хранении Mg(OH)2, а также сильно-, средне- и слабоактивный оксид магния (пережог). Если Mg(OH)2 может лишь незначительно снижать активность вяжущего, то присутствие в больших количествах пережога приведет в поздние сроки твердения к образованию сквозных трещин в сформированном магнезиальном камне. Поэтому содержание пережога MgO согласно ТУ должно быть не более 5%.
Оксид кальция (СаО) в магнезиальном вяжущем считается вредной примесью в связи с тем, что он вызывает значительное изменение объема, появление трещин в затвердевшем камне и его коробление, по нормативам его содержание ограничивается 6 %.
Физико-химические методы исследований
Фазовый состав исходной породы и полученных вяжущих изучали с помощью термического и рентгенофазового методов анализа, а также с помощью элек-троннорастровой микроскопии. Химический состав доломитовой породы определяли по ГОСТ 8269.1-97. Рентгенофазовый анализ
Рентгенофазовый анализ применяли для исследования фазового состава полученного вяжущего и состава магнезиального камня. Задача рентгенофазового анализа состоит в определении минералов, входящих в состав испытываемого образца, и приблизительной оценке их содержания. Каждое кристаллическое вещество характеризуется своим набором линий или пиков на рентгенограмме или, точнее, набором межплоскостных расстояний d и интенсивностей соответствующих линий. Рентгеновский фазовый анализ (РФА) основан на том, что порошковая рентгенограмма гетерогенного образца представляет собой сумму рентгенограмм отдельных минералов. Качественный анализ сводится к сравнению эталонных рентгенограмм индивидуальных фаз – минералов, составляющих образец, и рентгенограммы образца.
Исследования проводили на приборе ДРОН-3. Рентгенограммы для определения качественного фазового состава магнезиального камня получали при напряжении 30 кВт, силе тока 10 мА и ширине выходной щели 1 мм. Съемки вели в интервале углов 6-70. Для изучения изменений фазового состава при обжиге породы съемку РФА вели одновременно с нагревом материала до 900 C, скорость нагрева составляла 10 град/мин. Расшифровку рентгенограмм и идентификацию фазового состава материалов проводили по данным, имеющимся в литературе [24, 109].
Дифференциально-термический анализ и термогравиметрия Термический анализ применяли для исследования фазового состава исходной породы и продуктов ее обжига. Под термическим анализом понимается совокупность трех методов: дифференциально-термического анализа (ДТА), термогравиметрического (ТГ) и дифференциально-термогравиметрического (ДТГ). Сущность дифференциально-термического анализа заключается в изучении фазовых изменений или превращений, происходящих в материале при его нагревании, по сопровождающим эти превращения тепловым эффектам.
Получение кривых потери массы вещества ТГ при непрерывном нагревании осуществляется при помощи динамического взвешивания. Исследования проводили на дериватографе системы Luxx STA 409 немецкой фирмы Netsch. Режим съемки и условия проведения испытаний назначались по данным литературных источников [24]. Скорость подъема температуры в печи - 10 С/мин, максимальная температура нагрева - 1000 С. Для проведения испытания использовали платиновые тигли, нагрев проводили в среде азота. По потере массы в интервале температур 550-850 С, соответствующей протеканию эндотермической реакции разложения MgC03 (рис. 2.3), определяли его содержание в где х - содержание MgCCb в доломитовой породе, %; а - потери массы за счет удаления СО2 при разложении MgC03. Рисунок 2.3. Пример дериватограммы доломитовой породы Электронная растровая микроскопия
Оценка структуры всех образцов проводилась с помощью растрового электронного микроскопа фирмы Jeol Interactive Corporation, Japan JSM-6460LA со следующими техническими характеристиками:
Получаемые при работе на данном микроскопе визуальные фотографические изображения микроструктуры материала позволяют выявить особенности морфологии и строения его составляющих.
Образцы сколов камня вяжущего для испытания в электронном микроскопе металлизировались на вакуумном посту напылением слоя платины толщиной 100 нм.
Для расшифровки снимков использовали литературные источники [24], а также данные микрозондирования на рентгеновском микроанализаторе фирмы Oxford, позволяющем определять элементный состав фаз магнезиального камня с точностью 0,5%.
Математическое планирование эксперимента В работе с целью получения зависимостей технологических свойств вяжущих от условий обжига, создания математических моделей исследуемых процессов и их статистического анализа, использовали математическое планирование эксперимента по плану Хартли. Математическое планирование эксперимента включает: выбор и обоснование плана эксперимента, проведение опытов по выбранному плану с необходимым количеством повторов, математическую обработку результатов эксперимента с целью получения регрессионных зависимостей, анализ полученных зависимостей [3].
Классификация добавок-интенсификаторов для обжига доломита
Микрофотография вяжущего, полученного обжигом при температуре
600 С с добавлением 3 % добавки ШКХ Частицы вяжущих, полученных обжигом при температуре 700 С с добавлением 2 % и 3 % добавки ШКХ, имеют структуру, близкую к представленной на рис. 4.9. Порошок состоит из мелких частиц, находящихся в агрегированном состоянии. Микрокристаллы вяжущего представлены активным MgO, имеют высокую удельную поверхность и слипаются в крупные агрегаты, равномерно распределенные по всему объему (рис. 4.10). Рисунок 4.9. Микрофотография вяжущего, полученного обжигом при температуре
Рисунок 4.10. Микрофотография агрегатов, составляющих порошок Изучение вяжущего методом РФА показало (рис. 4.11), что оно представлено в основном MgO (d/n = 2,431; 2,1082; 1,4906 А), CaCO3 (d/n = 3,8541; 3,0399; 2,4928; 2,2824; 2,101; 1,9159; 1,8754; 1,6024 А), остатками CaMg(CO3)2 (d/n = 2,8925; 1,785; 1,4353 А) и некоторым количеством SiO2 (d/n = 3,3532; 1,8027 А). Рисунок 4.11. Рентгенограмма вяжущего, полученного обжигом при 600 С с добавкой 2 % ШКХ С помощью термического анализа определили количество неразложившего-ся карбоната магния и рассчитали количество активного MgO в составе вяжущего в зависимости от температуры обжига и количества добавки (рис. 4.12). По полученной зависимости видно, что на декарбонизацию MgC03, кроме температуры обжига, оказывает влияние и количество добавки ШКХ. Но наиболее значимым фактором является температура.
Зависимость предела прочности при сжатии в возрасте 28 суток от температуры обжига и количества добавки (F0 = 3,32 Fтабл = 3,7) Представленные зависимости показывают, что наибольшая прочность магнезиального камня во всех возрастах достигается при твердении вяжущего, полу 99 ченного обжигом при температурах 550…650 С с количеством добаки ШКХ 1,5… 2,5 %. Максимальная прочность была достигнута вяжущим, полученным при температуре 600 С с добавкой 2% ШКХ (68 МПа в возрасте 7 суток и 82 МПа в возрасте 28 суток). При этом частицы вяжущего характеризуется оптимальной структурой, MgO находится в тонкодисперсном состоянии. При более низких температурах и количестве добавки образуется малое количество активного MgO, а при более высоких температуре обжига и количестве добавки возможно образование «пережога» MgO и извести, что приводит при твердении к образованию внутренних дефектов и снижению прочности в процессе твердения.
РФА показал, что фазовый состав магнезиального камня из вяжущего, полученного обжигом при 600 С с добавкой-интенсификатором 2% ШКХ (рис.4.16), представлен 5MgOMgCl213H20 (d/n = 7,529; 4,1668; 2, 4319; 1,9754 А), также обнаружены СаСОз (d/n = 3,8694; 3,5538; 3,0412; 2,4964; 2,2894; 2,0949; 1,9144; 1,8754; 1,606; 1,523, 1,4929 А) и некоторое количество CaMg(C03)2 (d/n = 2,8942; 2,6474; 2,1955; 1,8027; 1,4401 А), SiQ2 (d/n = 3,3526 А).
Рентгенограмма камня из вяжущего, полученного обжигом при 600 С с добавкой 2% ШКХ Изучение сколов магнезиального камня в возрасте 28 суток в электронном сканирующем микроскопе и определение элементного химического состава наиболее характерных новообразований с помощью рентгеновского микроанализатора показало, что в магнезиальном камне из вяжущего, полученного обжигом при 500 С с добавкой 1% ШКХ, присутствуют крупные частицы неразложившегося доломита (рис. 4.17). В основном камень состоит из сросшихся между собой кристаллов игольчатого типа, соответствующих пентаоксигдрохлориду магния, и призматического - соответствующих выкристаллизовавшемуся непрореагиро-вавшему бишофиту (рис. 4.18).
Сросшиеся кристаллы игольчатого типа Магнезиальный камень из вяжущего, обожженного при температуре 600 С с добавкой 2% ШКХ, имеет мелкокристаллическую структуру с полями сросшихся вокруг центров кристаллизации пентаоксигидрохлоридов магния (рис. 4.19), распределенных по всей поверхности на изломе камня (рис. 4.20). Отсутствие на микрофотографиях кальцитового микронаполниителя говорит о том, что прочность сцепления пентаоксигидрохлоридов с кальцитом превышает их собственную прочность на разрыв. кU Х2,@00 10мт
Таким образом, наиболее плотной и однородной структурой обладает магнезиальный камень вяжущего, полученного обжигом при температуре 600 С с добавлением 2% ШКХ в качестве добавки-интенсификатора. При температуре обжига 500 С в камне вяжущего наблюдаются крупные зерна неразложившегося доломита, а при 700 С - в структуре камня отмечается наличие «пережога» MgO и извести.
Для выявления причин высоких прочностных характеристик камня доломитового вяжущего при сравнительно небольшом количестве содержащегося активного MgO (до 35%), доломитовую породу подвергли пропитке раствором ШКХ и, для сохранения исходной структуры новообразований, в куске обожгли при температуре 600 С.
Из микрофотографий скола видно (рис. 4.24, 4.25), что MgO представлен мелкокристаллическими ромбоэдрами неправильной формы размерами 50…100 нм. Кальцит, сохраняя исходную структуру доломита, формирует слоистую высокопористую структуру, и способен впитывать образующийся при за-творении вяжущего раствор, из которого кристаллизуются оксигидрохлориды магния. Это способствует образованию плотного высокопрочного камня из кальцитового микронаполнителя и продуктов гидратации MgO. Таким образом, высокая дисперсность образующегося оксида магния обуславливает его полную гидратацию. А за счет пористой структуры кальцитового микронаполнителя образуется высокая площадь и прочность сцепления с ним 5ОГХ. Контактно взаимодействуя с продуктами гидратации, кальцит способствует формированию высокопрочного камня.
Согласно полученным данным, оптимальными параметрами обжига доломитовой породы являются: температура обжига - 550…650 С, количество добавки ШКХ - 1,5…2,5 % от массы доломита. С целью апробации и проверки возможности получения качественного магнезиального вяжущего из доломитизированных магнезитов и хвостов обогащения с различным содержанием MgCCb был проведен обжиг пяти наиболее характерных пород доломитизированных магнезитов из отвалов ОАО «Комбинат «Магнезит»». Вяжущее получали разработанным способом, сравнение основных показателей проводили с требованиями ТУ 5744-001-60779432-2009 на вяжущие из высокомагнезиального сырья. Для изучения свойств разработанного магнезиального вяжущего использовали методику, описанную в п. 4.2. Полученные результаты приведены в табл. 4.3.
Свойства магнезиального камня в зависимости от температуры обжига и количества шлама карналлитового хлоратора
Для закладочной смеси основными показателями являются: предел прочности при сжатии, растекаемость, расслаиваемость, сохраняемость смеси во времени. Требования по водостойкости к закладочным смесям не предъявляются, однако, учитывая возможность воздействия на закладочный массив грунтовых вод, для повышения коэффициента размягчения согласно литературным данным [58, 61] и предварительно проведенному эксперименту было принято решение вводить в состав закладочной смеси никелевый шлак производства «Уфалей-Никель» в количестве 20% от массы вяжущего. В качестве заполнителя использовались отсевы дробления вскрышных доломитовых пород.
Для подбора состава закладочной смеси был спланирован и реализован двухфакторный эксперимент, в котором варьируемыми факторами были выбраны: Х – отношение количества вяжущего к количеству доломитового заполнителя от 1:10 до 3:10; Y – отношение количества бишофита к вяжущему от 0 до 0,3. Закладочные смеси изготавливали следующим образом: доломитовый заполнитель измельчали в виброистирателе с водой в соотношении 10:1 в течение 40 секунд, затем к заполнителю добавляли необходимое количество молотого шлака, вяжущего и бишофита и перемешивали в течение 3 минут. Далее при постоянном перемешивании добавляли воду до получения смеси необходимой подвижности: 180-220 мм по расплыву кольца МХТИ по методическим рекомендациям ЗАО «Маггеоэксперт», разработанным для ООО «Группа «Магнезит»» и ОАО «Гипрошахт». Из полученных смесей изготавливали образцы-кубы 7,07х7,07х7,07 см, которые испытывали на 7, 28 и 90 сутки твердения. На первые сутки образцы не испытывали, так как в закладочной смеси используется большое количество воды и образцы в первые сутки невозможно распалубить из-за их недостаточной прочности. До испытаний образцы хранили в воздушно-сухих условиях (ю = 60 %; t = 20 С). План-матрица эксперимента и основные результаты приведены в табл. 5.4.
По зависимостям, представленным на рис. 5.5 и 5.6 видно, что наибольшая прочность закономерно достигается при повышении доли вяжущего относительно заполнителя (максимум при соотношении 3:10). Также повышение прочности происходит при увеличении количества бишофита (максимум при 0,3 от массы вяжущего).
Зависимости коэффициентов размягчения приведены на рис. 5.7. kразм = 0,8+0,025х+0,045у–0,042х2–0,042у2+0,013ху (5.3) Рисунок 5.7. Зависимость коэффициента размягчения, заштрихована область композиций с kразм не менее 0,75 (F0 = 0,1 Fтабл = 3,7) Из рис. 5.7 видно, что коэффициент размягчения повышается при увеличении в смеси доли вяжущего и бишофита. Композициями с коэффициентом размягчения выше 0,75 являются составы с соотношением «вяжущее:доломит» от 2:10 до 3:10 и отношением «бишофит:вяжущее» от 0,15 до 0,3.
Смеси составов №2, №3, №5, №6, №8 и №9 не подвержены расслоению, на расплыве высота горки была меньше 3 мм, диаметр расплыва смеси данных составов находился в пределах нормы – 180-220 мм. Угол растекания составляет менее 4. Пример равномерно распределенной по поверхности столика смеси по 123 казан на рисунке 5.8. В составах с малым содержанием вяжущего (№1, 4, 7) наблюдалось расслоение смеси, посередине «блина» была горка высотой более 3 мм ( 4,5 мм). Расслоившаяся смесь представлена на рисунке 5.9.
Расслоившаяся смесь (состав №7) При определении сохраняемости закладочных смесей выявлено, что сохраняемость всех смесей составляет не менее 2 часов.
В результате эксперимента была получена номенклатура составов закладочных смесей на доломитовом вяжущем и заполнителях из отвалов огнеупорного производства (табл. 5.5). Составы № 5, 6, 8, и 9 удовлетворяют всем требованиям методических рекомендаций. Составы № 2, 3 удовлетворяют всем требованиям, кроме показателей прочности, и могут также использоваться при обоснованной необходимости в закладочных смесях прочностью менее 2 МПа.
Рисунок 5.10. Область оптимальных составов на 90 сутки Из полученных результатов следует, что наиболее перспективными для производства закладочной смеси с точки зрения реологических характеристик и обеспечения прочности являются составы, попавшие в заштрихованную область -это №5, №6, №8 и №9 (по табл. 5.5). Исходя из экономической целесообразности, для дальнейших исследований был выбран и рекомендуется состав из оптимальной области с минимальным содержанием бишофита: Состав №5 - отношение «вяжущее:доломитовый заполнитель» 2:10; - отношение «бишофит:вяжущее» 0,15. Сравнение свойств рекомендуемой закладочной смеси с требованиями методических рекомендаций ЗАО «Маггеоэксперт» приведено в табл. 5.6.
Выявлен характер влияния повышенного содержания в заполнителе аморфного кремнезема, заключающийся в изменении рН среды на границе контакта, за счет чего происходит формирование более высокоосновных оксигидро-хлоридов магния вида 9MgOMgCl214H2O вместо 5MgOMgCl213H2O. Это приводит к снижению прочности сцепления магнезиального камня с заполнителем и, как следствие, к общему снижению прочности композиций;
Распространенность сырья, низкая стоимость производства магнезиального вяжущего из доломитов и его высокие характеристики обуславливают перспективность и экономическую эффективность его производства, как и производства разработанных строительных материалов на его основе. Для технико-экономического обоснования были разработаны технологические схемы производства магнезиального вяжущего из доломитов, сухих строительных смесей для промышленных полов и закладочных смесей для ликвидации выработанных шахт, и произведен расчет экономического эффекта от каждого производства.