Строительніе статьи 1996

Новый тип пористого заполнителя на основе местного сырья

Известно, что для-производства искусственных пористых заполни­телей используют легкоплавкие гли­нистые породы, запасы которых ограничены. В связи с этим возник­ла необходимость в изыскании но­вых видов недефицитного сырья, обеспечивающих возможность по­лучения заполнителей с заданными свойствами.

Габотами [1, 2] установлено, что в процессе высокотемпературного обжига могут быть получены пори­стые материалы из магматических силикатных и алюмосиликатных горных пород. Необходимым услови­ем при этом является использование суперплавней, которые в процессе обжига обеспечивают, подобно ще­лочным гидроксидам, совмещение процессов перехода шихты в пиро - пластичное состояние с процессами активного газовыделения.

Суперплавни не только влияют на кинетику процесса, но и в значитель­ной мере меняют фазовый состав образующих продуктов, обеспечива­ют возникновение новообразований, которые, в свою очередь, придают прочность и водостойкость вспучен­ному материалу.

В настоящей работе приведены результаты исследования вулкани­ческих пород тюменского севера в качестве сырья для получения пористых заполнителей.

Как показали результаты петро­графического и рентгенофазового анализов, вулканиты месторожде­ний «Ручей Соколиный» и «Ручей Дорожный» содержат в основном трахитовые порфиры с содержани­ем стеклофазы до 80 % («Ручей Дорожный») и трахитовые ортофи - ры со стеклофазой до 30—60 % («Ручей Соколиный»), Стеклофаза находится в рекристаллизованном состоянии. Вкрапления представле­ны полевыми шпатами и в неболь­ших количествах кальцитом, хлори­том, мусковитом, кварцем, пиритом. Результаты химического анализа представлены в табл. 1.

Данные термогравиметрического исследования показали потерю массы от 1,5 до 2 % за счет кристаллогид - ратной влаги мусковита и хлорита.

Наряду с проведением химико-ми­нералогического анализа сырье исс­ледовали на пластичность, огнеупор­ность, чувствительность к сушке и усадке. Результаты определения числа пластичности по ГОСТ 21216—75 представлены'в табл. 2. По огнеупор­ности сырье относится к высокоплав­ким породам.

Размолотую породу формовали в виде гранул и обжигали в муфель­ных печах с автоматическим регу­лированием температуры.

Наряду с чистыми породами про­водили обжиг смеси породы с добавками (нефтешлама, алюмини­евого шлама, угля, металлургиче­ского шлака и др.). Наилучшие результаты получены с применени­ем нефтешламовых отходов, обра­зующихся при чистке резервуаров на нефтяных месторождениях.

Нефтешламы представляют со­бой дисперсную систему, в состав которой входят, мае. % : минераль­ная часть — 60—70, органическая

— 40—50 и вода — 3—10.

Нефтешламовая добавка способ­ствует, с одной стороны, пониже­нию температуры плавления породы за счет оксидов железа и щелочных металлов минеральной части, а с другой — образованию пористой структуры за счет сгорания органи - <&ской части, и в совокупнос-ти нефтешламовые отходы выполняют роль суперплавня.

В процессе исследования опре делены технологические параметры получения заполнителя с оптималь­ными свойствами (низкая плот­ность, низкое водопоглощение, вы­сокая морозостойкость).

Установлено, что оптимальной является температура

(1190 ±10) °С с интервалом вспу­чивания 60—70 °С. Время выдерж­ки при максимальной температуре составило 7 мин. Полученные гра­нулы имели равномерную пористую структуру, оплавленную шерохо-

SHAPE \* MERGEFORMAT

© Л. Е. Сеинтицких, И. И. Подборнова, А. А. Плюсов, В. Ф Кривоносое, 1996

Ватую поверхность (соответственно закрытую пористость) и достаточ ную прочность при сжатии. Харак теристика свойств обожженных гранул приведена в табл. 3.

Таким образом, основное

Влияние на формирование

Структуры заполнителя оказыва-

Процессы вспучивания порфи­рованных пород в присутствии нефтешламов близки к процессам, протекающим при обжиге магма­тических пород с добавкой супер­плавней.

Учитывая тот факт, что запасы порфированных пород практически не ограничены, данный вид сырья можно рекомендовать для получе­ния пористых заполнителей. Кроме того, важное значение имеет эко­номический аспект утилизации неф­тешламовых отходов, наносящих значительный ущерб окружающей среде и природе.