ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ТЕРМИЧЕСКИ ОБРАБОТАННЫХ КВАРЦЕВЫХ ПОРОД РАЗЛИЧНОГО ГЕНЕЗИСА

Перспективным направлением в производстве строительных материалов является разработка принципиально новых технологий получения качественных, конкурентно способных теплоизоляционных изделий на основе широко распространенных, как известных, так и нетрадиционных видов сырья. Это обусловлено удорожанием энергоносителей и повышением требований к теплоизоляции зданий и сооружений.

Одними из альтернативных теплоизоляционных материалов могут стать обжиговые материалы, в качестве основного компонента в которых применяются кварцевые породы в виде отходов, полученных при дроблении кварцитопесчанников. В настоящее время в регионе КМА кварцитопесчанники используются для получения строительного щебня, при дроблении которого образуется до 20 % техногенных песков, не имеющих до сих пор областей применения, позволяющих утилизировать их в полном объеме. Их складирование требует отвода значительных площадей, что приводит к изменению рельефа, нарушению инженерно-геологических, гидрогеологических и эколого-геологических условий района размещения хранилищ. Количество отсева на сегодняшний день составляет порядка 90 млн. м³ и имеет тенденцию к значительному ежегодному приросту [1].

В данной работе в качестве основного компонента применяли отход дробления кварцитопесчанников фракции менее 0,5, а также добавки в виде диатомита, мела и кальцинированной соды.

Отходы дробления кварцитопесчанников в основном состоят из кварца, который по степени кристалличности находится между гидротермальной его разновидностью и кварцем аллювиальных отложений. В ряду полиморфных превращений в ходе подъема температуры склонен с ними к практически идентичному поведению, как в чистом виде, так и в присутствии щелочесодержащих добавок [2], что и предопределило возможность его применения для получения обжиговых теплоизоляционных материалов.

В качестве добавки в работе применяли диатомит Инзенского месторождения, который представляет собой не чистый силицит, помимо опалового кремнезёма в нём содержится глинистый и обломочный материал.

Исследования по определению зависимости микроструктуры образцов от количества вводимого диатомита и температуры обжига, проводили на образцах, в качестве основного компонента (до 80 мас. %) в которых, выступал отсев дробления кварцитопесчанников, фракции менее 0,5, с удельной поверхностью 94,8 м²/кг. С применением в качестве добавок: щелочесодержащих компонентов, диатомита и мела.

Проведенные исследования по определению зависимости структурообразования от количества вводимого диатомита, позволили установить, что данный компонент оказывает минерализующее воздействие на процессы спекания образцов и при удалении в ходе подъема температуры из него структурной воды, позволяет создавать микропористую структуру, с незначительными значениями линейной усадки образцов.

При введении в шихту 10 % кальцинированной соды при температуре 1100 и 1200 ^оС отмечалось образование более крупных пор диаметром до 1,25 мм. с шириной межпоровых перегородок до 0,5 мм. (рис.).

а) 80 % отсева дробления кварцитопесчанников,

15 % щелочесодержащего компонента, 5 % диатомит;

б) 80 % отсева дробления кварцитопесчанников,

10 % щелочесодержащего компонента, 10 % диатомит

Рисунок – Микроструктура образцов различного состава при температуре обжига 1100 °С [х 24]