Технические науки/4.Современные строительные материалы

 

Д-р техн. наук Монтаев С.А., магистр техн. наук Таскалиев А.Т.,

магистр техн. наук Жарылгапов С., магистрант Монтаева Н.С.

Западно – Казахстанский аграрно – технический университет

 им. Жангир хана, Республика Казахстан

 

Использование кремнистой породы – опоки для

получения искусственного щебня

 

Реализация индустриально-инновационной политики республики Казахстан предполагает создание конкурентоспособных технологий в области строительного производства.

Особое место в строительной индустрии занимают природные и исскуственные заполнители в виде щебня.

В настоящее время потребность в щебне для нужд строительства в Западном Казахстане, покрывается за счет щебеночных заводов, работающих на основе природных горных пород. В основном они сосредоточены в районах, где находятся месторождения природных пород пригодных для производства щебня.

Доля щебня в составе бетона составляет  60,0-75,0% т.е. занимает основной объем в материалах и конструкциях. Без применения щебня нет качественного дорожного строительства, так как в дорогах в зависимости от категории дороги толщина конструкционного слоя дорожного полотна доходить до 50-70см.

Из-за такой ситуации в тех регионах, где отсутствует месторождение горных пород потребность в щебне, обеспечивается транспортировкой только по железной дороге.

Для решения поставленной задачи нами были исследованы опока Таскалинского месторождения Западно – Казахстанской области с целью получения исскуственного щебня по керамической технологии. Опоки имеют серую, голубовато – серую, желтую, желто – зеленоватую окраску, являются массивными и неслоистыми, различной крепости [1,2]. Окраска опок Таскалинского месторождения имеют зеленоватый   цвет. Легкая, твердая, микропористая. Кремнистое вещество имеет коллоидно – микрозернистое строение и опал – халцедоновый состав. Согласно геологическим данным опоки залегают в палеогеновых и меловых отложениях, образуются в морских бассейнах за счет уплотнении и цементации диатомитов и трепелов [3]. Химический состав опоки приведен в таблице 1.

Таблица 1 - Химический состав опоки

Наимено-

вание

сырья

                               Содержание оксидов, мас.%

SiO2

Al2O3

TiO2

CaO

MgO

Fe2O3

SO3

Na2O

K2O

п.п.п.

Опока

66,98-83,5

5,76-12,95

0,1-0,62

0,24-17,9

0,43-1,39

1.39-4,8

0,03-0,97

0,15-0,78

1,132,85

1,85-18,9

 

Для проведения исследований сначала опоку поместили в сушильный шкаф при t=900С и выдерживали до постоянной массы. Затем высушенную опоку дробили в лабораторной дробилке и просеяли, с целью получения фракций 10 – 20 мм. После получения фракций образцы обжигались в электрической печи.

 Исследуемая область температуры обжига 900-11000С. После обжига образцы охлаждались в печи и подвергались физико – механическим испытаниям (таблица 2).

Таблица 2 - Физико - механические свойства обожженных образцов керамического щебня на основе опоки

№

п/п

Температура обжига,    0С

Средняя плотность,

кг/м3

Предел прочности при сжатии, МПа

     1

без обжига

1075

15,3

     2

900

930

20,2

     3

950

760

30,3

     4

1100

550

60,0

 

Анализ полученных результатов показывает, что с повышением температуры обжига средняя плотность образцов снижается, а прочность при сжатии повышается.

Разработанный щебень 1,5-2 раза легче и на 35,0-40,0% лучше теплофизические свойства при сохранении прочностных характеристик, что придает материалу новые преимущества по сравнению с традиционным щебнем.

Таким образом реализация результатов исследований позволяет обеспечить строительную индустрию Республики Казахстан принципиально новым видом щебня, которая существенно улучшить физико-механические и эксплуатационные свойства несущих и ограждающих конструкции зданий и сооружений, а при использовании в дорожном строительстве повысить долговечность дорожного покрытия.

 

Литература:

1.   Монтаев С.А. Использование опоки Западно-Казахстанского месторождения для модификации составов керамических масс с целью получения эффективной стеновой керамики / С.А. Монтаев, А.Т. Таскалиев, С. М. Жарылгапов, А. С. Монтаева // Теория и практика повышения эффективности строительных материалов: Материалы VI Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. – Пенза: ПГУАС, 2011. - 139-143с.

2.   Устинов А.В. Прочность опок при производстве керамического кирпича способом пластического формования  // Теория и практика повышения эффективности строительных материалов: Материалы VI Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. – Пенза: ПГУАС, 2011. - 238-242с.

3.   Камалов С.А., География размещения месторождений природных ископаемых Уральской области и их народнохозяйственной применение.  Уральск: 1992. – 139 с.