Диссертация (Научно-технологические основы использования глинистого сырья для производства силикатных автоклавных материалов), страница 12

%, формовочнаявлажность – 13–16 %, продолжительность запаривания кирпича при давлении 8атм была равной 8 час.Однако стабильный выпуск кондиционной продукции на Бутовском заводетак и не был достигнут. Известково-глиняный кирпич характеризовался неоднородностью свойств, которая была вызвана неоднородностью сырья в разрезе месторождения и наличием в сырьевой смеси крупных частиц глины (более 3 мм),так как для перемешивания использовался дезинтегратор, который не обеспечивал необходимую степень перемешивания глины с известью [135].Производство изделий из глиносиликата было освоено комбинатом Луганскхимстрой [135]. На этом комбинате в 1960 г был сооружен и введен в эксплуатацию цех крупных панелей (в том числе армированных), изготавливаемых изглиносиликата. Известково-глино-песчаный бетон в изделиях, выпускаемых ком-57бинатом Луганскхимстрой, имел марку 200–250 при объемном весе 1900–2000кг/м3.Остальные попытки использования глинистых пород в производстве автоклавных силикатных бетонов успеха не имели, несмотря на положительные результаты лабораторных (и даже заводских) опытов.

Это Б. Н. Виноградов [135]объясняет незавершенностью лабораторного этапа исследований и преждевременным переходом к выпуску изделий в заводских условиях.Необходимо учитывать, что существующие на тот период времени методыисследования не позволяли тщательно изучить такие сложные породы, какимиявляются глины. Кроме этого, в исследованиях применялись глинистые породы,отобранные на месторождениях, предназначенные для производства керамических материалов и портландцемента.

Однако доля таких глин в общей массе глинистых отложений составляет 5–10 %, а остальные приходятся на глинистые породы НСМ, которые практически не изучались.Таким образом, слабая изученность минерального состава и свойств глинистых пород не позволило выявить именно те генетические отложения, которые«подготовлены» геологическими процессами для производства автоклавных силикатных материалов. Кроме этого не было разработано научно-обоснованнойметодики расчета состава известково-глинистого вяжущего и состава сырьевойсмеси, которая обеспечивает высокие конструктивные и эксплуатационные качества автоклавных материалов.1.7.

Выводы1. Традиционным сырьем для производства автоклавных силикатных материалов является кварцевый песок. Однако его запасы ежегодно сокращаются, аразведка и ввод в эксплуатацию новых месторождений вследствие сокращениярасходов на геологоразведочные работы не производится. Кроме этого использование традиционного сырья ограничивает номенклатуру выпускаемых изделий.2. В качестве сырья для производства автоклавных материалов было предложено использовать глинистые породы.

Было установлено, что породообразую-58щие минералы глин оказывают существенное влияние на фазообразование и, соответственно, свойства автоклавных материалов.3. В проведенных исследованиях преимущественно изучались глинистыепороды, используемые для производства керамического кирпича.

Получены неоднозначные результаты влияние глинистых пород на физико-механическиесвойства материалов. Слабая изученность минерального состава и свойств глинистых пород не позволило выявить именно те генетические отложения, которые«подготовлены» геологическими процессами для производства автоклавных материалов. Кроме этого отсутствие научно-обоснованной методики расчета составаизвестково-глинистого вяжущего не позволяла так скорректировать сырьевуюсмесь, чтобы обеспечить высокие конструктивные и эксплуатационные качестваавтоклавных материалов.4.

Глинистые породы в ряде случаев можно использовать в качестве сырьядля производства ячеистых бетонов. Однако в проведенных исследованиях практически не изучались реологические свойства газобетонной смеси на основе глинистого сырья и процессы формирования микро- и макроструктуры ячеистых бетонов, что не позволило перейти к полномасштабному производству ячеистыхбетонов на основе изучаемого сырья.5.

Расширение сырьевой базы возможно за счет использования глинистыхпород незавершенной стадии минералообразования, которые широко распространены на территории Российской Федерации и во многих странах мира. Полиминеральный состав этих пород, наличие минералов с дефектной микроструктуройопределяет возможность синтеза широкого спектра новообразований с формированием оптимального состава цементирующего соединения, что позволит повысить физико-механические свойства автоклавных материалов и существенно увеличить номенклатуру выпускаемых изделий.6. Необходима разработка теоретических положений использования энергосберегающего сырья, которая позволит не только получать автоклавные материалы нового поколения, но и снизит их энергоемкость, увеличит срок службы автоклавов за счет сокращенных режимов автоклавирования, расширит сырьевую базупроизводства и улучшит экологическую обстановку оружающй среды.592.

ГЕОЛОГО-ЛИТОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОМПЛЕКСНОГОИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГЛИНИСТЫХ ПОРОД НЕЗАВЕРШЕННОЙ СТАДИИМИНЕРАЛООБРАЗОВАНИЯ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВААВТОКЛАВНЫХ МАТЕРИАЛОВ2.1 Предпосылки расширения сырьевой базы материалов автоклавноготвердения за счет использование глинистых пород коры выветриванияНаиболее важной и значимой задачей в современных условиях является создание для человека благоприятной и комфортной среды обитания.

Триада «человек – материал – среда обитания» является сложной системой, для исследованиякоторой необходимо привлечение ученых различных специальностей. Представляется, что это направление является наиболее важным в XXI веке. Термин «комфорт» рассматривают как «совокупность бытовых удобств: благоустроенность иуют жилищ, общественных учреждений, средств сообщения и пр.».Для создания комфортной среды помимо таких макромеханизмов каквласть, экономика и социум, необходимо взаимодействие целого комплекса наук,начиная со строительного материаловедения, медицины, архитектуры и т.д., т.е.необходим трансдисциплинарный подход.

Система «человек – материал – средаобитания» является весьма сложной открытой системой, исследование которойвозможно с использованием трансдисциплинарной науки – геоники [4].В понятие «комфорт» входят такие основные составляющие как параметрымикроклимата, уровень шума, освещенности и т.д. (Рисунок 2.1). Эти параметрыдля жилых и общественных зданий определены в ряде нормативных документов.Необходимо отметить, что при потере хотя бы одного из основных параметровможно потерять 100 % комфорта.Материалы, которые используются в строительстве, должны быть нетоксичными, радиоактивное излучение не должно превышать нормативный уровень,а процесс производства не должен наносить вреда окружающей среде. Этим критериям наиболее соответствуют природные материалы (древесина и камень), а60также материалы, изготовленные на основе природного сырья – бетон, кирпич,стекло и другие.ОсвещенностьОтносительнаявлажностьвоздухаКосмическиефакторыПодвижностьвоздухаПАРАМЕТРЫКОМФОРТАТемпературавоздухаРезультирующаятемпературапомещенияСостав воздухаУровень шумаКолористикаЛокальнаяасимметриярезультирующейтемпературыРисунок 2.1 – Основные параметры комфортного проживанияОдними из наиболее распространенных в стране стеновых материалов являются автоклавные силикатные материалы, для производства которых используется кварцевый песок, известь и вода.

Однако традиционная сырьевая база производства истощается, средств на разведку и ввод в эксплуатацию новыхместорождений не достаточно. Производство отличается высокой энергоемкостью как за счет помола такого абразивного материала, как кварцевый песок, таки за счет продолжительной автоклавной обработки при высоком давлении. Потрадиционной технологии на основе известково-песчаного вяжущего сложно получать высокопустотные прессованные изделия из-за низкой прочности сырца истабильную ячеистую структуру газобетона в доавтоклавный период без использования цемента.Для повышения эффективности технологии производства как плотных, таки ячеистых силикатных материалов предлагается использовать нетрадиционныедля стройиндустрии алюмосиликатные породы незавершенной стадии минералообразования, применение которых позволит снизить энергоемкость и повыситьэффективность производства на всех технологических стадиях (Рисунок 2.2).61ОсновныетехнологическиепеределыПроблемыСпособы решенияСырьеЗапасы кварцевых песковистощаютсяПриготовлениесырьевой смесиВысокие затратыэнергии на помолШироко распространенныеполиминеральныеалюмосиликатные породыНСМВысокая дисперсностьВысокая пластичностьДоавтоклавноеструктурообразованиеНестабильная структура.Брак при формованииАвтоклавнаяобработкаВысокие затратыэнергииЭнергонасыщенностьпород НСМГотоваяпродукцияНестабильностьсвойствПовышение качества засчет оптимизации химикотехнологических процессов,структуро- и фазообразованияМинеральный Дисперсность СтруктурасоставРисунок 2.2 – Повышение эффективности и снижение энергоемкости производстваавтоклавных силикатных материаловВнедрение в технологию производства высоковостребованных автоклавныхматериалов данного вида широко распространенных горных пород земной корыпозволит внести существенный вклад в решение проблемы энергосбережения,расширить сырьевую базу, улучшить экологическое состояние за счет использования маловостребованных попутно добываемых глинистых пород.С учетом вышеизложенного предлагается схема рационального использования новой сырьевой базы автоклавных материалов (Рисунок 2.3).

Использованиепредлагаемого сырья позволит получать высокопустотные материалы с новымисвойствами. Глинистые породы являются экологически безопасным материалом.При получении ячеистых бетонов возможно улучшение реологических свойствсырьевой смеси и снижение энергозатрат на производство в сравнении с традиционным сырьем. Полиминеральный состав сырья будет способствовать синтезуцементирующего соединения, обеспечивающего пониженную теплопроводностьматрицы материала, за счет чего можно сократить расход тепла на отопление.62АВТОКЛАВНЫЕ МАТЕРИАЛЫЗвукоотражающиеАкустическиеЗвукопоглощающиеПенобетоныТеплоизоляционныеГазобетоныЯчеистыеОтделочныеПлотныеКонструкционнотеплоизоляционныеКонструкционныеСтеновыеРисунок 2.3 – Схема рационального использования глинистых пород ной стадииминералообразования при производстве автоклавных материалов по областям использованияДля повышения комфортности проживания человека необходимо широкомасштабное производство отделочных материалов.

Использование глинистых пород, которые имеют различную природную окраску, позволит получать окрашенные изделия и отделочные материалы, что улучшит колористику зданий ипомещений. Эксплуатационные свойства автоклавных материалов на основе глинистых пород незавершенной стадии минералообразования, а также гетеропористость на макро-, микро- и наноуровне будет способствовать созданию комфортной среды обитания, что поможет увеличить продолжительность жизни человека.Возможность применения глинистого сырья в различных областях строительства позволит определить пути их утилизации, за счет чего сократится площадь земель под отвалами, снизится экологический прессинг, значительно расширится сырьевая база промышленности строительных материалов, а такжеповысится экономическая эффективность.Таким образом, использование в качестве сырья глинистых пород НСМпозволит снизить энергоемкость производства, существенно расширить номенклатуру автоклавных материалов, улучшить их эксплуатационные свойства, что,63тем самым, будет способствовать оптимизации системы «человек – материал –среда обитания» с целью создания комфортной среды обитания человека.2.2 Генезис и классификация глинистых породГлинистые отложения относятся к одним из самых распространенных горных пород, на которые приходится около 11 % объема земной коры.