ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.07.2024
Просмотров: 105
Скачиваний: 0
Ю. К.Резников П.Ф.Шубенкин К. В. Ершов
ШУНГИЗИТ и ШУНГИЗИТО БЕТОН
Ю. К. РЕЗНИКОВ, канд. техн. наук,
П- Ф. ШУБЕНКИН, проф., К. В. ЕРШОВ, инж.
ШУ Н Г И З И Т
ИШ У Н Г И З И Т О Б Е Т О Н
М О С К В А
С Т Р О Й И З Д А Т
1 9 7 4
У Д К 891.327: 666. 973.2 : 666.323
Резников Ю. К., Шубенкин П. Ф., Ершов К. В. Шунгизит и шунгизитобетон. М., Стройиздат, 1974, 118 с. с ил.
В |
книге |
рассмотрены |
свойства шунгитовых сланцев |
и технология |
производства шунгизнтового гравия (разновид |
||
ность |
керамзита), свойства |
и технология шунгизитобетона. |
Приведены технико-экономические показатели производства шунгизнтового гравия и изделий.
Книга предназначена для инженерно-технических ра ботников промышленности строительных материалов.
Табл. 51, рис. 28, список лит.: 27 назв.
У Я Я Я Р
Щ - Ц / е І
©СТРОЙИЗДАТ, 1974
0329 — 296 Р 047(01) — 74 178 — 74
ВВЕДЕНИЕ
Важное значение в развитии строительства имеет изы
скание новых видов сырья, пригодного для |
производст |
ва эффективных пористых заполнителей — в |
особенности |
в отдаленных районах строительства, не располагающих природными легкими заполнителями.
Одним из весьма перспективных видов сырья для про изводства легких заполнителей являются шунгитовые слан цы, широко распространенные на территории Карельской АССР, а также в некоторых других районах.
Проведенные Институтом геологии Карельского филиа ла АН СССР, Главстроем, ВНИИСтром, ЦНИИСК им. Ку черенко, ВИА им. В. В. Куйбышева, другими специализи рованными организациями исследовательские и экспери ментальные работы и опыт эксплуатации промышленных шунгизитовых установок Главстроя в Мурманске и Риге
иГлавзапстроя в Кондопоге, освещаемые в настоящей ра боте, подтвердили возможность получения на основе шунгитовых сланцев эффективного легкого заполнителя бетонов — щунгизитового гравия и песка по рациональной техноло гической схеме.
Свойства шунгизита регламентируются в настоящее вре мя требованиями ГОСТ 9759—71 на керамзитовый гравий
ив последующем — требованиями ОСТ на гравий шунгизитовый, проект которого разработан во ВНИИСтроме.
Использование шунгитовых сланцев в качестве сырья для производства щунгизитового гравия как заполнителя бетонов позволяет решить проблему крупнопанельного строительства для ряда районов северо-запада, Крайнего Севера и некоторых центральных районов европейской ча сти СССР.
Благоприятным фактором, обусловливающим целесо образность перевозки на значительные расстояния фрак ционированных шунгитовых сланцев, является их большой коэффициент вспучивания (3,5—10), высокая механическая прочность, а также подготовленность к обжигу на шунгизитовый гравий буквально «с колес».
3
В настоящее время потребителям отгружается только фракционированный щебень из шунгитовых сланцев, не требующий дополнительной переработки и специальных хранилищ, поскольку он обладает также и ценным качест вом — несмерзаемостыо.
Уже теперь общая потребность в шунгнтовом щебне для производства шунгизита на действующих, расширяемых и вновь вводимых предприятиях должна составить около 600 тыс. м3 в год.
Учитывая актуальность скорейшего комплексного ис пользования ценного сырья — шунгитов для строительных целей, Госстроем СССР принято специальное решение о кон центрации скоординированных усилий ряда ведущих науч но-исследовательских и проектных организаций страны для решения этой проблемы.
Дель настоящей работы — ознакомление широкого круга читателей с новым эффективным строительным мате риалом — шунгизнтовым гравием, обобщение имеющихся пока немногочисленных данных и сведений о природе и свой
ствах |
сырья — шунгитовых |
сланцев, способах их добычи, |
||
опыте |
и |
рациональных |
направлениях |
использования |
в строительстве. |
|
осветить обнару |
||
Авторы |
стремились возможно полнее |
женную канд. геол.-минерал, наук Ю. К. Калининым и В. Н. Мартыновым замечательную способность карельских шунгитовых сланцев к интенсивному вспучиванию при об жиге, с образованием эффективного легкого заполнителя— шунгизитового гравия и описать опыт его промышленного производства.
Значительное место уделено описанию технологии про изводства шунгизитобетонных стеновых конструкций и дру гих изделий КПД, а также практике строительства первых крупнопанельных 5-этажных жилых домов на Севере.
В книге освещаются результаты научно-исследователь ских, экспериментальных работ по изучению физико-меха нических свойств шунгизита, конструктивно-теплоизоля ционного шунгизитобетона и стеновых панелей из него, про веденных по инициативе Главстроя рядом ведущих НИИ, специализированных и проектных организаций.
Авторы выражают благодарность сотрудникам этих организаций за оказанную помощь при подготовке книги.
Г Л А В А I
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О СВОЙСТВАХ И ПРИМЕНЕНИИ
КАРЕЛЬСКИХ ШУНГИТОВЫХ СЛАНЦЕВ
1. СВОЙСТВА КАРЕЛЬСКИХ ШУНГИТОВЫХ СЛАНЦЕВ
Карельские шунгитовые слайды Нигозерского место рождения — древние (докембрийские) метаморфизованиые осадочные породы плотной структуры. Цвет шунгитовых сланцев темно-серый, иногда черный, объемная масса 2,7— 2,9 г!см3, твердость по шкале Мооса — 4—5, водопоглощение породы 0,16—0,38%. Прочность сланцев при сжатии от 1400 до 3000, при изгибе 370—550 кгсісм2. Утвержденные прогнозные геологические запасы шунгитовых пород на территории Карелии весьма велики и в результате проводи мых изысканий увеличиваются.
В отличие от большинства изученных сланцевых пород карельские шунгитовые породы содержат шунгитовое ве щество — особую форму углерода, отличающуюся инерт ностью по отношению к агрессивным средам, электропровод ностью, теплопроводностью и, что особенно важно, способ ностью вспучиваться при температуре обжига 1100° С±30°, превращаясь в легкий пористый заполнитель — шунгизитовый гравий, являющийся одной из наиболее эффектив ных модификаций керамзита. Это ценное свойство интенсив ного вспучивания сланцев при обжиге наиболее активно и полно проявляется у шунгитовых пород, содержащих 1,2—5% шунгитового вещества, представленного в виде частичек размером около 0,02 м/с, равномерно распределен ных среди силикатной массы, состоящей из частиц разме ром около 10 мк.
Технологическая классификация шунгитовых пород по признаку содержания в них шунгитового вещества, по дан ным Ю. К. Калинина (Инст. геологии Карельского филиала АН СССР), приведена ниже. Из данной схемы следует, что сырьем наиболее высокого качества для производства лег кого заполнителя — шунгизитового гравия — являются шунгитовые многозольные сланцы, в том числе и кварц- плагиоклаз-хлоритовые.
5
Изученный Институтом геологии минералогический и химический состав указанных вспучивающихся модифика ций шунгитовых сланцев участков карельских месторожде ний приведен в табл. 1.
Как видно из данных табл. 1, шунгитовые сланцы четы рех участков различаются между собой содержанием основ ных компонентов S i0 2 и FeO + Fe20 3, влияющих на эф фективность вспучивания сланцев при обжиге, порообра зование и приобретение структурной прочности шунгизитового гравия, а также температурой и интервалом вспучи вания.
Как следует из приведенных данных, шунгитовые слан цы Нигозерского участка, являющегося в настоящее время основным разведанным и разработанным месторождением, имеют наименьший («узкий») интервал вспучивания, что необходимо учитывать при организации производства шунгизитового гравия, в частности для правильного выбора типа вращающихся обжиговых печей и при отработке опти мального режима обжига шунгизита.
По данным Ю. К. Калинина [7], специфические свойст ва шунгитовых сланцев обусловлены, с одной стороны, свойствами самого шунгитового углерода, а с другой — структурой шунгитовых пород.
Структура шунгитового вещества более упорядочена, чем структура антрацита, и менее, чем графита, и при рассмо трении под микроскопом напоминает структуру стекла. Особенностью шунгизитового гравия, получаемого при об жиге шунгитовых сланцев, также является стеклообразный характер его структуры.
Структурные особенности шунгитового углерода харак теризуют минерал шунгит большей, чем у антрацита, плот ностью, твердостью, электропроводностью' и теплопровод ностью, а также исключительной инертностью ко всем агрес сивным средам.
Шунгитовое вещество, содержащееся в породе в высоко дисперсном состоянии, частично передает ей свои свойства — уже при содержании его в количестве 1,5—2% порода при обретает глубокий черный цвет, электропроводность, спо собность вспучиваться.
2.ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ШУНГИТОВЫХ ПОРОД
ВСТРОИТЕЛЬСТВЕ
Кварц-хлорит-плагиоклазовая разновидность много зольных шунгитов Нигозерского месторождения (Кондо-
6
. Характеристика вспучивающихся шунгитовых сланцев (по данным Ю. К. Калинина)
Do а
ІЛіНЕОНЬЛиОЯ irc n d o x n p j
Эо а
вн н в п м ь Л и эя
вй Л іе с Іѳ и іч з т
с
с
iS
o'4
|
о |
|
О |
СО |
|
2 |
||
|
||
X |
CJ |
|
га |
Sо
о
ЬД
>> |
2 |
га |
|
ьИ- **
о О
a
«в ПнЦ,
о о
S'
2 <
X И
О
Н
м
О
СП
öS |
|
о |
оХ |
о |
|
и |
О |
га |
|
о |
|
ч |
|
aо
О
о
о
fr*
СО
>з
BfrHfflTC ШІХ
30 |
|
S |
1 |
о |
1 |
ІО LO ' |
о |
|
СО *-< |
05 ^ |
|
о —« |
о |
— |
—• —■* |
|
1—■< |
<м |
|
со |
(О |
|
—< |
Tj* |
|
Ю~ |
05 |
|
N- |
со |
|
|
—Г |
|
|
N- |
|
N- |
|
|
о |
см" |
|
см |
00 |
|
N- |
|
ю |
|
<м~ |
|
|
оо |
|
|
СО |
|
|
со* |
|
со |
со |
|
со |
•> |
|
|
юсо
*—< |
со |
■ч* |
|
СО* |
|
ю<м
05см
——
|
СО |
|
см |
|
||
|
|
<м |
|
|||
|
о> |
|
|
СО |
||
|
|
|
|
ю |
|
|
со о |
ю |
со о |
о |
|||
—<ю |
со |
см |
І |
со |
||
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
||
1 |
J |
ГУ") |
1 |
1 ІО |
||
О З О Й |
С О Ю Й |
|||||
1 |
|
( |
см со V |
|||
1 |
1 |
1 |
|
|||
|
со |
то |
||||
|
|
со |
|
|
||
|
. |
ч |
|
|
ч |
|
_ |
я |
|
|
|
||
h |
о |
а |
я |
й |
||
О . о . и |
||||||
о , о , и |
||||||
то |
о |
го |
то |
о |
то |
|
ca |
ч |
с: |
ш |
ч |
ч |
|
х |
х |
с |
х |
х |
с |
|
|
о |
|
|
о |
|
|
|
о . |
|
|
|
||
|
о |
|
|
a . |
|
|
|
С- |
|
|
|
|
Кк
к£
ѳі ч а о е е і г я о
-H J B i f u - x H d o ir x - t id B a ^ i
о |
8 0 |
00 |
11
оо
т** СМ |
s § |
—4 СМ |
CM |
-* *—« |
«-*< 1—1 |
|
N- |
05<M ^ *
СО |
СО |
|
г - |
со |
|
ю |
см |
о |
|
—* |
|
со |
<М |
со |
|
о * |
|
со |
N- |
ою
Tf< |
со* |
л |
оо |
см |
|
05 |
со |
|
|
|
со |
со* |
м<* |
—* |
|
00 |
со |
см |
<м |
— |
|
N* |
ю |
05* |
хо |
юсо
о |
со <м |
о |
с о см о |
||||
^ |
см ю |
■4f |
1 |
1 |
1 |
||
1 |
1 |
1 |
1 |
||||
1 |
і |
1 |
м |
|
м |
|
|
со СО (М |
|
|
|
|
|
||
<М |
|
со |
|
|
|
|
|
I |
! |
I |
|
|
|
|
|
J |
I |
1 |
|
|
|
|
то |
|
|
|
|
|
|
|
ч |
|
н |
|
|
, |
|
|
Я |
а |
Я |
то |
i f |
я |
га |
к |
|
о , |
О- к£ |
а о , 5 и |
|||||
то |
о |
о |
то |
о |
9 |
я |
|
0 |
4 |
Ч |
со |
Ч |
с; |
Ч |
|
М |
Х и |
Х |
Х |
и С |
|
||
|
то |
|
V |
л |
^ |
|
|
|
X |
|
|
||||
|
|
ч |
|
а: |
я |
|
|
|
|
|
Q5 |
> , |
ТО |
||
с |
|
я |
|
|
о . |
||
|
|
|
О Д |
ТО |
|||
|
сх |
|
то |
|
со |
|
|
|
|
с о |
с: |
>» |
3 H i3 K F o iB ’3 - x H d o i f x - n d e a ) j
7
Классификация шунгитов и область их использования
>■> |
н о |
3^ |
о |
я н -g |
|
s S ' |
Л. а. о Ь |
£ I |
II! |
л о |
U 5 С |
ч<м |
|
о |
|
|
I о=з=: |
|
S ч Р |
|
О. Vо |
|
U |
Ш
о *3
- I s
ч
ю
О
о
н
о
Ч2J
3 о
s с*
и о
С £
Л =• g ■
§ ? а ° ' 3 3 н §
8
пожского района Кар. АССР), известная под названием «чер ный аспид», издавна применялась строителями в качестве плит для полов, полированных подоконных плит и плинту сов; эти шунгиты использовались также для скульптур, па мятников, поделок. В настоящее время шунгитовые поро ды плитчатой формы успешно применяются Главсевзапстроем в отделке зданий. Обладая малым водопоглощением, высокой механической прочностью при сжатии, изгибе и ударе, сланцы поддаются сверлению, распиловке, хорошо шлифуются и полируются, приобретая высокие декоратив ные свойства.
В Институте геологии Карельского филиала АН СССР
впервые была установлена возможность получения из шунгитовых многозольных сланцев (в том числе из кварц-пла- гиоклаз-хлоритовых) нового, эффективного легкого запол нителя — шунгизитового гравия, выявлены основные осо бенности сырья при нагревании и обжиге, принятые затем за основу при дальнейших многосторонних исследованиях, отработке технологических параметров и освоения завод ской технологии массового производства шунгизитового гравия.
Из других рациональных направлений использования в строительстве шунгитовых сланцев следует отметить сле дующие.
Институт геологии совместно с ВНИИстромом провел испытания шунгитов Максовского месторождения в строи тельных красках и силикатном кирпиче.
При сверхтонком помоле шунгита (проход через сито с 10 000 отвісм2) ВНИИстромом получен высококачествен ный сухой пигмент глубокого черного цвета, обладающий в масляном колере укрывистостью 10 г/м2 и в клеевом 15—20 г/м2. Установлено, что шунгитовый пигмент может быть использован в производстве не только масляных, но и клеевых, силикатных, известково-цементных и других красок, а также для приготовления черного цемента (при введении в обычный цемент до 15% шунгитового пигмента).
Положительные результаты получены и при введении добавки тонкомолотого шунгита в состав шихты силикат ного кирпича, где шунгит является не только пигментом, но и активным кремнеземсодержащим компонентом, обеспе чивающим получение лицевого кирпича темно-серого цвета с высокими характеристиками (водопоглощение— 13,8%, прочность на сжатие— ПО кгс/см2, морозостойкость — более 15 циклов).
9