СИЛИКАТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ АВТОКЛАВНОГО ТВЕРДЕНИЯ НА ОСНОВЕ ИЗВЕСТКОВО-ГЛИНСИТОГО ВЯЖУЩЕГО

Силикатные материалы гидротермального твердения производятся на основе специально разрабатываемых для этих целей месторождений исходного сырья, в частности, кварцевого песка. В тоже время при разработке рудных месторождений в зону горных работ попадают сотни млн. м³ нетрадиционных для промышленности строительных материалов песчано-глинистых пород, спецификой которых является незавершенность процессов глинообразования.

В БГТУ им. В.Г. Шухова проводятся исследования по изучению свойств песчано-глинистых пород и возможности их использования в качестве сырья для получения силикатных материалов. Установлено, что для этих целей наиболее пригодны глинистые породы незавершенной стадии глинообразования, причем, эти породы не пригодны для производства цемента и керамического кирпича.

Цель настоящей работы – исследование свойств вскрышных песчано-глинистых пород Курской магнитной аномалии и разработка технологий производства плотных и ячеистых силикатных материалов автоклавного твердения на их основе.

В работе использовали песчано-глинистую породу Краснояружского района Белгородской области (регион КМА). Визуально порода представляет собой рыхлую породу коричневого цвета. В составе породы преобладает кварц, в качестве второстепенных минералов в супеси следует отметить кальцит, полевой шпат и слюды. Порода предположительно содержит смешанослойные образования типа гидрослюда-монтмориллонит.

В качестве компонента вяжущего использовалась негашеная комовая известь с активностью 78,3%. В качестве газообразователя – алюминиевая пудра ПАП-1, кремнеземистого заполнителя использовали песок Нижнеольшанского месторождения Белгородской области.

Исследования проводили для изучения влияние содержания извести и времени изотермической выдержки на предел прочности при сжатии, водопоглощение и водостойкость образцов.

Для получения плотных образцов изучаемую породу вводили в сырьевую смесь в составе вяжущего, получаемого совместным помолом извести и породы. Образцы прессовали при давлении 20 МПа и запаривались при давлении насыщенного пара 1 МПа при различном времени гидротермальной обработки.

Результаты испытаний показали (рис. 1), что введение супеси КМА в количестве от 5 до 60% в известково-песчаную массу существенно повышает прочность, как сырца, так и запаренных образцов.

Оптимальное содержание породы, в зависимости активности сырьевой массы, составляет 30–50%.

Средняя плотность образцов находится в пределах 1780–1950 кг/м³, достигая максимума при 50% супеси КМА. Водопоглощение существенно не снижается. Значения коэффициента размягчения свидетельствуют о высокой водостойкости образцов. Морозостойкость образцов, в зависимости от активности сырьевой смеси и времени автоклавной обработки, составляет 35–50 циклов. Было выяснено, что супесь КМА даже при сокращенных режимах гидротермальной обработки обладает высокой реакционной способностью и способствует ускорению образования и кристаллизации цементирующего соединения.

Изготовление образцов ячеистого бетона проводили по методике, особенностью которой являлось исключение предварительного помола кремнеземистого компонента. Запаривание осуществлялось при давлении насыщенного пара 1 МПа, при различном времени гидротермальной обработки.

Оптимальное содержание извести в сырьевой смеси, соответствующее максимальной прочности, составляет 16%. Очевидно, данное содержание извести является достаточным для образования максимального количества новообразований при данных условиях гидротермальной обработки.