Введение к работе
Актуальность. Ростовская область располагает двумя крупными месторождениями мягкого мела: Кульбякинским и Лысогорским. Общий объем разведанного мела всех категорий превышает 10 млн.т. Месторождения располагаются в сельскохозяйственных районах области, где весьма слабо развита промышленность строительных материалов и довольно остро стоит проблема их поставки из промышленных районов области. За счет транспортных расходов их стоимость существенно возрастает.
Существующий опыт использования меловых отложений, с одной стороны, определил возможности получения довольно качественных материалов (воздушной извести, дисперсного мела для красок и подкормки птиц и др.), а с другой - выборочная разработка месторождений привела к накоплению значительных по объему меловых отвалов, которые легко размываются дождем, загрязняя плодородные земли и водоемы, что приводит к нарушению экологического равновесия в природе.
На основании ранее проведенных исследований неоднократно подтверждалась перспективность использования мягкого мела для производства не только воздушной извести, но и других качественных материалов для кладки стен (пеноблоков, жесткопрессованного кирпича и др.). Значительное разнообразие в номенклатуре производимых строительных материалов предопределяет возможности не только безотходной разработки мягкого мела в карьерах, но и изготовление недорогих стеновых строительных материалов из местного лег-кодобываемого сырья.
Для решения важной государственной программы «Доступное и комфортное жилье гражданам России» безотходную разработку месторождений мела и изготовление местных стеновых материалов можно признать довольно актуальной задачей.
Разработана малозатратная технология изготовления кирпича методом жесткого прессования, которая легко адаптируется к возможностям малого и среднего бизнеса. Она базируется на современных подходах к модифицирова-
нию структуры цементно-меловых композиций (ЦМК) повышенной водо- и морозостойкости.
Цель диссертационной работы - разработка технологии производства рядового и лицевого (в т.ч. цветного) кирпича методом жесткого прессования из малопрочного и неморозостойкого мягкого мела.
Для реализации поставленной цели требовалось решить следующие задачи:
экспериментально доказать возможность использования мягкого мела всех категорий в производстве цементно-мелового кирпича;
разработать рецептуру и параметры приготовления жесткопрессованого рядового кирпича с требуемыми свойствами;
использовать принципы направленного структурообразования жестко-прессованных ЦМК, обладающих достаточной водо- и морозостойкостью, для получения лицевого кирпича;
разработать цветные составы ЦМК для изготовления лицевого кирпича;
на основе проведенных исследований составить рекомендации для практического использования.
Научная новизна работызаключаетсяв:
использовании принципов механохимической активации для получения долговечных окрашенных ЦМК и цветного лицевого жесткопрессованного кирпича на их основе;
разработке технологических приемов модифицирования структуры ЦМК за счет регулирования зернового состава формовочной смеси и введения химических добавок, что позволяет использовать легкоразмокаемыи и малопрочный мягкий мел в производстве качественного рядового и лицевого кирпича;
системном подходе к проблемам безотходной разработки месторождений мягкого мела с целью получения пригодных в производстве стеновых изделий из жесткопрессованных ЦМК.
Практическая значимость и внедрение результатов работы:
- отработана рецептура и определены оптимальные параметры подготовки
сырья, формовочной смеси, формования изделий и условий их твердения;
обоснована возможность безотходного использования добытого мела всех категорий в производстве рядового и лицевого кирпича;
определены оптимальные составы окрашенных ЦМК для изготовления цветного жесткопрессованного кирпича;
разработана и предложена для практического использования необходимая нормативно-техническая документация (ТУ, ТР, правила подбора состава ЦМК, бизнес-план организации производства кирпича);
дана оценка технико-экономической эффективности использования мягкого мела в производстве прессованного кирпича.
Результаты исследований использованы при выпуске опытной партии цветного кирпича, а также в учебном процессе Ростовского государственного строительного университета при разработке методических указаний к лабораторным работам «Процессы и аппараты в технологии строительных материалов», при выполнении курсовых проектов и НИР студентов.
Достоверность результатов исследований обеспечена:
использованием при проведении экспериментальных исследований методик и приемов, регламентированных действующими стандартами, и поверенного оборудования;
применением современной электронно-вычислительной техники и программного обеспечения при постановке опытов и в обработке научных результатов, испытанием необходимого количества контрольных образцов-близнецов, определяющих доверительную вероятность 0,95 при погрешности не более 10%;
использованием методов физико-химических исследований структуры мела и ЦМК.
На защиту выносятся:
результаты экспериментальных исследований окрашенных ЦМК для получения цветного лицевого кирпича с требуемыми эксплуатационными свойствами;
научное обоснование и экспериментальное подтверждение эффективности приемов направленного структурообразования жесткопрессованных ЦМК при использовании принципов механохимической активации формовочных смесей;
- рецептура и оптимальные параметры основных технологических операций в производстве жесткопрессованного рядового и лицевого кирпича, разработанные по результатам экспериментальных исследований.
Апробация результатов исследования.
Основные положения и результаты диссертационной работы представлялись и докладывались на следующих научных конференциях: Международной научно-практической конференции «Строительство - 2008» РГСУ, Ростов-на-Дону, 2008 г.; Международной научно-практической конференции «Строительство - 2009» РГСУ, Ростов-на-Дону, 2009 г.; Международной научно-практической конференции «Строительство - 2010» РГСУ, Ростов-на-Дону, 2010 г.; Всероссийской научно-практической конференции «Строительное материаловедение сегодня: актуальные проблемы и перспективы развития», г.Челябинск, 2010 г.
Диссертационная работа выполнена в рамках Федеральной целевой программы: «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг.
Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 10 работ, в том числе 2 - в изданиях, рецензируемых ВАК.
Структура и объем работы.
