Введение к работе
Актуальность темы. В связи с сокращением расходов на геологоразведочные работы и, как следствие, уменьшением прироста запасов полезных ископаемых, существенно возрастает актуальность комплексного использования недр.
<{ Тщательное исследование .сырья и установленная закономерность соответствия техногенных процессов геологическим для производства строительных'- материалов с минимальными энергозатаратами, стала отправной точкой к разработке технологии производства силикатных материалов автоклавного твердения, позволяющей использовать нетрадиционные для стройиндустрии глинистые породы, сотни млн. тонн которых попадают в зону горных работ при добыче железистых кварцитов только на месторождениях Курской магнитной аномалии.
Спецификой этих отложений является незавершенность процессов глинообразования. Исходные материнские породы разрушались, за счет их минералов образовались термодинамически неустойчивые соединения, такие, как "смешанослойные минералы, тонкодисперсішй слабоокаташшй кварц, несовершенная гидрослюда, реже са2+монтмориллолит и каолинит
Использование подобных глинистых пород для производства силикатных материалов позволит существенно расширить сырьевую базу, снизить энергозатраты на получение автоклавных материалов, а также ( поможет улучшить экологическое состояние окружающей среды.
С участием соискателя закончен комплекс исследований попутно добываемых пород железорудных месторождений КМА. Запасы эолово-элювиально-делювиальннх глинистых пород утверждены в Государственном комитете по запасам при Совете Министров СССР.
Целью диссертационной работы является исследование свойств нетрадиционных для стройиндустрии попутно добываемых глинистых пород КМА и разработка технологии производства силикатных материалов автоклавного твердения на их основе.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
исследование строения и состава глинистых пород Курской магнитной аномалии;
изучение кинетики, процессов и продуктов взаимодействия глинистых пород и основных глинообразуюших минералов с гидроксидом кальция в гидротермальных условиях;
исследование влияния добавок глинистых пород различного состава и генезиса на микроструктуру и физико-механические свойства силикатных материалов;
- ч-
разработка технологии производства силикатного кирпича' и ячеистых силикатных бетонов с использованием известково-глинистого вяжущего;
разработка рекомендаций по использованию кори выветривания алюмосиликатных пород для получения автоклавных материалов..
Научная новизна;
установлена высокая реакционная способность верхней части коры выветривания алюмосиликатных пород с известью в гидротермальных условиях. Рост прочности силикатных материалов, на основе этого сырья происходит в результате образования более прочной микроструктуры цементирующего вещества за счет увеличения плотности упаковки материала, а также появления гидрогранатов, которые являются микронаполнителем в субмикрокристаллической гелевидной фазе из низкоосновных гидросиликатов кальция;
на основании изучения процессов взаимодействия оксида кальция с каолинитом и монтмориллонитом в гидротермальных условиях установлены оптимальные кинетические параметры реакции саО с глинистыми минералами и предельное поглощение ими Ссо. что позволило разработать методику расчета состава известково-глинистого вяжущего;
установлено. . что в известково-глино-песчаной смеси, с известью реагируют преимущественно глинистые минералы и частично тонкодисперсный кварц. Крупнодисперсний кварц с известью практически vr реагирует;
- показано, что для синтеза автоклавных материалов оптимально*
структур.! содержание тонкодисперсного кварца в глинистой гюрчдь
должно доставлять 50...7058.-
Праг.тическое значение работы;
- разработаны технологии производства плотных и ячеистых ан токлавных силикатных материалов на основе известково-глинистсгс вяжущего;
предложена методика расчета известково-глинистого вяжущего ї метод оптимизации сырьевой смеси, новизна которого подтверхдйна авторским свидетельством (А.С. N1716440);
составлены рекомендации по, использованию нетрадиционных дт стройиндустрии эолово-элювиалыю--делювиальных глинистых порол и качестве сырьевых компонентов' при производств!! силикатных изді:;:і'! плотной и ячеистой структур;
разработаны составы сырьевых смесей для получении силикпгнч) стеновых материалов автоклавного твердения с -.in'Пользованием m:i'|.-.'i ннх глинистих пород КМА;
определены оптимальные параметры гидротермальной обработки изделий на основе глинистых, пород.' Полученные данные могут .быть использованы дл» оценки сырьевых ресурсов глинистых пород других регионов;
разработана методика подбора состава известково-глинистого вяжущего;
на основе виявлетшх «закономерностей влияния глинистых минералов и тонкодисперсного кварца на свойства силикатных материалов, предложена корректировка ОСТ 21-1-80 "Песок для производства силикатных изделий автоклавного твердения".
Внедрение результатов работы;
полученные экспериментальные данные использованы при утверждении запасов попутно добываемых пород Лебединского месторождения в ГКЗ СССР;
с использованием результатов проведенных исследований на Воронежском заводе силикатного кирпича выпущена опытная партия силикатного кирпича на основе известково-глинистого вяжущего;
для строящегося в Белгородской области Алексеевского завода силикатных стеновых материалов разработан и передан технологический регламент на производство автоклавных силикатных материалов, в соответствии с которым планируется Строительство цеха;
результаты исследований использованы в учебном процессе при обучении студентов специальности 29.06;
экономия энергозатрат при внедрении данной технологиии за счет отказа от помола кварцевого песка и сокращения времени изотермической выдержки составляет 20...25.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях БТИСМ (г.Белгород,1983... 1907 гг.), на 13 Всесоюзном совещании "Глины, глинистые минералы и их использование в народном хозяйстве" (г. Алма-Ата. 1985 г.), на научно-технической конференции "Использование вторичных ресурсов и местных строительных материалов на предприятиях стройиндустрии"'(г. Челябинск; 1987 г.), на 14 Всесовзном совещании "Глинистые минералы и порода, их использование в народном хозяйстве" (г. Новосибирск, 1983), на Всесоюзной конференции "Физико-химические проблемы материаловедения и новые технологии." (г. Белгород, 1991), на Международных конференциях' "Ресурсосберегающие технологии строительных материалов, изделий и конструкций" (г. Белгород, 1993...1995 гг.), на VII совещании работников нерудной промышленности "Проблема добычи, переработки и использования минерального сырья в.промышленности
строительных материалов" (г. Москва, 1Э94), на Академических чтениях РААСН "Современные проблемы строительного материаловедения" (г. Самара 1995).
Публикации. Основное содержание работы изложено в 24 печатных работах, защищено 1 авторским свидетельством.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из. введения, шести глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 218 страницах машинописного текста, включающего 29 таблиц, 42 рисунков и фотографий, списка литературы из 145 наименований, 10 приложений.
