Одним из ведущих мест здесь принадлежит керамзиту, который в свою очередь, могут успешно развиваться только при наличии достаточно развитой и совершенной сырьевой базой для налаживания его производства. [3]
Однако запасы глин для производства керамзита в Казахстане весьма ограничены и поэтому основным сырьем для производства строительной керамики служит малопластичные лессовидные суглинки, которые имеются во всех регионах. [4]
Цель работы - проведения предварительных экспериментальных исследовании по использованию лессовидных суглинков для получения керамзита в композиции с бентонитовыми глинами.
Для поводения экспериментальных исследовании в качестве сырьевых материалов использованы суглинок Чаганского месторождения и бентонитовая глина Погадаевского месторождения.(Западно-Казахстанская обл.) Суглинок Чаганского месторождения содержит до 12% монтмориллонитового компонента, находящегося в форме смешаннослойных образований и гидрослюдой и каолинитом. [5]
Из кристаллических фаз в суглинке также содержится кварц d/n=4,23; 3,34; 1,974; 1,813; 1,538*10-10м, полевой шпат d/n=3,18; 2,286*10-10м, кальцит d/n=3,02; 2,018; 1,912*10-10м и гематит d/n=1,839; 1,686; 1,590*10-10м.
Глина Погодаевского месторождения по огнеупорным свойствам относится к легкоплавким, по содержанию Fe2O3 к глинам с высоким содержанием красящих оксидов, а по содержанию Al2O3 к группе кислого сырья.
Таблица 1 - Пластичность глинистых компонентов
Наименование глин |
Число пластичности |
Классификация по ГОСТ 9169-75 |
Глина Погодаевского месторождения |
26,5 |
высокопластичная |
Суглинок Чаганского месторождения |
11,5 |
умеренно-пластичный |
Минералогический состав глины представлен в основном монтмориллонитом d/n=5,06; 4,46; 3,79; 3,06; 2,455; 2,28; 2,127; 1,977; 1,817; 1,675*10-10м.
Коэффициент вспучиваемости бентонитовой глины составляет более 4,5 а суглинок относится к категории невспучиваемых глин.
Исследуемая область составова композиции с приведены в табл.2.
Таблица 2 - Исследуемые составы керамических масс для получения керамзита
№ состава |
Содержание компонентов, масс % |
|
суглинок |
Бентонитовая глина |
|
1 |
50 |
50 |
2 |
60 |
40 |
3 |
70 |
30 |
4 |
80 |
20 |
Сырьевые материалы сначала высушивались и размалывались в лабораторной шаровой мельнице до удельной поверхности 1300-1500г/см2. Затем компоненты отвешивались в нужных количествах и насухо перемешивались. После чего в сухую смесь добавлялась вода. Из полученной смеси изготовлялись гранулы 10-20мм.
Отформованные изделия сушили в сушильном шкафу при t=100-110оС до постоянной массы. Обжиг производили в электрической муфельной печи с объемом 20л. На начальном этапе термообработки до 500оС скорость подъема температуры составляло 2,5-3,0оС в минуту затем до температуры 1150 оС скорость подъема температуры принимали 22,0-25,0оС. При данной максимальной температуре образцы подвергались изотермической выдержке в течение 20-30 минут. По истечении времени изотермической выдержки образцы охлаждались в отключенной печи до комнатной температуры. Продукты обжига подвергались физико-механическим испытаниям согласно ГОСТ 9758-86 Заполнители пористые неорганические для строительных работ. Методы испытаний. Результаты экспериментальных исследований приведены в табл.3.
Таблица 3. Изменение физико-механических свойств образцов в зависимости от состава и температуры обжига
№ составов |
Температура обжига, 0С |
Коэффициент вспучивания
|
Средняя плотность, кг/м3 |
Марка по прочности при сдавливании в цилиндре, МПа |
На основе чистого бентонита |
1200 |
4,5-5,0 |
350-400 |
15-25 |
1 |
1150 |
3,6-3,7 |
550-600 |
50-75 |
2 |
1150 |
3,3-3,5 |
640-670 |
50-75 |
3 |
1150 |
2,8-3,0 |
710-770 |
75-100 |
4 |
1150 |
2,5-2,7 |
820-870 |
125-150 |
Как показывают результаты экспериментальных исследований с увеличением содержания бентонитовой глины от 20,0% до 50,0%, наблюдается общая тенденция снижения средней плотности образцов от 820-870 кг/м3 до 550-600 кг/м3 а прочность гранул при сдавливании в цилиндре увеличивается по мере увеличения содержания суглинка. Следует отметить, что с увеличением содержание лессовидного суглинка наблюдается увеличение толщины корки обожженных гранул
Анализ изменения свойств образцов в зависимости от состава композиции показали, что добавка бентонитовой глины в состав лессовидных суглинков переводить суглинки с категории невспучивающих к категории средневспучивающих глин. Кроме того присутсвие лессовидных суглинков в составе композиции для получения керамзита способствует повышению прочности гранул 2,5-3 раза.
Таким образом, установлено возможность получения керамзитового щебня с использованием низкокачественных невспучивающихся лессовидных суглинков в композиции с бентонитными глинами.
Результаты полученных экспериментальных исследований служат основой разработки ресурсо- и энергосберегающих технологий производства керамзитового щебня с использованием местных лессовидных суглинков.
Литература
1.Ботвина Л.М. Строительные материалы из лессовидных суглинков. Ташкент.: Укитувчи, 1984. с.40.
2. Камалов С.А., Ли К.А. География размещения месторождений природных ископаемых Уральской области и их народнохозяйственной применение. Уральск: 1992. - 139 с.
3. Онацкий С.П. Производство керамзита. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1987.- 333 с.: ил.
4. С.А.Монтаев, Ж.Т.Сулейменов «Стеновая керамика на основе композиции техногенного и природного сырья Казахстана» Уральск: 2006 - 190 с.
5. Технологические особенности модифицирования керамических масс на основе лессовидных суглинков для получения лицевой стеновой керамики: Материалы VI Межд. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых / под ред. С.А.Монтаев, Н.Б.Адилова, Н.С.Монтаева. - Пенза : Пенз. гос. унив-т арх и стр-ва, 2011. - 131 с.