Использование природных цеолитов Красноярского
края в производстве строительных материалов
А.С. Шакора,
кандидат технических наук,
доцент Красноярской
архитектурно-строительной академии
Цеолиты представляют собой группу минералов – алюмосиликатов с уникальными свойствами, обусловленными их каркасной структурой, которая обеспечивает высокую гидравлическую активность породы.
В Красноярском крае открыто несколько месторождений цеолитизированных туфов. Наиболее перспективными являются Пашенское, Сахаптинское и Вознесенское, характеризующиеся благоприятными горно-геологическими условиями залегания пластов для открытой разработки, близостью от промышленных центров. Химический состав пород приведен в таблице 1.
Целью нашей работы являлось исследование свойств цементно-цеолитовых, зольно-цеолитовых и цементно-зольно-цеолитовых композиций для использования их в строительных растворах, тяжелых и легких бетонах, ячеистых бетонах неавтоклавного твердения, а вскрышных цеолитизированных пород в производстве керамических изделий.
Породы измельчались в шаровой мельнице до тонкости помола, характеризующегося остатком на сите №008в количестве 15…20%. Затем составляли композиции с добавкой цеолитов от10 до 40; (от массы цемента и цементно-зольного вяжущего) с градацией через 5%.
В результате было установлено, что введение добавок цеолита 10…15% позволяет сократить расход цемента и использовать вяжущее оптимального соотношения в строительных растворах и тяжелых бетонах класса В 15…В10. Были изготовлены образцы из неавтоклавного газобетона марок Д500…Д700, в которых кремнеземистый компонент полностью заменен измельченным цеолитсодержащим туфом, а в качестве вяжущего были использованы цементно-зольные и цементно-зольно-цеолитовые композиции.
Из вскрышных цеолитсодержащих пород был получен кирпич марки 150 и керамзитовый гравий с насыпной плотностью 400…600 кг/м3.
На основании анализа результатов научно-исследовательской работы нами была установлена технико-экономическая целесообразность использования природных цеолитов в производстве основных видов строительных материалов.
Одним из направлений работы являлось использование цеолитсодержащих пород Пашенского месторождения для получения керамического кирпича. Это месторождение находится в 100км от г. Красноярска и имеет промышленные запасы цеолитсодержащих туфов.
Основными цеолитовыми компонентами этих пород являются гейландит и клиноптилолит. Цеолитовая фаза обогащена, в основном, щелочноземельными ионами, которые представляют собой преимущественно кальциевую форму. Сопутствующие минералы – кварц, кальцит, плагиоклаз, гидроокислы железа.
Вскрышные цеолитсодержащие породы по своему составу и свойствам приближаются к туфоаргиллитам. Пашенское месторождение характеризуется содержанием в породе 40% клиноптилолита и гейландита, 60 % глины (монтмориллонита) и песка.
Исследования физико-механических свойств образцов из вскрышных пород производились в соответствии с ГОСТ 26594-85 «Сырье глинистое для производства керамического кирпича и камней. Технические условия».
Вскрышные породы по числу пластичнос
ти (П=10…12) относятся к умеренно-пластичным, воздушная усадка 2…4%, связность по Rсж высушенных образцов составляла 6-8 МПа.
Образцы-цилиндры (d=50мм, h=50мм) формовали полусухим прессованием. Оптимальная влажность пресспорошка соответствовала 9%. Удельное прессовое давление – 20МПа; прессование двухстадийное: 1 стадия– 5…6 МПа, 2 стадия– 20 МПа.
Образцы высушивали при Т=105°С до остаточной влажности 5%.
Образцы обжигали в муфельной печи при различных температурах: 850, 900, 950, 1000, 1050, 1100°С с выдержкой в течение 2ч. Результаты послеобжиговых свойств показали, что оптимальной температурой обжига является Т=950°С.
Морозостойкость кирпича размером 250ґ120ґ65 мм составляла 35-50 циклов, теплопроводность равна 0,71 Вт/мК.
Таким образом, на основании результатов проведенных нами исследований, можно сделать выводы:
– из вскрышных цеолитсодержащих пород получен керамический кирпич марок 125; 150; 175;
– все качественные показатели кирпича соответствуют требованиям ГОСТ 530-95 «Кирпич и камни керамические»;
– установлена экономическая и практическая целесообразность использования вскрышных цеолитсодержащих пород Пашенского месторождения.
Вскрышные цеолитсодержащие породы, которые в большом количестве направляются в отвалы и занимают плодородные земли, являются также ценным сырьем для производства керамических изделий. На основе вскрышных пород был получен экологически чистый конструкционно-отделочный материал – лицевой керамический кирпич с высокими эстетическими и физико-механическими характеристиками, вполне соответствующими требованиям ГОСТ 7484-78 «Кирпич и камни лицевые» для марок 125, 150, 175.
Установлена возможность расширения сырьевой базы и решения проблемы оздоровления окружающей среды путем использования вскрышных цеолитсодержащих пород.
Список литературы
1. А.С. Шакора, Н.М. Влодарчик, Стеновые и отделочные материалы на основе природных цеолитов Пашенского месторождения //Сб. тез. докл. Межд. конф. по проблемам использования вторичного сырья и производства строительных материалов. Новосибирск, 1994. С. 40.
2. А.С. Шакора, Н.М. Влодарчик, Природные цеолиты – ценное сырье для производства строительных материалов // Современные проблемы строительного материаловедения: Тез. докл. Межд. науч.-техн. конф., Самара, 1995. С. 60-61.
3. А.С. Шакора, Н.М. Влодарчик, М.А. Пьянкова, Использование природных цеолитов для производства керамического кирпича // Достижения науки и техники – развитию г. Красноярска: Тез. докл. науч.-практ. конф., Красноярск, 1997. С. 98-99;
4. А.С. Шакора, Н.М. Влодарчик, М.А. Пьянкова, Природные цеолиты – сырье для производства керамических изделий // Цеолиты Красноярского края: Материалы краевой науч.-практ. конф., Красноярск, 1998. С. 57-61.
5. А.Е. Бурученко, А.С. Шакора. Использование цеолитов Красноярского края для производства керамических изделий. // Сб. материалов Всеросс. науч.-практ. конф., Красноярск, 2001. С. 162.
| 
