Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Искусственный каменный материал на основе отсевов дробления карбонатных пород: состав, технологии, свойства

Покупка
Артикул: 786161.01.99
Доступ онлайн
400 ₽
В корзину
В монографии представлены актуальные вопросы теории, а также зарубежной и отечественной практики комплексного использования природных каменных материалов. На примере Республики Марий Эл исследуются карбонатные породы как сырье для производства конкурентоспособных стройматериалов с улучшенными показателями прочности, водо-и морозостойкости. Рассмотрены состав, технологии и свойства модифицированного искусственного каменного материала на основе отсевов дробления карбонатных пород. Для исследователей, специалистов-практиков в области строительных материалов, а также аспирантов, магистрантов строительного профиля.
Черепов, В. Д. Искусственный каменный материал на основе отсевов дробления карбонатных пород: состав, технологии, свойства : монография / В. Д. Черепов. - Йошкар-Ола : Поволжский государственный технологический университет, 2015. - 188 с. - ISBN 978-5-8158-1600-8. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1893161 (дата обращения: 20.04.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
В. Д. ЧЕРЕПОВ 

 
 

ИСКУССТВЕННЫЙ  

КАМЕННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ  

ОТСЕВОВ ДРОБЛЕНИЯ  КАРБОНАТНЫХ ПОРОД: 

СОСТАВ, ТЕХНОЛОГИИ, СВОЙСТВА 

 
 
 
 

Монография 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Йошкар-Ола  

2015 

УДК 691 
ББК  38.3 

Ч 46 

 

Рецензенты: 

д-р техн. наук, профессор кафедры химических технологий Владимирского 
государственного университета им. Александра Григорьевича 
и Николая Григорьевича Столетовых  И. А. Христофорова; 
д-р техн. наук, профессор, зав. лабораторией строительной теплофизики 
НИИСФ РААСН, член-корреспондент РААСН В. Г. Гагарин; 
д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой автомобильных дорог и специальных 
инженерных сооружений Мордовского государственного университета 
им. Н.П. Огарева Б. М. Люпаев 
 
 
 
 

Черепов, В. Д.  

Ч 46      Искусственный каменный материал на основе отсевов дробления 
карбонатных пород: состав, технологии, свойства: монография 
/ В. Д. Черепов. – Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический 
университет, 2015. – 188 с. 
ISBN 978-5-8158-1600-8 

 

В монографии представлены актуальные вопросы теории, а также зарубежной 
и отечественной практики комплексного использования природных 
каменных материалов. На примере Республики Марий Эл иссле-
дуются карбонатные породы как сырье для производства конкурентоспособных 
стройматериалов с улучшенными показателями прочности, водо- 
и морозостойкости. Рассмотрены состав, технологии и свойства модифицированного 
искусственного каменного материала на основе отсевов 
дробления карбонатных пород. 

Для исследователей, специалистов-практиков в области строительных 

материалов, а также аспирантов, магистрантов строительного профиля. 

 

УДК 691 
ББК  38.3 

 

ISBN 978-5-8158-1600-8 
© Черепов В. Д., 2015 
© Поволжский государственный  
технологический университет, 2015 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

Настоящая монография посвящена решению актуальной проблемы – 
поиску возможностей комплексного использования местной 
материальной базы при производстве качественных, конкурентоспособных 
строительных материалов. На основании комплекса экспериментальных 
исследований осуществлен подбор состава высокопрочного 
искусственного каменного материала, где в качестве одного 
из основных компонентов применялись отсевы дробления низко-
прочных и неводостойких карбонатных пород, являющихся отходами 
в процессе получения карбонатного щебня. 

Актуальность исследования обусловлена необходимостью разработки 
новых ресурсосберегающих технологий, направленных на 
получение высококачественных строительных материалов на основе 
местных минеральных сырьевых ресурсов, а также снижения себестоимости 
материала за счет применения местного минерального 
сырья – отсевов дробления карбонатных пород (ОДКП). 

Данная работа представляет собой попытку теоретически обосновать 
и экспериментально подтвердить возможность производства 
высокоэффективного искусственного каменного материала на основе 
комплексного использования отсевов дробления неоднородных 
по составу низкопрочных карбонатных пород по технологии полу-
сухого прессования с применением модифицирующих добавок.  

Установлены зависимости формирования свойств модифицированного 
материала, выявлены рациональные содержания используемых 
химических добавок с точки зрения повышения его прочности, 
водо- и морозостойкости. 

Определены рациональные границы корректирования зернового 

состава ОДКП с повышенным содержанием пылевидных фракций 
частичной заменой ОДКП природным кварцевым песком. Установлена 
рациональная водопотребность формовочных смесей для технологии 
полусухого прессования изделий. Определены зависимости 
влияния предварительной фторизации ОДКП и модификации формовочной 
смеси добавками метилгидроэтилцеллюлозы TyloseM 

15000 и стирол-акриловой дисперсии на формирование свойств 
прессованного искусственного каменного материала. Научная новизна 
результатов исследования подтверждена патентами на изобретения. 


Практическая значимость исследования обусловлена разработкой 
новых составов водо- и морозостойкого прессованного стенового 
камня с прочностью, соответствующей маркам М200 и М250, и 
морозостойкостью F50 за счет использования метода химического 
модифицирования добавками RheoFIT 774 и Пенетрон Адмикс при 
комплексном применении неоднородных и низкопрочных ОДКП. 

Новое техническое решение, актуальное для строительной отрасли, 
заключается в выявлении промышленно применимого способа 
утилизации отходов разработки карбонатного щебня при производстве 
водостойкого искусственного каменного материала с повышенными 
показателями прочности и морозостойкости на основе использования 
метода химической модификации формовочных смесей. 
Важно, что основные результаты работы подтверждены полномасштабными 
испытаниями в промышленных условиях. 

Автор считает своим приятным долгом выразить признательность 
рецензентам – И. А. Христофоровой, профессору Владимирского 
государственного университета; Б. М. Люпаеву, профессору 
Мордовского государственного университета; В. Г. Гагарину, профессору, 
члену-корреспонденту РААСН, советы и рекомендации 
которых были учтены при работе над рукописью. Большая благодарность 
всему коллективу кафедры строительных технологий и 
автомобильных дорог Поволжского государственного технологического 
университета и особенно заведующей кафедрой О. В. Кононовой, 
а также директору Института строительства и архитектуры  
В. Г. Котлову. Без их научного консультирования, плодотворного 
обсуждения основных идей, конструктивной и доброжелательной 
критики, помощи и поддержки во всем выполнение данной работы 
было бы невозможно. 
 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ 

 

БТ – бетоносмеситель 

ВНВ – вяжущие низкой водопотребности 

ВНД – внутренняя норма доходности 

ВПБ – высокопрочный бетон 

НПБ – низкопрочный бетон 

ВС – водная среда 

ГПК – гиперпрессованный кирпич 

ИД – индекс доходности 

ИКМ – искусственный каменный материал 

ИСМ – инновационный строительный материал 

КМ – композиционные материалы 

МИК – модифицированный искусственный камень 

ММБ – модифицированный мелкозернистый бетон 

МКБ – модифицированный крупнозернистый бетон 

НСАМ – Научный совет по аналитическим методам 

НСМ – нерудные строительные материалы 

НСОММИ – Научный совет по методам минералогических ис-

следований 

НУ – нормальные условия 

ОДКП – отсев дробления карбонатных пород 

ОКЗ – однокомпонентный заполнитель 

ОКП – осадочные карбонатные породы 

П – песок 

ПАВ – поверхностно-активные вещества 

ПЦ – портландцемент 

СБС – самоуплотняющаяся бетонная смесь 

СДО – смола древесная омыленная 

СУБ – самоуплотняющийся бетон 

ТВО – тепловлажностная обработка 

ТК – твердый компонент 

УТ – условия твердения 

Ц – цемент 

ЧД – чистый доход 

ЧДД – чистый дисконтированный доход 

WACC – норма дохода на вкладываемый капитал 

 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

 

Изменения, произошедшие за последние десятилетия в социаль-

ной, экономической и других сферах жизни и деятельности совре-
менного общества привели к существенному повышению основных 
технических требований, предъявляемых к  строительным объектам, 
и соответственно – к строительным материалам для возведения зда-
ний и сооружений. В частности, наряду с высокими техническими 
показателями, больше внимания стало уделяться вопросу рацио-
нального и комплексного использования местных минеральных ре-
сурсов, снижению стоимости строительных объектов, которая в зна-
чительной степени зависит от транспортных расходов, а также про-
изводству и распространению экологически безопасной строитель-
ной продукции. По-прежнему актуальной остается задача комплекс-
ного использования местных осадочных карбонатных пород. Реше-
ние ее имеет важное значение в связи с тем, что карбонатные поро-
ды широко распространены во многих регионах Российской Феде-
рации. Однако сравнительно низкая прочность и высокая неодно-
родность состава затрудняют и ограничивают комплексное применение 
этого экологически чистого минерального сырья. 

В процессе разработки карбонатных пород образуется большое 

количество отсевов дробления. Проблема рационального использования 
отсевов дробления карбонатных пород (ОДКП)  во многих 
регионах сегодня также не решена. Многолетние скопления в карьерах 
отсевов дробления занимают огромные площади. Привлекательными 
для применения их в строительстве являются экологическая 
безопасность и возможность снижения транспортных расходов.  

Перечисленные выше факты подтверждают актуальность исследований, 
направленных на разработку технологии получения высококачественного 
искусственного каменного материала на основе 
комплексного использования местных карбонатных пород. 

Настоящее исследование посвящено разработке составов и технологии 
получения искусственного каменного материала с повы-

шенными технико-эксплуатационными характеристиками на основе 
низкопрочных отсевов дробления карбонатных пород. 

Разработаны составы и технология получения искусственного 

каменного материала методом полусухого прессования, объективно 
относящиеся к инвестиционно-привлекательным ввиду низкого 
уровня финансовых затрат, требующихся для организации действующего 
производства и одновременно более низкой себестоимости  
по сравнению с аналогами на рынке строительных материалов. Данные 
составы базируются на современных подходах к модифицированию 
прессованных цементных композиций и направлены на получение 
водостойкого и морозостойкого искусственного строительного 
камня. 

Основной целью исследования явилась разработка составов и 

технологии получения  водостойкого искусственного каменного материала 
на основе отсевов дробления низкопрочных  неводостойких 
карбонатных пород. 

Для реализации поставленной цели были сформулированы и 

решены следующие задачи: 

1) исследовать свойства отсевов дробления карбонатных пород 

и обосновать возможность их комплексного использования для получения 
водостойкого искусственного каменного материала; 

2) изучить влияние методов и параметров формования на формирование 
физико-механических свойств искусственного каменного 
материала на основе низкопрочных ОДКП; 

3) исследовать закономерности изменения физико-механичес-

ких свойств искусственного каменного материала на основе низко-
прочных ОДКП под воздействием модифицирующих добавок; 

4) подобрать оптимальные составы водостойкого искусствен-

ного каменного материала с повышенными физико-механическими 
свойствами; 

5) разработать технологию изготовления искусственного ка-

менного материала на основе низкопрочных ОДКП; 

6) выполнить оценку технико-экономической эффективности 

применения разработанного искусственного каменного материала с 

комплексным использованием низкопрочных и неводостойких кар-
бонатных пород. 

Научная новизна и теоретическая значимость работы заклю-

чаются в следующем: 

• теоретически обоснована и экспериментально подтверждена 

возможность создания высокопрочного и водостойкого искусствен-
ного каменного материала на основе отсевов дробления низкопроч-
ных неводостойких карбонатных пород; 

• установлены закономерности изменения физико-механичес-

ких свойств искусственного камня при флюатировании заполнителя 
на основе отсевов дробления карбонатных пород и модифицирова-
нии формовочной смеси комплексными химическими добавками; 

• установлены и научно обоснованы причины низкой атмосфе-

ростойкости искусственного каменного материала на основе ОДКП 
и разработаны способы повышения прочности, водостойкости и мо-
розостойкости путем введения добавок RheoFIT 774 в количестве  
0,2 л на 100 кг цемента и Пенетрон Адмикс в количестве 1 % от мас-
сы цемента в малоцементные составы; 

• доказано, что высокопрочный искусственный каменный мате-

риал на основе ОДКП может быть получен для составов с содержа-
нием цемента до 10 %, при использовании в качестве модификато-
ров 1-3 % раствора HF и метилгидроэтилцеллюлозы в количестве 
0,04-0,5 % или стирол-акриловой дисперсии в количестве до 2,3 % от 
массы твердых компонентов. 

Практическая значимость исследования заключается в том, что 

в результате разработаны: 

• предложения по комплексному использованию неоднородных 

отсевов дробления низкопрочных, неводостойких карбонатных по-
род в производстве стенового каменного материала; 

• составы и технология получения стенового атмосферостойко-

го искусственного каменного материала,  в том числе параметры 
подготовки карбонатного сырья и формовочных смесей, формования 
изделий и условий их твердения; 

• технические условия на искусственный прессованный камень 

на основе ОДКП Республики Марий Эл. 

Результаты  исследований использованы при выпуске опытной 

партии мелкоштучного искусственного камня и внедрены в произ-
водство на предприятии ООО «Корвет» (Республика Марий Эл). 

При проведении исследования применялись общенаучные, а 

также специальные физико-механические, физико-химические и ма-
тематические методы: рентгеноструктурный анализ, метод элек-
тронной микроскопии, методы математического моделирования. 

Достоверность результатов исследования обеспечена: 
- использованием при проведении экспериментальных исследо-

ваний методик, регламентированных действующими стандартами, а 
также применением поверенного оборудования; 

- большим объемом экспериментальных исследований, выпол-

ненных с применением современной электронно-вычислительной 
техники и программного обеспечения [1] при статистической обра-
ботке результатов и опытно-производственными испытаниями. 

Основными направления исследований, результаты которых 

обобщаются в настоящем издании, являются следующие: 

• научное обоснование причин низкой водостойкости и меха-

низма повышения водостойкости  искусственного каменного мате-
риала на основе ОДКП;  

• закономерности формирования основных физико-технических 

свойств исследуемого искусственного каменного материала под 
влиянием  параметров технологии и состава;  

• результаты экспериментальных исследований модифицирова-

ния искусственного каменного материала на основе ОДКП; 

• новые составы и технология  получения атмосферостойкого 

прессованного искусственного стенового каменного материала с 
прочностью при сжатии до 25 МПа, коэффициентом водостойкости 
не ниже 0,9 и морозостойкостью F50, изготовленного при комплекс-
ном использовании неоднородных отсевов дробления низкопрочных 
и неводостойких карбонатных пород; 

• рациональные параметры технологии производства и опти-

мальные составы прессованного искусственного стенового каменно-
го материала. 

Доступ онлайн
400 ₽
В корзину