Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,916

ВЛИЯНИЕ ДОБАВКИ ЦЕОЛИТА-ХОНГУРИНА НА СВОЙСТВА КАМНЯ НА ОСНОВЕ МИНЕРАЛЬНЫХ ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ

Егорова А.Д. Рожин В.Н. Филиппова К.Е.

Большие возможности применения природных цеолитов в Якутии, связано с освоением месторождения Хонгуруу, которое было впервые обнаружено в Якутии сотрудником ЯФ СО АН, К.Е. Колодезниковым в 1978 г. в местности Хонгуруу Республики Саха (Якутия). Так, на территории западной Якутии был открыт крупнейший по прогнозным ресурсам (около 3,5 млрд т) Кемпендяйский цеолитоносный район, в пределах которого в настоящее время известны месторождения Хонгуруу, Улахан-Уоттах, Сорос и Чучуба. На месторождении Хонгуруу завершены разведочные работы и утверждены запасы (11 млн т). Оно подготовлено к промышленному освоению и благоприятно для дешевой открытой разработки.

Цеолит-хонгурин состоит из минералов клиноптилолит-гейландитового ряда (70...90 %), кварца, полевых шпатов, обломков кремнистых пород, биотика, кальцита, вулканического стекла и глинистых минералов. Химический состав хонгурина показан в табл. 1. Содержание хонгурина в породе составляет 70...98 %. Запас сырья оценивается в 11,4 млн т, что позволяет обеспечить нужды республики в цеолите в течение 120 лет. Имеются также другие крупные залежи цеолитового сырья в 3,5 млрд т.

Таблица 1

Химический состав природного цеолита месторождения «Хонгуруу»

Химический состав, %

SiО2

Аl2О3

Fe2О3

СаО

МgО

К2О + Na2О

ТiО2

Н2О+

Н2О

65,11

12,16

1,08

2,62

1,88

3,30

0,13

8,89

4,26

По классификации, разработанной НИИЖБом, цеолитовые породы относятся к минеральным добавкам с пуццоланическим проявлением активности с высокой степенью активности. Вместе с тем они относятся к малоэффективным добавкам. Выявленная экспериментально их значительная пуццоланическая активность в большей степени связана с хемосорбционными процессами. Основное же влияние на результаты их применения оказывает высокая водопотребность, требующая строгого ограничения их содержания в составе вяжущего и применения преимущественно в низкомарочных бетонах (М150) и строительных растворах. Накопление нерастворимых новообразований дает возможность гидравлического твердения смешанных вяжущих.

Был проведен ряд исследований по определению влияния введения добавки цеолита-хонгурина в состав композиционного гипсового вяжущего (КГВ) и портландцемента. Результаты исследований приведены в табл. 2.

Таблица 2

Результаты исследования влияния добавки цеолита-хонгурина на свойства композиционного гипсового вяжущего

Расход компонентов, %

Удельная поверхность добавки, м2/кг

Предел прочности при изгибе в возрасте 7 сут, МПа

Предел прочности при сжатии в возрасте 7 сут, МПа

Коэффициент размягчения

гипсовое вяжущее

портландцемент

цеолит-хонгурин

воды

50

20

30

46

420

6,32

14,66

0,58

50

27

23

43

890

7,52

18,30

0,75

85

8

7

44

890

6,81

16,70

0,53

Сопоставляя показатели свойств КГВ разных составов в табл. 1, можно отметить, что более тонкий помол цеолита-хонгурина способствует снижению водопотребности, повышению прочности и водостойкости, причем это зависит от количества комплексной добавки в составе вяжущего, с ее уменьшением свойства несколько ухудшаются.

Исследование влияния добавки цеолита на свойства портландцемента производилось на пробе с удельной поверхностью Sуд = 766 м2/кг. Результаты приведены в табл. 3.

Таблица 3

Результаты исследования влияния добавки цеолита-хонгурина на свойства портландцемента

Расход компонентов, %

Расход цеолита-хонгурина от массы вяжущего, %

В/Ц

Средняя плотность, кг/м3

Предел прочности при изгибе, МПа

Предел прочности при сжатии, МПа

портландцемент

песок

25

75

0

0,64

2055

4,39

15,38

25

75

5

0,64

2087

5,14

17,68

25

75

15

0,64

2093

5,43

19,89

25

75

25

0,64

2099

5,98

29,17

Экспериментальные данные позволяют сделать вывод, что введение в состав цементного раствора добавки цеолита-хонгурина размолотого до удельной поверхности 766 м2/кг в количестве 25 % от массы вяжущего значительно отражается на пределе прочности при сжатии, при этом рост прочности составил 90 %. Предел прочности при изгибе увеличился только на 36 %.

В дальнейшем на основе разработанных вяжущих веществах были подобраны составы пенобетона различной плотности. Основные физико-механические свойства пенобетонов приведены в табл. 4 и 5.

Таблица 4

Результаты подбора состава пенобетона на основе КГВ

Марка по плотности D

Расход КГВ, кг/м3

Состав пены, мл

Нормальная густота КГВ, %

Предел прочности при сжатии (7 сут), МПа

Коэффициент теплопроводности λ, Вт/м·К

вода

пенообразователь ПБ-Люкс

200

200

100

3,00

55

0,081

0,050

250

250

100

3,00

55

0,103

0,053

300

300

100

3,00

55

0,149

0,056

350

350

100

3,00

55

0,287

0,061

400

400

100

3,00

55

0,613

0,072

Таблица 5

Результаты подбора состава пенобетона на основе портландцемента с добавкой цеолита-хонгурина

Марка по плотности D

Расход материалов, % по массе

Пена, л/дм3

Вода, л/дм3

Предел прочности при сжатии, Rсж, МПа

Коэффициент теплопроводности λ, Вт/мК

портландцемент

цеолит-хонгурин

500

85

15

1,00

0,285

0,48

0,120

550

92

8

1,10

0,314

0,68

0,168

600

85

15

0,55

0,314

1,17

0,170

900

92

8

0,85

0,485

4,82

0,262

По полученным результатам можно сделать вывод, что цеолит-хонгурин приобретает достаточную активность при удельной поверхности порядка 800 м2/кг и положительно влияет на физико-механические свойства как смешанных вяжущих на основе гипса, так и чистого портландцемента. На основе разработанных смешанных вяжущих подобраны составы теплоизоляционных и конструкционно-теплоизоляционных пенобетонов для стеновых изделий.


Библиографическая ссылка

Егорова А.Д., Рожин В.Н., Филиппова К.Е. ВЛИЯНИЕ ДОБАВКИ ЦЕОЛИТА-ХОНГУРИНА НА СВОЙСТВА КАМНЯ НА ОСНОВЕ МИНЕРАЛЬНЫХ ВЯЖУЩИХ ВЕЩЕСТВ // Современные наукоемкие технологии. – 2012. – № 9. – С. 62-63;
URL: http://top-technologies.ru/ru/article/view?id=30921 (дата обращения: 30.03.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074