Файл: Резников Ю.К. Шунгизит и шунгизитобетон.pdf

Благодаря малому содержанию водорастворимых солей (0,3—0,5%) малозольные шунгиты, как показали совмест­ ные исследования Института геологии и ЦНИЛХимстроя, обладают повышенной кислотостойкостыо. Это дало осно­ вания для проведения исследований в новом, перспектив­ ном направлении рационального использования шунгитов.

Сказанным не исчерпываются другие прогрессивные на­ правления использования шунгнтовых сланцев — комплек­ сного, перспективного для народного хозяйства и в особен­ ности для строительства сырья. На данном этапе изыска­ ний и исследований для технологов промышленности строи­ тельных материалов наибольший практический интерес представляют эффективный легкий заполнитель — шунгизитовый гравий, бетоны, и конструкции с его применением, описанию которых, в основном, п посвящена настоящая работа.

3.ИССЛЕДОВАНИЯ ШУНГИТОВЫХ СЛАНЦЕВ

ИШУНГИЗИТА

Внастоящее время изучением физико-механических осо­

бенностей структурообразования шунгизитового гравия и разработкой технологических решений занимаются ВНИИСтром, НИИЖБ, НИИКерамзит, Гипростром, НИИСМ и другие специализированные организации. На первом же этапе исследования проводились Петрозавод­ ским институтом геологии. Поскольку наибольший практи­ ческий интерес в настоящее время представляют шунгитовые сланцы Нигозерского месторождения, целесообразно более подробно осветить их свойства и особенности.

Первые исследования шунгитовых сланцев были прове­ дены в 1963 г. в лаборатории нерудного сырья Петрозавод­ ского института геологии Карельского филиала АН СССР

(проф. д-р геол.-минерал, наук П. А. Борисов, канд, геол.- минерал. наук Ю. К. Калинин, В. Н. Мартынов). Эти иссле­ дования выявили ряд характерных особенностей шунгито­ вых сланцев при их лабораторном обжиге.

Так, было определено, что предварительная термооб­ работка сланца при Т = 400 — 450° С в течение 10—15 мин почти полностью ликвидирует вероятность его разрушения при последующем обжиге до вспучивания. Без подобной предварительной термообработки некоторые куски сланца, помещенные в муфельную печь с Т — 1090° С, до вспучи­ вания растрескивались, разрушаясь на мелкие кусочки и разлетаясь по печи.

10

Установленная в лабораторных опытах оптимальная температура вспучивания черной и темно-серой модифика­

Было замечено, что увеличение времени термообработ­ ки приводит к улучшению качества материала, уменьше­ ние ухудшает качество вспученного материала, утяжеляя его. При естественном охлаждении вспученных гранул шунгизита от 1000° С до комнатной температуры их меха­ ническая прочность повышалась.

Вспученный материал независимо от формы кусков ис­ ходной породы обладал округлой формой и оплавленной шероховатой поверхностью и представлял собой, в основ­ ном, стекловидную массу, макроструктура которой сложена из замкнутых пор преимущественно сферической формы, отделенных друг от друга тонкими стекловидными стенками. Диаметр крупных пор 3—5 мм, большинство пор диаметром 1—2 мм. По лабораторным данным, удельный вес стекло­ массы шунгизита 2,3—2,7 г/см3ш, удельный вес шунгизита 2,11—2,33 г/см8; насыпная объемная масса 250—300 кг/м3] объем межзерновых пустот 45%; объемная масса шунгизи­ та в куске 0,405 г/см3.

Коэффициент вспучивания (отношение объема вспучен­ ной массы к объему абсолютно сухого образца, или обрат­ ное отношение объемных весов) составлял 3—5 и в отдель­ ных опытах — до 10. Водопоглощение шунгизита — 13,3%.

Морозостойкость характеризовалась отсутствием поте­ ри в весе шунгизита после 15 циклов замораживания и от­ таивания.

Предел прочности при сжатии шунгизита марки 250 ра­ вен 6 кгс/см2.

К 1965 г. по инициативе авторов шунгизита были про­ ведены первые экспериментальные обжиги опытных партий шунгитовых сланцев на Дубровском заводе и на опытном Красковском заводе ВНИИСтром, в результате которых была доказана принципиальная возможность получения в полупромышленных условиях нового легкого заполните­ ля — шунгизита.

4.КАМНЕПОДОБНЫЕ СЛАНЦЫ ДРУГИХ МЕСТОРОЖДЕНИИ

Влитературе освещены [51 материалы о разведанных значительных запасах глинистых сланцев, в частности тиксинских, которые, как мы имели возможность сравнить,

11

близки по генезису, цвету, химическому составу, темпера­ туре вспучивания и физико-механическим свойствам к ка­ рельским шунгитовым сланцам.

Они залегают на огромных площадях Якутии и Мага­ данской области, сланцы некоторых месторождений прове­ рялись на керамзит опытным заводом ВНИИСтром, ВНИИНСМ, ВНИИ-1, дальневосточным институтом Промстройниипроект и другими организациями.

Для накопления опыта работы со сланцами и ознакомле­ ния с их свойствами целесообразно осветить несколько под­ робнее наиболее характерные из них.

Тиксинские сланцы

Сырье представляет собой сильно метаморфизированные глинистые сланцы пластинчатого строения, темно-серо, го цвета, очень твердые и прочные.

Вещество сланца состоит из уплотненной тонкодисперс­ ной глинистой породы, между микрочастицами которой не­ равномерно распределены углистые и смолоподобные остатки.

Пластинчатость и высокая плотность сланцев осложняют их измельчение, при дроблении образуется много неконди­ ционной мелочи, непригодной для обжига на керамзит (эту мелочь можно обжечь на керамзитовый песок в печах «кипя­ щего слоя»). Химический состав тиксинских сланцев в % приведен в табл. 2.

Т а б л и ц а 2. Химический состав тиксинских сланцев

породы также является недостатком сырья. В лаборатор­

12

В цехе железобетонных изделий Тиксистроем изгото­ вляются керамзитобетонные стеновые блоки толщиной 60 см из бетона марки 50—75. Объемная масса бетона 1300 кгім3, данных о морозостойкости не имеется. В пос. Тикси возве­ дено около 30 крупноблочных зданий.

Анадырские сланцы

Анадырское месторождение представлено черными и темно-серыми сланцами с мощностью пластов около 240 м. Вскрышные породы мощностью от 0,3 до 1,8 м.

Ниже приведен химический-состав сланцев в %.

(г. Владивосток) получен керамзитовый гравий с объемной насыпной массой 437—600 кг/м3 (средневзвешенное значе­ ние 550 кг/м3). По прочности керамзит занимает среднее по­ ложение между категориями А и Б, т. е. 7,5—21,8 кгс/см2. По нашему опыту работы с керамзитом различных видов керамзит с такими прочностными показателями приемлем для производства стенового материала вполне удовлетво­ рительного качества. Водопоглощение керамзита 12—13%, т. е. не превышает норм.

Певекские сланцы

В районе города Певек также распространены глини­ стые сланцы — разведано два месторождения: Певекское и Янрапаакское со значительными запасами. Химический состав сланцев в % следующий.

13