Диссертация (1141449), страница 25
Текст из файла (страница 25)
Несмотря на высокую прочность и твердость в сухом состоянии при длительном взаимодействии с водой порода можетзначительно терять свою прочность связи из-за возникновения эффекта расклинивающего действия воды [187].148Отсев обогащения песка (Новгородская обл.) представляет собой рыхлыйкомпозит скелетной микроструктуры (Рисунок 3.28). Основная масса породысложена преимущественно пылеватыми частицами кварца, покрытыми глинистойрубашкой (см. рисунок 3.28, б), контактирующими с другими частицами черезтонкие цепочки глинистых частиц (см.
рисунок 3.28, в), которые по своей природеявляются коагуляционными контактами. Глинистые мостики сформированысложноструктурной пространственной сеткой из рентгеноаморфного веществаразмером ячеек до 2 мкм.а)б)в)Рисунок 3.28 – Микроструктура отсева обогащения песка (Новгородская обл.), РЭМ: а – структура основной массы (×2000); б – глинистая масса с включением пылеватой частицы (×4300);в – глинистые частицы (×6000)Такая специфическая особенность формирования сложноструктурной пространственной сеткой может служить причиной очень низкой динамическойустойчивости. В условиях полного водонасыщения или высыхания после воздействия, даже довольно слабой вибрации, возможно разрушение глинистых мостиков, связывающих пылеватые зерна, и разжижение всего техногенного материала.Таким образом, глинистые породы незавершенной стадии минералообразования отличаются полиминеральным составом и содержанием высокодисперсныхчастиц, а их структура не обладает устойчивостью, что способствует увеличениюреакционной способности пород к извести в гидротермальных условиях.1493.7 Выводы1.
Изучено 22 вида алюмосиликатных пород незавершенной стадии минералообразования коры выветривания различного состава, генезиса и регионов распространения: месторождений КМА, ААП, Новгородской и Воронежской областей, расположенных на Русской плите центральной части Восточно-Европейскойплатформы, а также породы Республики Йемен. Показано, что спецификой данных глинистых пород является наличие термодинамически неустойчивых соединений: гидрослюда, смешаннослойные образования, тонкодисперсные слабоокатанный кварц, ренгтгеноаморфная фаза, несовершенной структуры каолинит иCa2+монтмориллонит.2. Показано, что вещественный состав глинистых пород НСМ зависит от состава коренных образований, продуктом выветривания которых они являются.
Напромежуточноый стадии выветривании пород кислого состава преимущественнообразуются гидрослюда, смешаннослойные образования, рентгеноаморфные минералы, частично каолинит и монтмориллонит. В процессе выветривания магматических пород основного состава кроме гидрослюды образуются минералымонтмориллонитовой группы, в том числе и сапонит.3. Установлено, что изучаемые породы характеризуются преимущественноскелетной и матричной микроструктурой, сложенной в основном изометричнымизернами кварца с различной степенью окатанности. Глинистый материал концентрируется на поверхности кварца в виде сплошных «рубашек» и на контактах пылеватых частиц, что обусловливает низкую динамическую устойчивость глинистыхпород.Породыявляютсяполидисперснымииполиминеральнымиобразованиями.4.
Глинистые породы незавершенной стадии минералообразования не пригодны для получения керамических материалов и цемента, однако, полиминеральный состав и содержанием высокодисперсных частиц обеспечит высокую реакционнуюспособностьпородпоотношениюкизвестивусловияхгидротермальной обработки сырьевой смеси при получении силикатных автоклавных материалов.1505. По своему вещественному составу 22 изученных типа алюмосиликатныхпород коры выветривания относятся к породам незавершенной стадии минералообразования и предполагается, что они могут быть использованы в качестве сырьядля получения плотных автоклавных материалов. Для получения ячеистых материалов отобрано 7 пород: глина опоковидная, супесь КМА, суглинок КМА (проба № 36), монтмориллонит-гидрослюдисто-кварцевая, супесь ААП-1, супесьААП-2 и магнезиальная глина.
Предполагается, что эти породы за счет высокойдисперсности и вещественного состава обеспечат получение ячеистых бетонов свысокими физико-механическими показателями по энергосберегающей технологии.1514 ПРЕССОВАННЫЕ АВТОКЛАВНЫЕ МАТЕРИАЛЫНА ОСНОВЕ АЛЮМОСИЛИКАТНОГО СЫРЬЯВ настоящее время в структуре стеновых изделий большую долю занимаютавтоклавные силикатные материалы. К плотным силикатным материалам относятся силикатный кирпич и камни, силикатобетонные изделия, тяжелые силикатные бетоны и легкие силикатные бетоны на основе пористых заполнителей (Рисунок 4.1).ПЛОТНЫЕ АВТОКЛАВНЫЕМАТЕРИАЛЫЛегкий силикатный бетон(с пористымизаполнителями)Силикатный бетонТяжелыйсиликатныйбетонПористые(с пористымизаполнителями)Силикатный каменьПустотелыйПористые(с пористымизаполнителями)ПустотелыйПолнотелыйСиликатный кирпичРисунок 4.1 – Классификация плотных силикатных материаловНаибольший объем в общей доли выпуска силикатных материалов составляет силикатный кирпич.
Необходимо отметить, что объем выпуска полнотелогокирпича более чем в 2 раза превышает выпуск пустотелого кирпича, что связано снизкой прочностью сырца, невозможностью производства высокопустотных изделий. Это объясняется ограниченными возможностями технологии производствана основе традиционного кварцевого сырья. Кроме этого запасы кварцевых песков в значительной степени исчерпаны.
Для повышения эффективности производства автоклавных материалов необходимо использовать нетрадиционные дляавтоклавных материалов глинистые породы незавершенной стадии минералообразования с высокой свободной внутренней энергией. Использование этого сырьяявляется актуальной задачей.1524.1 Физико-механические свойства материалов на основеалюмосиликатных пород различных генетических типов4.1.1 Рациональная формовочная влажность сырьевой смесина глинистых породахОдним из важнейших технологических параметров при производстве силикатных материалов методом полусухого прессования является влажность сырьевой смеси, которая составляет 6–7 %. Более высокая влажность не позволяетсформовать сырец, а пониженная влажность снижает прочность сырца.
Использование в качестве сырья глинистых пород увеличивает долю высокодисперсныхчастиц в формовочной смеси, что повышает необходимую формовочную влажность.Рациональную формовочную влажность сырьевой смеси определяли с использованием глинистых пород, отличающихся по составу и строению: суглинокЛебединского месторождения КМА (проба № 36), песчаная монтмориллониткаолинитовая, отсев обогащения песка Подклетненского месторождения Воронежской области и глинистые породы месторождений Лахдж и Шибам Республики Йемен.В работе применяли негашеную комовую известь производства ОАО«Стройматериалы» (г.
Белгород), соответствующая ГОСТ 9179–77 [421]. В качестве кремнеземистого компонента использовался песок Нижнеольшанского месторождения Белгородской области (см. таблицу 2.3), удовлетворяющий требованиям ОСТ 21–1–80 [422]. Песок предварительно отмучивали от глинистых иилистых примесей. В экспериментах с глинистой породой из отсева обогащенияпеска Подклетненского месторождения Воронежской области использовали песокэтого месторождения верхней и нижней пачки, взятых в соотношении 1:1 и известь Копанищенского КСМ (Воронежская обл.). Сырьевую смесь готовили с активностью 8 мас.
%. Сырец формовали при давлении 20 МПа, запаривание проводилось по режиму 1,5+6+1,5 ч при давлении пара 1 МПа.153С увеличением влажности сырьевой смеси предел прочности при сжатиизапаренных образцов возрастает (Таблица 4.1).Таблица 4.1 – Предел прочности при сжатии автоклавных материаловв зависимости от содержания глинистой породы и формовочной влажностиПородаСодержаниеПредел прочности при сжатии (МПа) при формовочнойпороды,влажности, %мас.
%Известково-песчаные6819,2519,85101214Покрылись трещинамиСуглинок КМА,1016,8217,1420,8222,9019,46проба № 362025,8428,4231,5332,0528,613026,1029,8830,5534,7434,204027,3029,5630,1032,1232,45108,4310,3211,3612,119,62риллонит-2019,1224,5227,1526,1722,52каолинитовая3018,2624,1626,4925,5120,864015,7322,8724,1624,0719,87Песчанаямонтмо-Отсевобогащения1024,3028,1733,6232,831,56пескаПодклетнен-2024,6729,4334,4838,0535,04скогоместорожде-3029,4630,3934,2235,8133,104026,1628,4630,2432,1030,85Месторождение1013,8415,1617,8216,2315,93Лахдж (Республика2020,4222,1823,9825,0824,02Йемен)3032,6833,1836,0538,9436,84Месторождение1019,7421,0822,8321,9620,14Шибам-1 (Респуб-2021,0822,3624,5825,8324,78лика Йемен)3030,6232,9734,0235,0833,95нияВоронежскойобл.Рациональная формовочная влажность известково-песчаной (контрольной)смеси составила 6 %. Для образцов на основе известково-песчано-глинистого вя-154жущего наибольший предел прочности при сжатии обеспечивает формовочнаявлажность 10–12 %.
При формовании сырьевой смеси с влажностью 12 % и вышеиз пресс-формы выделяется вода. Кроме этого, такая смесь подвергается слеживанию, что затрудняет ее засыпку в пресс-форму.Таким образом, рациональная формовочная влажность сырьевой смеси наоснове известково-песчано-глинистого вяжущего составляет 10 %, обеспечивающая хорошую сыпучесть массы и высокую прочность запаренных материалов.4.1.2 Влияние алюмосиликатного сырья на свойствапрессованных материаловСуглинки Лебединского месторождения КМА.
Из 13 проб изучаемых суглинков КМА Лебединского месторождения (см. таблицу 3.1) для исследованиябыли отобраны наиболее типичные пробы: №№ 36, 40 и 44. Сырьевые смеси готовились с использованием известково-песчано-глинистого вяжущего с содержанием глинистой породы 5–80 мас. % и активностью 4 и 8 мас. %. Использовалипесок Нижнеольшанского месторождения, отмытый от глинистых примесей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
