автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Мелкозернистые бетоны с использованием отходов алмазообогащения

На правах рукописи

КОВТУН Максим Николаевич

МЕЛКОЗЕРНИСТЫЕ БЕТОНЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОТХОДОВ АЛМАЗООБОГАЩЕНИЯ

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Белгород 2007

ООЗ177 124

003177124

Работа сыполнена в Белгородском государственном технологическом университете (БГТУ) им В Г Шухова

Научный руководитель

кандидат технических наук, доцент Лесовик Руслан Валерьевич

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор БГТУ им В Г Шухова, г Белгород Евтушенко Евгений Иванович

кандидат технических наук, доцент

БИЭИ, г Белгород

Клименко Василий Григорьевич

Ведущая организация

Пензенский государственный университет архитектуры и строительства (ПГУАС)

Защита состоится " 14 " декабря 2007 года в 1032 часов на заседании диссертационного совета Д 212 014 01 в Белгородском государственном технологическом университете им В Г Шухова по адресу

308012, г Белгород, ул Костюкова, 46, БГТУ им В Г Шухова, ауд 242

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белгородского государственного технологического университета им В Г Шухова

Автореферат разослан " 14 " ноября 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор Смоляго

Актуальность. За последние годы в России в значительной степени возросли темпы строительства, вследствие чего резко встал вопрос дефицита сырья для производства строительных материалов Схожая ситуация наблюдается и в ЮАР В то же время Россия, как и ЮАР, обладая богатыми запасами полезных ископаемых, ежегодно складирует в отвалах миллионы тонн отходов горнодобывающей промышленности Наибольшее распространение получили отходы обогащения, которые в значительных количествах образуются при добыче таких полезных ископаемых, как алмазы

Районы добычи алмазов характеризуются слаборазвитой дорожной системой, как, например, Архангельская алмазоносная провинция (ААП), что связано со сложными природно-климатическими и горнотехническими условиями региона Для дальнейшего эффективного освоения полезных ископаемых региона требуется расширение транспортной сети С целью более полного освоения месторождений алмазов необходимо поддержание выработанного пространства путем устройства закладки Строительство дорог и закладочные работы требуют значительных объемов строительных материалов, поэтому, вследствие дефицита природных каменных и песчаных материалов, необходимо активно использовать имеющиеся в значительном количестве отходы алмазообогащения (ОАО)

Диссертационная работа выполнена в рамках тематического плана госбюджетных НИР Федерального агентства по образованию РФ, проводимого по заданию Министерства образования РФ и финансируемого из средств федерального бюджета на 2004—2008 гг

Цель работы. Повышение эффективности производства мелкозернистых бетонов на основе отходов алмазообогащения для строительства укрепленных оснований автомобильных дорог и закладочных работ

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи

- изучение состава, свойств и микроструктурных особенностей ОАО как сырья для производства мелкозернистых бетонов,

- разработка композиционных вяжущих веществ с использованием ОАО и местного природного песка,

— разработка технологии закладочных работ и устройства основания дорожной одежды с применением мелкозернистого бетона,

— подготовка нормативных документов для реализации теоретических и экспериментальных исследований в промышленных условиях

Научная новизна. Выявлены особенности процессов структурообразова-ния в системе «цементный камень - отходы алмазообогащения - вода» Установлено, что адгезия кимберлитов к цементному камню значительно ниже, чем у традиционного кварцсодержащего сырья, что обусловлено спецификой их минерального состава Наличие четкой границы раздела между цементным камнем и зернами кимберлитов свидетельствует об их слабом взаимодейст-

вии в процессе гидратационного твердения, что подтверждается и характером разрушения мелкозернистого бетона

Установлен характер разрушения кимберлитов в процессе получения композиционных вяжущих веществ, заключающийся в различной размолоспо-собности кимберлитов и клинкера В процессе помола быстро диспергирующиеся кимберлиты препятствуют дезинтеграции клинкера, поэтому целесообразно вводить в систему кварцевый песок

Показано, что закладочные смеси на основе вяжущих низкой водопотреб-ности и отходов алмазообогащения являются типичными вязко-пластичными суспензиями с достаточно высокими значениями предельного напряжения сдвига и зависимостью эффективной вязкости от скорости деформации, присущей для сильно структурированных дисперсий

Установлена специфика структурообразования закладочных смесей в условиях магнитной обработки, заключающаяся в упорядочении структуры композита, что ведет к снижению анизотропии и повышению прочности бетона

Выявлен характер разрушения мелкозернистых бетонов на композиционном вяжущем с использованием Белогорского песка и отходов алмазообогащения в качестве заполнителя, заключающийся в том, что разрушение происходит в основном по контактной зоне цементного камня и зерен отходов алмазообогащения, сложенных серпентином, слюдами и смектитом На поверхности скола практически не встречаются зерна кварца композиционного, так как они покрыты новообразованиями гидросиликатов

Практическое значение работы. Предложена рациональная область использования отходов алмазообогащения в качестве заполнителя для получения мелкозернистого бетона, а также в качестве кремнеземистого компонента при производстве композиционных вяжущих

Разработана методика определения качества техногенных песков как кремнеземистого компонента композиционных вяжущих веществ Методика заключается в определении активности ТМЦ, приготовленных на различных песках, и сопоставлении ее с активностью контрольного ТМЦ на основе песка Вольского месторождения

Предложены составы мелкозернистых бетонов на основе отходов алмазообогащения ААП и ЮАР и композиционных вяжущих веществ для использования при устройстве конструктивных слоев дорожных одежд и закладочных работах

Предложена технология производства мелкозернистых бетонов на основе пород ультраосновного состава с использованием композиционных вяжущих, пригодных для строительства оснований автомобильных дорог во II дорожно-климатической зоне

Внедрение результатов исследований. Для внедрения результатов рабо-

ты при строительстве и реконструкции автомобильных дорог разработаны следующие нормативные документы

— рекомендации по использованию отходов алмазообогащения Архангельской алмазоносной провинции для строительства укрепленных оснований автомобильных дорог,

— технические условия "Заполнитель мелкий для бетона из отходов алмазообогащения Архангельской алмазоносной провинции",

— технологический регламент на "Производство мелкозернистых бетонов с использованием отходов алмазообогащения Архангельской алмазоносной провинции и композиционных вяжущих для строительства укрепленных оснований автомобильных дорог"

Теоретические положения диссертационной работы, результаты экспериментальных лабораторных исследований и промышленного внедрения используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальностям 270106, 270114, что отражено в учебных программах дисциплин «Строительные материалы и изделия» Изданы методические указания «Оценка качества песков» к выполнению лабораторных работ для студентов дневного и заочного обучения специальности 270106

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены на Международной научно-практической конференции "Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндуст-рии" (г Белгород, 2005), Международной научно-практической конференции "Наука и технология строительных материалов состояние и перспективы развития" (г Минск, 2005), III Международной научно-практической конференции "Проблемы экологии наука, промышленность, образование" (г Белгород, 2006), Международной научно-практической конференции "Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройинду-стрии (XVIII научные чтения)" (г. Белгород, 2007)

Публикации. По материалам и результатам исследований опубликовано 8 работ, в том числе одна статья в издании, входящем в перечень ВАК РФ

Объем и структура работы Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложений Работа изложена на 205 страницах машинописного текста, включающего 49 таблиц, 25 рисунков и фотографий, список литературы из 156 наименований, 9 приложений

На защиту выносятся:

— составы мелкозернистых бетонов для оснований автомобильных дорог и закладочных работ,

— свойства мелкозернистых бетонов на основе отходов алмазообогащения ААП и ЮАР,

- закономерности влияния минерального состава и строения отходов ал-мазообогащения на структурообразование матрицы при производстве мелкозернистых бетонов,

- технология производства мелкозернистых бетонов на основе отходов алмазообогащения ААП для строительства автомобильных дорог и закладочных работ,

- результаты внедрения разработанных составов мелкозернистых бетонов

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Наступил момент развития строительной промышленности, когда на первый план выходит использование техногенного сырья, которое накапливалось много сотен лет, но особенно интенсивно в конце XX века Несмотря на огромное количество и доступность данного сырья, уровень его использования в различных областях строительства остается на низком уровне, что связано в значительной степени с малой изученностью многих отходов, а также спецификой их состава и отсутствием единых норм оценки качества такого сырья

В то же время многие районы добычи полезных ископаемых, которые являются основными производителями отходов техногенного происхождения, требуют значительных объемов строительных материалов, например, для дорожного строительства Принимая во внимание тот факт, что зачастую в регионе отсутствует необходимое количество природных качественных материалов, утилизация отходов приобретает еще большую привлекательность, как с экономической, так и экологической точек зрения

Одним из таких районов в России является Архангельская алмазоносная провинция (ААП), располагающаяся на севере Архангельской области В данном регионе ежегодно образуются сотни тысячи тонн отходов алмазообогащения (ОАО), которые складируются в отвалы и занимают значительные площади, оказывая существенное негативное воздействие на чувствительную экосистему региона Утилизация ОАО при устройстве закладки и строительстве автомобильных дорог будет не только способствовать разрешению экологической обстановки в регионе, но и расширит местную сырьевую базу строительных материалов

Использование ОАО при строительстве оснований автомобильных дорог на территории ААП при детальном изучении даст возможность получения конструкции дорожной одежды, которая не будет уступать традиционно применяемой, а вследствие отказа от дорогостоящих каменных материалов и уменьшения транспортных расходов на перевозку сырья позволит значительно снизить себестоимость дорожной одежды, что является одним из определяющих факторов в концепции национальной программы модернизации и развития автомобильных дорог Российской Федерации до 2025 года

Ситуация с использованием ОАО в качестве строительного материала в ЮАР очень сходна с таковой в России Данные отходы практически не утилизируются, что обусловлено рядом причин, в том числе спецификой материала Принимая во внимание большой сырьевой потенциал алмазоносных провинций ЮАР и России, можно с уверенностью утверждать, что использование ОАО в дорожном строительстве и закладочных массивах является перспективным и требующим детального изучения

Исследование вещественного состава и свойств отходов алмазообогащения ААП и ЮАР, а также приготовленных образцов мелкозернистых бетонов на их основе включало определение гранулометрического состава, физико-механических и физико-химических свойств Определение минерального состава проводилось методами минералого-петрографического, рентгенофазо-вого, дифференциально-термического анализа Микроструктурные исследования образцов проводились с помощью программно-аппаратных комплексов, включающих высокоразрешающий растровый электронный микроскоп (РЭМ), совмещенный с персональным компьютером

Отходы алмазообогащения имеют специфический состав и свойства благодаря своему генезису, технологии добычи и переработки руд (табл 1)

Минеральный состав отходов существенным образом отличается от традиционно применяемого при производстве строительных материалов природного кварцевого песка (табл 2), так как ОАО преимущественно представлены породой ультраосновного состава - кимберлитами

Таблица 1

Химический состав (масс %) кимберлитов и природного песка_

Наименование БЮ;, А1203 Ре2Оэ БеО СаО мёо Н2СН- №20 Н20-

Природный песок 95,0 2,0 0,8 - - ОД - 0,4 -

ОАО 41,3 3,10 4,70 2,79 3,68 29,8 8,57 2,79 1,57

Отходы алмазообогащения ЮАР представлены двумя основными видами - выветрелыми и невыветрелыми кимберлитами В данной работе были исследованы кимберлиты месторождений Коффиефонтейн (КоШебийет) и Весселтон (^Уеввейоп). Минеральный состав данных кимберлитов представлен в табл 2

Таблица 2

Минеральный состав (масс %) отходов алмазообогащения _

Месторождение Смек-тит Слюда Коа-лин Карбонаты Серпентин Пирок сен Оливин Магнетит Кварц Полевой шпат

Ломоносова - - 2 28 70 - - - - -

Коффиефонтейн 50-60 -10 - ~ 10 5-10 <10 - <5 <5 5-10

Весселтон - 30-40 - -30 -20 - - 10 <10 - -

Учитывая полиминеральность состава кимберлитов, а также низкое содержание кварца в их составе, представляется, что данный вид отходов требует детального изучения возможности их использования в бетонах, а также его влияния на свойства материала.

Визуально отходы алмазообогащения ААП представляют собой крупный техногенный песок от темно-серого с зеленоватым оттенком до болотно-зеленого цвета. В основной массе встречаются частицы буро-коричневого цвета. Модуль крупности отходов 2,7-3,2 (табл. 3). Отходы алмазообогащения ЮАР имеют различный гранулометрический состав в зависимости от стадии переработки. Обычно представлены следующими фракциями: менее 1 мм, 1-8 мм, 8-25 мм. Визуально невыветрелые кимберлиты ЮАР, изученные в данной работе, представляют собой крупный техногенный песок темно-серого цвета (табл. 3). Выветрелые кимберлиты представляют собой тонкий песок (встречаются крупные конгломераты) от светло-болотного до темно-зеленого цвета с включениями от серого до темно-коричневого цвета.

Таблица 3

Гранулометрический состав отходов алмазообогащения

ОАО Полные остатки на ситах, % мкр

5 2,5 1,25 0,63 0,315 0,14

ААП - 0,2 28,2 78,2 98,2 99,3 3,0

ЮАР 0,5 3,0 34,6 79,5 99,0 99,7 3,2

Специфика формы и морфологии поверхности отходов алмазообогащения, представленных отсевами дробления кимберлитов ААП, связаны с ультраосновным составом исходных пород и структуро-текстурными особенностями. Для данных техногенных песков характерны преимущественно кубовидные, близкие к изомегричным, зерна (рис. 1). Это связано с: мелко- и микрокристаллической структурой и массивной текстурой, отсутствием твердых минералов с весьма несовершенной спайностью, которые могут давать остроугольные зерна (например, кварца).

Результаты, полученные по РЭМ' ■ННШ^Н микрофотоснимкам, показали, что отходы алмазообогащения — песчаный техногенный материал. Поверхность зерен в значительной степени покрыта пылевидным материалом породы (рис. 2), что наряду со спецификой химического и минерального состава негативно сказывается на адгезии данного техногенного песка к цементному камню. После обогащения в лабораторных условиях характер поверхности отходов изменяется незначительно (рис. 3). Можно констатировать, что оценка характера поверхности техногенного песка при вы-

*80

х!00

Рис. 1. Форма и поверхность отсева дробления кимберлитов в естественном состоянии

боре мелкого заполнителя, должна стать обязательным процессом при разработке составов мелкозернистых бетонов.

| 1 дартные испытания дают в

^ метрическому составу и

для бетона заданной марки (класса). Для количественной же оценки влияния заполнителя на свойства и себестоимость бетона необходимо знать влияние данного заполнителя на такие интегральные характеристики мелких заполнителей бетонов, как водо- и

*300 х1000

Рис. 2. Морфология поверхности зерен отсева дробления кимберлитов в естественном состоянии

Установленные высокая водо- (10,9 %) и цемеитопотреб-ность (0,96 %) ОАО объясняются спецификой их минерального состава, а также характером поверхности зерен. Высокие значения данных интегральных характеристик ОАО как заполнителя бетона предопределяют необходимость перерасхода самого дорогого компонента бетонной смеси — вяжущего — для получения равнопрочного материала в сравнении с традиционными заполнителями. Поэтому необходимо в мелкозернистый бетон с использованием ОАО вводить добавку суперпластификатора.

Получены закладочные смеси с использованием ОАО и Белогорского песка, который выступал в качестве эталонного заполнителя. Свойства песков представлены в табл. 4.

Таблица 4

Свойства Белогорского песка и ОАО как заполнителя бетона

»1000 хЮОО

Рис. 3. Морфология поверхности зерен отсева дробления кимберлитов в отмытом состоянии

Вид заполнителя

Водо-потребность, %

Цементо-потребность

Влажность, %

Истинная Насыпная плотность, плотность, кг/м"' кг/м^

Пустот-ность, %

Белогорский песок

2650

ОАО

2540

0 ОАО 28 сут. ■ОАО 2 мес.

□ Белогорский песок 28 суг. ■ Белогорский песок 2 и ее.

Результаты испытания на прочность при сжатии приготовленных закладочных смесей приведены на рис. 4.

Полученные результаты показывают, что предел прочности закладочных смесей с применением ОАО почти в 5,3 раза меньше, чем на песке Белогорского месторождения, что явилось результатом специфики минерального состава и характера поверхности от-

Соотношение цемент„™„й заполнитель, в мае. ч. ХОДОВ. ПОЭТОМУ ДЛЯ СНИЖвНИЯ

Рис. 4. Влияние соотношения цемент : ОАО на себестоимости и повышения предел прочности образцов при сжатии рентабельности закладочных

работ с использованием ОАО необходимо оптимизировать состав закладочной смеси, а также использовать композиционные вяжущие вещества (КВВ). Применение КВВ позволит не только снизить расход клинкерной составляющей, но и увеличить сроки сохраняемости бетонной смеси, что является важной технологической характеристикой для закладочных смесей.

В качестве кремнеземистого компонента КВВ рассматривались ОАО и местные кварцевые пески. Использование ОАО в качестве компонента КВВ, при положительных результатах испытаний последних, даст возможность не только снизить расход вяжущего, но и увеличить объемы утилизации самих отходов.

Себестоимость производства вяжущих во многом определяется размоло-способностью компонентов, используемых для их производства. В связи с этим определялась размолоспособность отходов алмазообогащения, клинкера и Белогорского кварцевого песка.

Учитывая то, что в исходном состоянии эти материалы имеют различную гранулометрию, клинкер измельчался до удельной поверхности отходов, то есть до 80 м2/кг, а затем определялась их размолоспособность в лабораторной мельнице (табл. 5).

Таблица 5

Размалываемось компонентов композиционных вяжущих веществ

Материал Удельная поверхность, м2/кг при времени помола, мин

30 60 90

ОАО 495 644 691

Белогорский песок 320 500 620

Клинкер 220 350 500

Установлено, что наибольшей размолоспособностью отличаются отходы алмазообогащения удельная поверхность которых увеличивается за 90 минут от 80 м2/кг до 691 м2/кг. Это объясняется тем, что отходы представляют собой

полиминеральный техногенный состоящий из агрегатов минералов конгломерат, а предел прочности контактной зоны между породообразующими минералами значительно ниже, чем прочность кристаллов. Поэтому на первой стадии помола (30-60 минут) дисперсность частичек ОАО выше (почти на 50 %). В дальнейшем при помоле идет разрушение породообразующих минералов ОАО, которые отличаются прочностью и вязкостью, поэтому удельная поверхность их в меньшем процентном отношении превышает таковую Бело-горского песка и клинкера.

А в целом энергоемкость помола компонентов вяжущих снижается в ряду: клинкер - песок — отходы алмазообогащения (рис. 5).

Для определения влияния ОАО на величину удельной поверхности КВВ при совместном помоле с цементом в сравнении с песком изучалась кинетика помола при производстве тонкомолотых цементов (ТМЦ). Результаты представлены в табл. 6.

Из полученных данных следует, что при использовании ОАО в качестве кремнеземистого компонента при переходе от ТМЦ 70 к Т'МЦ 50 и ТМЦ 30 удельная поверхность при одинаковом времени помола увеличивается. Это объясняется увеличением доли отходов, которая обладает лучшей размоло-способностью. Этим же эффектом объясняется и уменьшение удельной поверхности при переходе от ТМЦ 50 (ОАО) к ТМЦ 50 (Песок).

Таблица 6

Кинетика помола ТМЦ

Наименование вяжущего Удельная поверхность, м2/кг, при времени помола, мин

30 60 90

1 ТМЦ 70 (ОАО) 445 548 630

2 ТМЦ 50 (ОАО) 460 560 645

3 ТМЦ 30 (ОАО) 475 578 710

4 ТМЦ 50 (Песок) 450 550 635

Таким образом, было установлено, что при производстве тонкомолотых цементов применение ОАО в качестве кремнеземистого компонента приводит к снижению энергоемкости помола. Это объясняется тем, что предел прочности контактной зоны между породообразующими минералами значительно меньше прочности самих минералов, а при помоле до удельной поверхности 500-600 м2/кг разрушение идет по контактам минералов.

Время полгала, мни -♦-ОЛО -«-Бслогорскнй носок Клшпсср

Рис. 5. Кинетика помола компонентов композиционных вяжущих веществ

В случае с отходов алмазообогащения ЮАР в качестве компонента вяжущего были выбраны выветрелые кимберлиты. Предпосылкой этому стал тот факт, что, в отличие от «евыветрелых, они имеют значительно меньшую твердость и меньший модуль крупности, что должно было положительно сказаться на энергоемкости помола, а также в их составе присутствует кварц, который будет выступать в качестве активного компонента КВВ.

Были получены и испытаны составы КВВ с использованием в качестве наполнителя местного кварцевого песка и ОАО, представленных выветрелы-ми кимберлитами месторождения Коффиефонтейн (Koffiefontem) В вяжущих с маркировкой К - в качестве компонента композиционного вяжущего использовался выветрелый кимберлит; S - кварцевый песок, маркировка Сет обозначает ТМЦ 100

Результаты изучения кинетики помола вяжущих представлены в табл 7 Из представленных данных следует, что вяжущие на ОАО имеют меньшую удельную поверхность в сравнение с такими же вяжущими на основе кварцевого песка, хотя на ранних стадиях помола наблюдалась обратная картина Исключение только составляют ТМЦ 80К и ТМЦ 80S. Это объясняется тем, что на ранних стадиях помола в случае с кимберлитами наблюдается значительный рост удельной поверхности, связанный главным образом с размолом «мягких» кимберлитов В дальнейшем идет очевидное снижение скорости помола, что связано с тем фактом, что уже размолотые кимберлиты становятся демпфирующим материалом, препятствующим помолу клинкера Данное предположение подтверждается составом остатка на сите после окончания помола вяжущих В случае вяжущих на основе кимберлитов в остатке в значительном количестве присутствуют крупные обломки зерен клинкера, а также небольшие пластины, состоящие в основном из минералов кимберлитов, что свидетельствует об их перемоле

Таблица 7

Удельная поверхность вяжущих, м2/кг__

Вяжущие Длительность помола, ч

1 2 3 4 5

ТМЦК40 271 362 416 436 458

ТМЦК60 320 365 414 433 451

ТМЦК80 320 413 447 467 491

Сет 282 360 411 436 451

ТМЦ S80 263 372 428 447 463

ТМЦ S60 255 364 453 493 536

ТМЦ S40 226 357 456 500 549

Обратную картину в случае ТМЦ 80К и ТМЦ 80S можно объяснить тем, что кимберлиты не препятствуют помолу клинкера в виду небольшого их количества, а в тоже время вносят значительный вклад в тонкодисперсную

составляющую вяжущего, которая в наибольшей мере определяет величину удельной поверхности последнего

Таким образом, предлагается осуществлять раздельный помол кимберлитов с клинкером, так как в противном случае эффективность помола резко снижается и возрастает энергоемкость процесса

Исследование свойств композиционных вяжущих показало, что у ТМЦ 40 на основе Белогорского песка активность на 70 % выше по сравнению с ТМЦ 40 на основе ОАО (Табл 8)

Таблица 8

Свойства ТМЦ 40 на основе ОАО и Белогорского песка

Наименование Удельная поверхность Буд, м2/кг Нормальная густота, % Сроки схватывания, мин 1С МПа и28 Ксж> МПа

начало конец

ТМЦ 40 (ОАО) 510 35,5 150 290 2,6 10,5

ТМЦ 40 (Песок) 490 29,75 160 310 4,4 18,4

Это обусловлено тем, что ОАО представлены минералами ультраосновного состава, что приводит к повышению водопотребности ТМЦ, и соответственно к снижению прочности за счет удаления иммобилизованной воды в процессе твердения

Изучение свойств вяжущих на основе отходов алмазообогащения ЮАР показало, что применение выветрелых кимберлитов в 1,4—4,6 раза снижает активность вяжущих и повышает их водопотребность КВВ по сравнению с вяжущими на основе кварцевого песка (табл 9). В целом это связано с минеральным составом кимберлитов, а в частности с небольшим содержанием свободного кремнезема в составе кимберлитов

Таблица 9

Свойства композиционных вяжущих_

Вяжущие НГ, % Предел прочности при изгибе, МПа Предел прочности при сжатии, МПа

2 сут 7 сут 28 сут 2 сут 7 сут 28 сут

ТМЦ40К 66 0,8 1,4 1,5 2,6 3,3 4,6

ТМЦ60К 46 2,3 3,1 4,0 10,1 12,7 16,0

ТМЦ 80К 32 5,7 6,1 7,2 30,6 36,0 42,8

ТМЦ 100 28 7,7 8,3 9,4 50,9 62,6 69,6

ТМЦ40Э 29,5 2,5 3,4 4,6 12,4 17,1 21,3

ТМЦ 608 28,5 5,2 6,6 7,5 29,5 39,1 46,3

ТМЦ 808 27 7,2 7,6 9,1 43,2 55,4 61,3

Для оценки качества кремнеземистых компонентов композиционных вяжущих была разработана методика, заключающаяся в определении активности ТМЦ, приготовленных на различных песках, и сопоставлении ее с активностью контрольного ТМЦ на основе песка Вольского месторождения

(табл. 10). Для испытаний приготавливались ТМЦ 50 с удельной поверхностью =500 м2/кг.

Таблица 10

Активность ТМЦ на основе песков различного происхождения

№ Наименование кремнеземистого компонента НГ, % К*» Коэффициент

ТМЦ МПа качества, Кк

1 Песок Вольского месторождения 23,0 39,8 1

2 Отсев дробления кварцитопесчаника (КВП) 25.0 38,4 0,96

3 Отсев дробления КВГХ, фракции 0,315-5 22,5 51,3 1,29

4 Отсев Солдато-Александровского карьера 24,0 30,7 0,77

5 Песок Стодеревского карьера 23,8 40,5 1,02

6 Отходы ММС 29,8 40,6 1,02

7 Песок Белогорского месторождения 29,7 37,2 0,93

8 ОАО, ААП 35,5 12,5 0.31

9 ОАО, ЮАР 46 9,9 0,25

Анализ данных показал, что техногенные пески значительно разнятся по своей пригодности для производства КВВ, что определяется, прежде всего, их минеральным составом. Предложенная методика позволяет ранжировать техногенные и природные лески как кремнеземистый компонент композиционных вяжущих.

Исследование микроструктуры полученных КВВ выявила существенное отличие в структуре цементного камня на основе кварцевого песка и ОАО. Продукты гидратации ВНВ на основе ОАО представлены удлиненными столбчатыми кристаллами (рис. 6, а), которые существенно снижают прочность цементного камня. Продукты гидратации ВНВ на основе Белогорского песка представлены тончайшими нитевидными кристаллами, образующими густую сеть с большим количеством контактов между структурными элемен-

_____________________________ _____._______________ ________________________________ а) б)

X100000 X¡00000

Рис. 6. Микроструктура композитов на основе: а) ВНВ 60 (ОАО), б) ВНВ 60 (Песок) Наличие большого количества контактов и морфология новообразований предопределяет более высокую активность ВНВ на Белогорском песке, чем на кимберлитах.

ТМЦ 40 (Песок) —♦—ТМЦ 40 (ОАО)

9 "¿"Г "Г -7

Распределение частиц по размерам используемого вяжущего является важным показателем, так как данная характеристика оказывает значительное влияние на процессы гидратации и, как результат, на свойства мел-

Значение интервалов размеров, мкы

Рис. 7. График распределения частиц вяжущих по размерам козернистого бетона. Поэтому полученные вяжущие были исследованы при помощи лазерного анализатора частиц «Микросайзер-201» (рис. 7).

Анализ гранулометрии вяжущих показал, что ТМЦ на основе ОАО имеет смещение в сторону более мелких частиц по сравнению с портландцементом и ТМЦ 40 на основе Белогорского песка, что связано с лучшей размолоспо-собностью ОАО. Также в отличие от портландцемента и ТМЦ на основе Белогорского песка, которые имеют один четко выраженный пик, график распределения частиц ТМЦ 40 (ОАО) имеет несколько пиков. Такое распределение частиц в ТМЦ 40 (ОАО) будет способствовать более плотной упаковке частиц, что в свою очередь положительно сказывается на процессе твердения в длительные сроки.

180,---,----г---г---,---------- Изучение реологии ВНВ

.-«¡о I------------1------{------1---(рис. 8) показало, что

они являются типичными вязкопластичными суспензиями с достаточно высокими значениями предельного напряжения сдвига и зависимостью эффективной вязкости от скорости деформации, присущей для сильно структурированных дисперсий.

Разработанные составы мелкозернистого бетона для закладочных работ подтвердили возможность использования отходов алмазообогащения для производства закладочных

О 30 60 90 120 160

Касательное напряжение сдвига, Па

—ВНВ—40 с В/Ц =0,36 -"-ВНВ-40сВ/Ц = 0,33 ВНВ-40 с В/Ц = 0.53

Рис. 8. Зависимость касательного напряжения сдвига от градиента скорости сдвига

смесей, но для снижения расхода портландцемента необходим переход на композиционные вяжущие вещества.

Управляемый состав новообразований, характеристики микроструктуры и пористости цементного камня, полиминеральный состав техногенного песка с шероховатой поверхностью позволяют синтезировать на основе отходов ал-мазообогащения и портландцемента мелкозернистые бетоны необходимых эксплуатационных характеристик.

Исследование зоны контакта заполнителя с цементным камнем показало, что поверхность кварцевых частиц имеет ярко выраженные химические контакты взаимодействия с новообразованиями (рис. 9, а). Контуры зерна кварца покрыты новообразованиями, которые растут на поверхности заполнителя, как на подложке. Поверхность же зерен ОАО практически не покрыта новообразованиями (рис. 9, б).

х25000 х25ОО0

Рис. 9. Контактная зона заполнителя с цементным камнем: а) Белогорский песок, б) ОАО Характер взаимодействия цементного камня с заполнителем ультраосновного состава показал, что с целью улучшения физико-механических характеристик мелкозернистых бетонов на основе ОАО необходимо применять композиционные вяжущие и эффективные химические добавки.

Для оптимизации структуры закладочных смесей на основе ОАО было изучено влияние суперпластификатора на физико-механические свойства материала. С этой целью были изготовлены составы смесей на основе различных видов вяжущих с соотношением вяжущее : ОАО = 1:3, 1:4 и 1:5 (табл. 11).

Таблица 11

Свойства закладочных смесей на основе сырья ААП_

№ состава Вид заполнителя Вид вяжущего Соотношение вяжущее: заполнитель, в масс.частях Предел прочности при сжатии, МПа

28 суток 2 мес.

1 ОАО 1ЩМ I 32,5Н 1:3 5,8 6,7

2 1:4 4.5 4,8

3 1:5 3,6 3,8

4 ОАО ЦЕМ1 32,5Н (СБ-3) 1 3 6,6 7,4

5 1 4 5,2 5,6

6 1 5 4,1 4,3

7 Белогор-ский песок ЦЕМ I 32,5Н 1 3 31,0 33,6

8 1 4 26,0 27,2

9 1 5 21,7 23,9

10 ОАО ВНВ 40 1 3 3,7 5,1

11 1 4 3,3 4,7

12 1 5 2,7 4,0

13 ОАО ВНВ 20 1 3 2,4 3,8

14 1 4 1,9 3,1

15 1 5 1,6 2,7

Установлено, что при одной и той же подвижности закладочной смеси с использованием суперпластификатора СБ—3 наблюдается увеличение прочности бетона при одном и том же расходе вяжущего на 10—15 % Использование ВНВ на основе Белогорского песка при производстве закладочных смесей приводит к значительному снижению расхода наиболее дорогостоящего компонента смеси - клинкерной составляющей Так, например, при использовании ВНВ 40 расход клинкерной составляющей сокращается на 60 % по сравнению с ЦЕМ132,5Н при равных показателях прочности

В табл 12 приведены составы закладочных смесей на основе сырья ЮАР

Таблица 12

Состав и свойства закладочных смесей

№ п/п Вид вяжущего Вяжущие, кг/м3 ОАО, кг/м3 Вода, л/м3 Предел прочности при сжатии, МПа

1 ТМЦ бОв 365 1275 365 4,9

2 ТМЦ 408 425 1060 425 4,3

Анализ полученных данных, показал, что использование состава на основе ТМЦ 40Э экономически эффективно, так как расход клинкерной составляющей на 30% ниже в отличии от ТМЦ 608

Таким образом, результаты испытаний показали, что полученные мелкозернистые бетоны на основе ОАО удовлетворяют требованиям, предъявляемым к закладочным смесям

Предложены составы мелкозернистых бетонов на основе КВВ и отходы алмазообогащения ААП и ЮАР (невыветрелые кимберлиты) для нижнего и верхнего слоев основания автомобильных дорог (табл 13)

Из полученных результатов видно, что бетоны на ОАО отвечают требованиям, предъявляемым к нижнему и верхнему слою оснований Однако более эффективными являются бетоны на основе ТМЦ 60Б, ВНВ 40 и ВНВ 60, так как при практически равных прочностных характеристиках расход самого

дорого компонента бетонной смеси — клинкера — значительно ниже, чем у бетонов на основе ТМЦ бОЭ и ЦЕМ132,5Н соответственно

Таблица 13

_Состав и свойства мелкозернистых бетон на основе ОАО_

Слой основа- Вид вяжу- Состав бетонной смеси, Предел прочности после

ния дорожной щего кг/м бетона 28 еут нормального

одевды твердения, МЛ а

Вяжущие ОАО Вода на сжатие на растяже-

(клинкерная состав- ние при изгибе

ляющая)

Мелкозернистые бетоны на основе сырья ЮАР

верхний ТМЦ 608 466 (279,6) 1399 280 10,2 2,1

ТМЦ 808 469 (375,2) 1406 281 12,5 2,3

нижний ТМЦ 608 378 (226,8) 1512 265 4,6 1,6

ТМЦ 808 380 (304) 1519 266 5,5 1,7

Мелкозернистые бетоны на основе сырья ААП

ЦЕМ I 520 (520) 1300 312 11,1 2,2

верхний 32,5Н

ВНВ60 542 (325,2) 1355 271 12,0 2,4

ЦЕМ1 430 (430) 1505 258 6,2 1,7

нижний 32,5Н

ВНВ40 539 (215,6) 1348 269 5,9 1,5

Таким образом, использование ОАО в сочетании с КВВ на основе местного кварцевого песка при производстве мелкозернистых бетонов для строительства укрепленных оснований автомобильных дорог позволит не только решать вопрос комплексного использования недр, но и снизить себестоимость строительства

Для повышения эффективности закладочных смесей предлагается использовать омагничевание смеси Выбор данного технологического приема обусловлен рядом причин Во-первых, в виду специфики состава (высокие значения В/Ц) действие магнитных полей будет сильнее нежели в случае жестких бетонных для дорожного строительства Во-вторых, в случае закладочных смесей значительно легче организовать технологический передел омагничевания поскольку смесь подается к месту укладки по трубопроводу

Проведенные исследования позволили определить скорость обработки жидкой среды в магнитном поле, при которых возникают точки экстремумов динамики твердения и вязкости Для воды эта скорость составляет 4,08 м/с, а для закладочных смесей с использованием ОАО - 1,63-1,84 м/с в зависимости от В/Ц отношения

Таблица 14

Состав и свойства бетонных смесей

№ п/п Вид вяжущего Цемент мелкий заполнитель В/Ц Предел прочности при сжатии Предел прочности при сжатии после магнитной обработки

С.МПа С>МПа

1 ЦЕМ1 32,5Н 1 3 0,6 9,2 13,8 13,7 19,5

2 ЦЕМ1 32,5Н 1 3 1 4,0 5,8 5,7 8Д

3 ВНВ 20 1 3 0,9 1,7 2,4 2,3 3,4

4 ВНВ 40 1 3 0,8 2,5 3,7 3,5 5,3

Примечание Состав 1 - контрольный, на Белогорского песке, составы 2-4 - на ОАО в качестве мелкого заполнителя

Из полученных результатов видно, что использование омагничевания смесей на ОАО приводит к значительному повышению прочности цементного камня, что является существенным резервом повышения эффективности закладочных смесей

Использование омагниченной воды также значительно повышает прочность закладочных смесей Причем зависимость прочности от напряженности поля имеет экстремальный характер при напряженности поля Н = 186 кА/м и Н = 122 кА/м, что соответствует расстоянию между магнитами 12 мм и 24 мм (табл 15)

Таблица 15

Влияние напряженности магнитного поля на прочность цементного камня на

основе ОАО и ВНВ 40

№ п/п Расстояние, 1 мм Напряженность, кА/м (индукция, Тл) Прочность при сжатии, МПа, в сроки

7 сут 28 сут

1 10 207 (0,26) 2,6 3,8

2 12 186(0,23) 3,1 4,5

3 14 160 (0,20) 2,5 3,9

4 16 145 (0,18) 2,7 3,8

5 18 137(0,17) 2,6 3,8

6 20 130 (0,16) 2,6 3,8

7 22 126 (0,158) 2,9 4,2

8 24 122(0,153) 3,4 4,8

9 26 120(0,151) 3,0 4,3

Состав ВНВ 40 ОАО = 1 3

Таблица 16

Влияние совместного действия добавки СБ—3 и магнитной обработки на прочность мелкозернистого бетона на основе ОАО и ЦЕМ132,5Н_

№ п/п Ввд обработки Прочность при сжатии, МПа, в сроки

7 суг 28 сут

1 Контрольный образец 4,0 5,8

2 СБ-3 4,7 6,7

3 СБ—3 с магнитной обработкой (Н = 186 кА/м) 5,1 7,3

Результаты испытаний показали, что к 2В-суточному сроку твердения прочность образцов с добавкой СБ-3 и магнитной обработкой возрастает на 25,9 % по сравнению с контрольными образцами и на 8,6 % по сравнению с образцами с добавкой СБ-3

Таким образом, использование магнитной обработки при получении закладочных смесей является высокоэффективным методом активации процессов гидратации и позволяет повышать прочностные характеристики смесей При этом прочность образцов на сжатие увеличивается как при обработке воды затворения, так и при обработке самих смесей

Для практической реализации диссертационной работы предложены технологии получения мелкозернистых бетонов с использованием ОАО на основе КВВ для закладочных работ и дорожного строительства Доказана экономическая эффективность применения полученных мелкозернистых бетонов как для закладочных работ, так и для строительства дорожных одежд

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1 Выявлены особенности процессов структурообразования в системе «цементный камень - отходы алмазообогащения - вода» Установлено, что адгезия минералов кимберлитов к цементному камню значительно ниже, чем у традиционного кварцсодержащего сырья. Наличие четкой границы раздела между цементным камнем и зернами кимберлитов свидетельствует об их слабом взаимодействии в процессе гидратационного твердения, что подтверждается и характером разрушения мелкозернистого бетона

2 Установлено, что композиционные вяжущие вещества на основе ким-берлитовых пород зоны гипергенеза обладают малой активностью, что обусловлено отсутствием активного взаимодействия продуктов гидратации клинкерных минералов с породообразующими минералами кимберлитов В то же время породообразующие минералы кимберлитов зоны гипергенеза в силу своего строения и кристаллохимических особенностей легко разрушаются под нагрузкой

3. Установлена специфика разрушения кимберлитов в процессе получения композиционных вяжущих веществ, заключающаяся в различной размоло-

способности кимберлитов и клинкера Так, в процессе помола быстро диспергирующиеся кимберлиты препятствуют дезинтеграции клинкера, поэтому целесообразно вводить в систему кварцевый песок

4 Разработаны составы мелкозернистых бетонов на основе отходов алма-зообогащения и композиционных вяжущих веществ для закладочных работ и устройства укрепленных оснований автомобильных дорог

6 Для внедрения результатов работы при проведении закладочных работ и строительстве, ремонте и реконструкции автомобильных дорог разработаны следующие технические документы

- рекомендации по использованию отходов алмазообогащения Архангельской алмазоносной провинции для строительства укрепленных оснований автомобильных дорог,

- технические условия "Заполнитель мелкий для бетона из отходов алмазообогащения Архангельской алмазоносной провинции",

- технологический регламент на "Производство мелкозернистых бетонов с использованием отходов алмазообогащения ААП и композиционных вяжущих для строительства укрепленных оснований автомобильных дорог"

7 Экономическая эффективность применения полученных мелкозернистых бетонов как для закладочных работ заключается в снижении себестоимости смеси на основе ВНВ 40 на 50 % по сравнению со смесями на основе портландцемента Применение мелкозернистого бетона вместо щебня при строительстве укрепленных оснований автомобильных дорог позволяет уменьшить себестоимость дорожной одежды и получить экономию в 193680 руб. на 1 км дороги, а также исключить транспортные расходы, связанные с доставкой щебня

Основное содержание диссертации изложено в работах:

1 Лесовик, Р В Перспективы использования отходов алмазообогащения в дорожном строительстве / Р В Лесовик, М. Н. Ковтун, Н И Алфимова, Л Н Соловьева // Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии материалы Междунар науч -практ конф /Вестник БГТУ им В Г Шухова -2005 -№9 - С 375-377

2 Лесовик, Р В Использование отходов алмазообогащения при производстве стеновых камней / Р В Лесовик, М. Н. Ковтун, Н И Алфимова, Л Н Соловьева // Наука и технология строительных материалов состояние и перспективы развития материалы докл Междунар науч -практ конф. — Минск БГТУ, 2005 - С 195-198

3 Строкова, В В Перспективы использования отходов алмазодобывающей промышленности / В В Строкова, А Н Володченко, А О Лютенко, Р В Жуков, М. Н. Ковтун, С И Алфимов, Н И Алфимова // Строительный

комплекс России наука, образование, практика материалы Междунар науч -практ конф.-Улан-Уде Изд-воВСГТУ,2006 -С 140-142.

4 Лесовик, Р. В Перспективы использования техногенных песков в мелкозернистых бетонах / Р В Лесовик, М. Н. Ковтун, Н И Алфимова, Н В Ряпухин, Ю В Денисова // III Международная научно-практическая конференция «Проблемы экологии наука, промышленность, образование» [Электронный ресурс] - Белгород, 2006

5 Лесовик, Р В Пути повышения эффективности мелкозернистого бетона / Р В Лесовик, А И Топчиев, М С Агеева, М. Н. Ковтун, Н И Алфимова, А П Гринев // Строительные материалы оборудование, технологии XXI века -2007 —№ 7 -С 16-17

6 Лесовик, Р. В Оценка качества мелкого заполнителя бетонов / Р В Лесовик, Н И Алфимова, М. Н. Ковтун // Научные исследования, на-носистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии (XVIII научные чтения) сб докл Междунар науч-практ. конф - Белгород Изд-во БГТУим В Г Шухова,2007 -Ч. 1 -С 152-155

7. Лесовик, Р В Влияние кремнеземистых компонентов на свойства композиционных вяжущих / Р В Лесовик, М. Н. Ковтун, Н И Алфимова // Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии (XVIII научные чтения) сб. докл. Междунар науч -практ конф - Белгород. Изд-во БГТУ им. В Г Шухова, 2007 -Ч 2 -С. 157-160

8 Лесовик, Р. В Комплексное использование отходов обогащения ЮАР /, / Р В Лесовик, М. II. Ковтун, Н И Алфимова // Промышленное и гражданское строительство — 2007 — № 8. — С 30-31

Ковтун Максим Николаевич

МЕЛКОЗЕРНИСТЫЕ БЕТОНЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОТХОДОВ АЛМАЗООБОГАЩЕНИЯ

05 23 05 - Строительные материалы и изделия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 12 11 2007 Формат 60x84/16 Уел печ л 1,4 Уч-изд л 1,4 Тираж 100 экз Заказ -i 78

Отпечатано в Белгородском государственном технологическом университете им В Г Шухова 308012, г Белгород, ул Костюкова, 46

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1 Повышение эффективности производства строительных материалов > за счет использования техногенного сырья.

1.2 Породы ультраосновного состава как сырье для получения строительных материалов.

1.3 Специфика свойств техногенного сырья ультраосновпого состава

1.4 Технологические аспекты повышения эффективности материалов на основе техногенного сырья.

1.4.1 Добавки.

1.4.2 Активация сырьевых компонентов бетонной смеси.

1.4.3 Способы формования.

Выводы.

2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ.

2.1 Методы исследований.

2.1.1 Рентгенофазовый анализ

2.1.2 Дифференциальный термический анализ.

2.1.3 Электронно-микроскопический анализ.

2.1.4 Изучение свойств тонкодисперсных материалов.

2.1.5 Определение водо- и цементопотребности заполнителей бетона

2.1.6 Изучение свойств бетонных смесей и бетонов

2.2 Применяемые материалы

2.3 Выбор пластифицирующей добавки.

Выводы

3 ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТХОДОВ А Л М А3001>0 ГА Щ1: 1111Я.

3.1 Состав и свойства отходов алмазообогащения

3.2 Форма и морфология кимберлитов.

3.3 Цементо- и водопотребность отходов алмазообогащения

3.4 Размолоспособность отходов алмазообогащения 76 Выводы.

4 КОМПОЗИЦИОННЫЕ ВЯЖУЩИЕ И МЕЛКОЗЕРНИСТЫЕ БЕТОНЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОТХОДОВ АЛМАЗООБОГАЩЕНИЯ.

4.1 Реологические характеристики композиционных вяжущих

4.2 Свойства композиционных вяжущих веществ

4.3 Мелкозернистые бетоны на основе отходов алмазодобывающей промышленности.

4.3.1 Методика расчета мелкозернистого бетона

4.3.2 Состав и свойства мелкозернистого бетона для закладочных смесей па основе отходов алмазообогащения

4.3.2.1 Исследование влияния качества ОАО как заполнителя закладочных растворов.

4.3.2.2 Закладочные смеси с использованием отходов алмазообогащения на основе портландцемента

4.3.2.2 Влияние добавки СБ-3 на свойства закладочных смесей.

4.3.2.3 Исследование влияния композиционных вяжущих на свойства закладочных смесей.

4.3.3 Состав и свойства мелкозернистого бетона для укрепленных оснований автомобильных дорог на основе отходов алмазообогащения

4.4 Магнитная обработка закладочных смесей

4.5 Состав и свойства новообразований, морфология цементного камня.

Выводы

5 ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

5.1 Технология приготовления закладочных смесей на основе отходов алмазообогащения 121 5.1.1 Технологическая схема закладочного комплекса

5.1.2 Режимы работы основного технологического оборудования закладочного комплекса

5.1.3 Транспортирование закладочной смеси

5.1.4 Формирование закладочного массива

5.2 Технология устройства оснований

5.3 Технико-экономическое обоснование 139 Выводы.

Актуальность. За последние годы в России в значительной степени возросли темпы строительства, вследствие чего резко встал вопрос дефицита сырья для производства строительных материалов. Схожая ситуация <¥ наблюдается и в ЮАР. В то же время Россия, как и ЮАР, обладая богатыми запасами полезных ископаемых, ежегодно складирует в отвалах миллионы тонн отходов горнодобывающей промышленности. Наибольшее распространение получили отходы обогащения, которые в значительных количествах образуются при добыче таких полезных ископаемых, как алмазы.

Районы добычи алмазов характеризуются слаборазвитой дорожной системой, как, например, Архангельская алмазоносная провинция (ААП), что связано со сложными природно-климатическими и горнотехническими условиями региона. Для дальнейшего эффективного освоения полезных ископаемых региона требуется расширение транспортной сети. С целью * более полного освоения месторождений алмазов необходимо поддержание выработанного пространства путем устройства закладки. Строительство дорог и закладочные работы требуют значительных объемов строительных материалов, поэтому, вследствие дефицита природных каменных и песчаных материалов, необходимо активно использовать имеющиеся в значительном количестве отходы алмазообогащепия (ОАО).

Диссертационная работа выполнена в рамках тематического плана госбюджетных НИР Федерального агентства по образованию РФ, проводимого по заданию Министерства образования РФ и финансируемого из средств федерального бюджета на 2004-2008 гг.

Цель работы. Повышение эффективности производства мелкозернистых бетонов на основе отходов алмазообогащения для строительства укрепленных оснований автомобильных дорог и закладочных работ.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- изучение состава, свойств и микроструктурных особенностей ОАО как сырья для производства мелкозернистых бетонов;

- разработка композиционных вяжущих веществ с использованием ОАО и местного природного песка;

- разработка технологии закладочных работ и устройства основания дорожной одежды с применением мелкозернистого бетона;

- подготовка нормативных документов для реализации теоретических и экспериментальных исследований в промышленных условиях.

Научная новизна. Выявлены особенности процессов структурообразования в системе «цементный камень - отходы алмазообогащения - вода». Установлено, что адгезия кимберлитов к цементному камню значительно ниже, чем у традиционного кварцсодержащего сырья, что обусловлено спецификой их минерального состава. Наличие четкой границы раздела между цементным камнем и зернами кимберлитов свидетельствует об их слабом взаимодействии в процессе гидратационного твердения, что подтверждается и характером разрушения мелкозернистого бетона.

Установлен характер разрушения кимберлитов в процессе получения композиционных вяжущих веществ, заключающийся в различной размолоспособности кимберлитов и клинкера. В процессе помола быстро диспергирующиеся кимберлиты препятствуют дезинтеграции клинкера, поэтому целесообразно вводить в систему кварцевый песок.

Показано, что закладочные смеси на основе вяжущих низкой водопотребности и отходов алмазообогащения являются типичными вязко-пластичными суспензиями с достаточно высокими значениями предельного напряжения сдвига и зависимостью эффективной вязкости от скорости деформации, присущей для сильно структурированных дисперсий.

Выявлен характер разрушения мелкозернистых бетонов на композиционном вяжущем с использованием Белогорского песка и отходов алмазообогащения в качестве заполнителя, заключающийся в том, что разрушение происходит в основном по контактной зоне цементного камня и зерен отходов алмазообогащения, сложенных серпентином, слюдами и смектитом. На поверхности скола практически не встречаются зерна кварца композиционного вяжущего, так как они покрыты новообразованиями гидросиликатов.

Практическое значение работы. Предложена рациональная область использования отходов алмазообогащения в качестве заполнителя для получения мелкозернистого бетона, а также в качестве кремнеземистого компонента при производстве композиционных вяжущих.

Разработана методика определения качества техногенных песков как кремнеземистого компонента композиционных вяжущих веществ. Методика заключается в определении активности ТМЦ, приготовленных на различных песках, и сопоставлении ее с активностью контрольного ТМЦ на основе песка Вольского месторождения.

Предложены составы мелкозернистых бетонов на основе отходов алмазообогащения ААП и ЮАР и композиционных вяжущих веществ для использования при устройстве конструктивных слоев дорожных одежд и закладочных работах.

Предложена технология производства мелкозернистых бетонов на основе пород ультраосновного состава с использованием композиционных вяжущих, пригодных для строительства оснований автомобильных дорог во II дорожно-климатической зоне.

Внедрение результатов исследований. Для внедрения результатов работы при строительстве и реконструкции автомобильных дорог разработаны следующие нормативные документы:

- рекомендации по использованию отходов алмазообогащения Архангельской алмазоносной провинции для строительства укрепленных оснований автомобильных дорог;

- технические условия "Заполнитель мелкий для бетона из отходов алмазообогащения Архангельской алмазоносной провинции";

- технологический регламент на "Производство мелкозернистых бетонов с использованием отходов алмазообогащения Архангельской алмазоносной провинции и композиционных вяжущих для строительства укрепленных оснований автомобильных дорог".

Теоретические положения диссертационной работы, результаты экспериментальных лабораторных исследований и промышленного внедрения используются в учебном процессе при подготовке инженеров по специальностям 270106, 270114, что отражено в учебных программах дисциплин «Строительные материалы и изделия». Изданы методические указания «Оценка качества песков» к выполнению лабораторных работ для студентов дневного и заочного обучения специальности 270106.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы представлены на Международной научно-практической конференции "Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии" (г. Белгород, 2005); Международной научно-практической конференции "Наука и технология строительных материалов: состояние и перспективы развития" (г. Минск, 2005); III Международной научно-практической конференции "Проблемы экологии: наука, промышленность, образование" (г. Белгород, 2006); Международной научно-практической конференции "Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии (XVIII научные чтения)" (г. Белгород, 2007).

Публикации. По материалам и результатам исследований опубликовано 8 работ, в том числе одна статья в издании, входящем в перечень ВАК РФ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 205 страницах машинописного текста, включающего 49 таблиц, 25 рисунков и фотографий, список литературы из 156 наименований, 9 приложений.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Выявлены особенности процессов структурообразования в системе «цементный камень - отходы алмазообогащения - вода». Установлено, что адгезия кимберлитов к цементному камню значительно ниже, чем у традиционного кварцсодержащего сырья, что обусловлено спецификой их минерального состава. Наличие четкой границы раздела между цементным камнем и зернами кимберлитов свидетельствует об их слабом взаимодействии в процессе гидратационпого твердения, что подтверждается и характером разрушения мелкозернистого бетона.

2. Установлен характер разрушения кимберлитов в процессе получения композиционных вяжущих веществ, заключающийся в различной размолоспособиости кимберлитов и клинкера. В процессе помола быстро диспергирующиеся кимберлиты препятствуют дезинтеграции клинкера, поэтому целесообразно вводить в систему кварцевый песок.

3. Закладочные смеси па основе вяжущих низкой водопотребности и отходов алмазообогащения являются типичными вязко-пластичными суспензиями с достаточно высокими значениями предельного напряжения сдвига и зависимостью эффективной вязкости от скорости деформации, присущей для сильно структурированных дисперсий.

4. Установлена специфика структурообразования закладочных смесей в условиях магнитной обработки, заключающаяся в упорядочении структуры композита, что ведет к снижению анизотропии и повышению прочности бетона.

5. Выявлен характер разрушения мелкозернистых бетонов на композиционном вяжущем с использованием Белогорского песка и отходов алмазообогащения в качестве заполнителя, заключающийся в том, что разрушение происходит в основном по контактной зоне цементного камня и зерен отходов алмазообогащения, сложенных серпентином, слюдами и смектитом. На поверхности скола практически не встречаются зерна кварца композиционного, так как они покрыты новообразованиями гидросиликатов.

6. Разработаны составы мелкозернистых бетонов на основе отходов алмазообогащения и композиционных вяжущих веществ для закладочных работ и устройства укрепленных оснований автомобильных дорог.

7. Для внедрения результатов работы при устройстве закладки и строительстве, ремонте и реконструкции автомобильных дорог разработаны следующие технические документы:

- рекомендации по использованию отходов алмазообогащения Архангельской алмазоносной провинции для строительства укрепленных оснований автомобильных дорог;

- технические условия "Заполнитель мелкий для бетона из отходов алмазообогащения Архангельской алмазоносной провинции";

- технологический регламент на "Производство мелкозернистых бетонов с использованием отходов алмазообогащения ААП и композиционных вяжущих для строительства укрепленных оснований автомобильных дорог".

8. Доказана экономическая эффективность применения полученных мелкозернистых бетонов как для закладочных работ, так и для строительства дорожных одежд. Так, применение закладочных смесей на основе ВНВ 40 позволяет снизить себестоимость материала на 50 % по сравнению со смесями на основе портландцемента, а применение мелкозернистого бетона вместо щебня при строительстве укрепленных оснований автомобильных дорог позволяет уменьшить себестоимость дорожной одежды и получить экономию в 193680 руб. на 1 км дороги, а также исключить транспортные расходы, связанные с доставкой щебня. Кроме того, снижается экологический прессинг на окружающую среду региона добычи.

1. Шлакощелочные вяжущие и мелкозернистые бетоны на их основе / Под ред. проф. В. Д. Глуховского. Ташкент: Узбекистан, 1980. -484 с.

2. Гридчин А. М. Дорожно-строительные материалы из отходов промышленности: учеб. пособие / А. М. Гридчин. Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 1997.-204 с.

3. Ильичев В. А. Строительный комплекс в век информационных технологий и один день без них / В. А. Ильичев // Архитектура и строительство Москвы. 2002. - № 2-3. - С. 46-50.

4. Баринова JI. С. Строительство определяющий фактор устойчивого развития / JI. С. Баринова, Ю. С. Волков // Информационный бюллетень. - 2002. - № 5. - С. 2-4.

5. Стратегия развития строительного комплекса Российской Федерации на период до 2010 года. М.: Госстрой РФ, 2003.

6. Ганина JI. И. Эффективность использования отходов горнопромышленного комплекса Мурманской области в строительной отрасли / JI. И. Ганина, О. Н. Крашенинников, Ф. Д. Ларичкин // Строительные материалы. 2006. - № 11. - С. 47^49.

7. Ращупкина М. А. , Косач А. Ф. , Попов В. А. Применение золы гидроудаления омских ТЭЦ в технологии бетона // Строительные материалы. 2005. - № 10. - С. 17-20.

8. Лесовик Р. В. Мелкозернистые бетоны для дорожного строительства с использованием отходов мокрой магнитной сепарации железистых кварцитов: дис. . канд. тех. наук: 05. 23. 05 / Лесовик Руслан

9. Валерьевич. Белгород: БелГТАСМ, 2002. - 238 с.

10. Комарова Н. Д. Стеновые камни цементные на основе техногенных песков северного Кавказа: дис. . канд. тех. наук: 05. 23. 05 / Комарова Наталья Дементьевна. Белгород: БГТУ им. В. Г. Шухова, 2006.-219 с.

11. Резванцев В. И. Комплексное применение доменного гранулированного шлака при строительстве конструкций дорожных одежд / В. И. Резванцев, В. Г. Еремин, Е. В. Матвеев, А. В. Еремин, В.

12. П. Волокиты // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2000. - № 9. - С. 30-32.

13. Sun. W. Fatigue performance and equations of roller compacted concrete with fly ash / W. Sun, J. Qin, Y. Zhang, Z. Jin, M. Qian // Cement and concrete research. 1998. - Vol. 28. - № 2. - pp. 309-315.

14. Данилович И. Ю. Использование топливных шлаков и зол для производства строительных материалов / И. Ю. Данилович, Н. А. Сканави. -М.: Высшая школа, 1988. -11 с.

15. Волженский А. В. Бетоны и изделия из шлаковых и зольных материалов / А. В. Волженский, Ю. С. Буров, Б. И. Виноградов, К. В. Гладких; под общ. ред. А. В. Волженского. М.: Стройиздат, 1969.-392 с.

16. Волженский А. В. Технология и свойства золопесчаных бетонов /

17. A. В. Волженский, Л. Б. Гольдберг. М.: ВНИИЭСМ, 1979. - 153 с.

18. Ананьев В. М. , Левченко В. Н. , Вишневский А. А. Использование золы-унос в качестве добавки при производстве тяжелого бетона // Строительные материалы. 2006. - № 11. - С. 32-33.

19. Жабо В. В. О высокой эффективности использования золошлаковых отходов (ЗШО) ТЭС в дорожном строительстве и стройиндустрии /

20. Глуховский В. Д. Шлакощелочные цементы и бетоны / В. Д. Глуховский. К.: Буд1вельник, 1978. - 184 с.

21. Серых P. JL Конструкции из шлакощелочных бетонов / P. JI. Серых, В. А. Пахомов. М.: Стройиздат, 1988. - 160 с.

22. Глуховский В. Д. Производство бетонов и конструкций на основе шлакощелочных вяжущих / В. Д. Глуховский и др. . К.: Буд1вельник, 1988.- 144 с.

23. Тотурбиев Б. Д. Строительные материалы на основе силикат-натриевых композиций / Б. Д. Тотурбиев. М.: Стройиздат, 1988. -208 с.

24. Иванкин А. Д. Опыт внедрения энергосберегающих методов возведения монолитных железобетонных конструкций в зимних условиях / А. Д. Иванкин. Л.: ЛДНТП, 1987. - 28 с.

25. Шлакощелочные цементы, бетоны и конструкции: докл. и тез. докл. 3-й Всесоюз. науч. -практ. конф. / Отв. ред. В. Д. Глуховский. К.: КИСИ, 1989.-Т. I.-256 с.

26. Шлакощелочные цементы, бетоны и конструкции: докл. и тез. докл. 3-й Всесоюз. науч. -практ. конф. / Отв. ред. В. Д. Глуховский. К.: КИСИ, 1989.-Т. II.-308 с.

27. Гусев Б. В. Экологические проблемы бетонов с техногенными отходами / Б. В. Гусев, Л. А. Малинина, Т. П. Щеблыкина // Бетон и железобетон. 1997 - № 5 - С. 5-7.

28. Волков М. И. , Головко В. А., Гридчин А. М. Исследование ресурсов местных каменных материалов и отходов промышленности с составлением каталога местных строительных материалов Белгородской области // Отчет по НИИ. Харьков: ХАДИ, 1976. -95 с.

29. Гридчин А. М. , Королев И. В. , Шухов В. И. Вскрышные породы

30. КМА в дорожном строительстве. Воронеж: ЦентральноЧерноземное изда-тельство, 1983. - 95 с.

31. Зощук Н. И. , Бабин А. Е. Кристаллические сланцы Курской магнитной аномалии как заполнители для бетонов// Комплексноек использование нерудных материалов пород КМА в строительстве.

32. М.: МИСИ, БТИСМ, 1975.-Вып. 13.-Т. 1.-С. 100-119.

33. Зощук Н. И. , Боровский А. П. , Карпов Г. Н. Свойства кристаллических сланцев Старооскольского железорудного района // Комплекс-ное использование нерудных пород КМА в строительстве. -М.: МИСИ, БТИСМ, 1975.-Вып. 13.-Т. 1.-С. 25-35.

34. Зощук Н. И. , Малыхина В. С. , Стамбулко В. И. Структура и прочность бетона на заполнителях из кристаллических сланцев КМА // Комплексное использование нерудных пород КМА в строительстве. -М.: МИСИ, БТИСМ, 1977.-Вып. 27.-С. 10-21.

35. Гридчин А. М. , Королев И. В. , Шухов В. И. Вскрышные породы КМА в дорожном строительстве. Воронеж: ЦентральноЧерноземное изда-тельство, 1983. - 95 с.

36. Лесовик В. С. Использование промышленных отходов КМА в производстве строительных материалов // Использование отходов, попутных продуктов в производстве строительных материалов и изделий. М., 1987. - Вып. 3. - 62 с.

37. Шухов В. И. Дорожные цементобетоны с заполнителями из железистых отходов горнорудной промышленности Курской магнитной аномалии: Автореф. дис. . . . канд. тех. наук: 05. 23. 05 / Шухов Виктор Иванович. Харьков, 1990. - 20 с.

38. Ворсина М. С. Укатываемые бетоны для дорожного строительства на основе отходов КМА: дис. . . . канд. тех. наук: 05. 23. 05 / Ворсина Марина Сергеевна. Белгород: БГТУ им. В. Г. Шухова, 2005. - 182 с.

39. Голиков В. Г. Мелкозернистые бетоны для малых архитектурных форм на основе техногенных песков КМА: дис. канд. тех. наук: 05. 23. 05 / Голиков Василий Георгиевич. Белгород: БГТУ им. В.Г.Шухова, 2005.-210 с.

40. Елистраткин М. Ю. Ячеистый бетон на основе ВНВ с использованием отходов КМА: дис. . канд. тех. наук: 05. 23. 05 / Елистраткин Михаил Юрьевич. Белгород: БГТУ им. В. Г. Шухова, 2004. - 112 с.

41. Федин А. А. , Чернышов Е. М. , Уколова А. В. Исследование силикатных бетонов на основе хвостов обогащения. Материалы Всесоюзной научной конференции. Белгород, 1973.

42. Зощук Н. И. , Кудеярова И. Н. , Данилова Г. М. Использование железистых кварцитов Курской магнитной аномалии при производстве автоклавных материалов. Химическая технология строительных материалов. Сб. трудов, вып. 23, Белгород, 1976.

43. Лесовик В. С. Строительные материалы из отходов горнорудного производства Курской магнитной аномалии: учеб. пособие / В. С. Лесовик. М. -Белгород: Изд-во АСВ, 1996. - 155 с.

44. Леонтьев Е. Н. , Погостнов А. П. , Грушевский А. Е. Исследование физико-механических свойств и долговечности дорожного

45. Т силикатного бетона из кварцево-железистых отходов ГОКов КМА.

46. Сб. трудов, вып. 27. Белгород, 1977. С. 113-125.

47. Погостнов А. П. Силикатобетонные плиты для дорожных покрытий из кварцево-железистых материалов. / А. П. Погостнов, Е. Н. Леонтьев,

48. A. В. Волженский // Строительные материалы, 1977.

49. Исаченко Е. И. Смеси с высокой проникающей способностью для строительства укрепленных оснований автомобильных дорог с использованием отходов КМА: дис. . канд. тех. наук: 05. 23. 05, 02. 00. 11 / Исаченко Елена Ивановна. Белгород: БГТУ им.

50. B. Г. Шухова, 2004.- 162 с.

51. Гричаников В. А. Мелкозернистые дорожные бетоны с наполнителями из техногенного сырья КМА: дис. . канд. тех. наук: 05. 23. 05 / Гричаников Владимир Александрович. Белгород: БГТУ им. В. Г. Шухова, 2005. - 212 с.

52. Шаповалов С. М. Минеральные бетоны из скальных пород КМА для оснований автомобильных дорог: дис. . канд. тех. наук: 05. 23. 05 / Шаповалов Сергей Михайлович. Белгород: БГТУ им. В. Г. Шухова, 2006.-230 с.

53. Лесовик Р. В. Высокопрочный бетон для покрытий автомобильных дорог на основе техногенного сырья / Р. В. Лесовик, М. С. Ворсина // Строительные материалы. 2005. - № 5. - С. 46-47.

54. Ядыкина В. В. Повышение эффективности асфальто- и цементобетонов на основе техногенного сырья / В. В. Ядыкина // Наука и техника в дорожной отрасли. 2004. - № 1. - С. 45-47.

55. Бега Р. И. Применение промышленных отходов для строительства f городских дорог / Р. И. Бега, Л. В. Городецкий, С. Е. Шмелев //

56. Технологии бетонов. 2005. - № 3. - С. 22-24.

57. М. Tremblay, J. Marchand, М. Pigeon, L. Boisvert. "Recycling of asphaltic roadways using a new cement-slurry stabilization technique", Centre de

58. Recherche Interuniversitaire sur le Beton, Laval University, Sainte-Foy, Canada, G1K 7P4,1998.

59. Матятин JI. А. Снижение материалоемкости в производстве стеновой керамики / Л. А. Матятин, В. Н. Бурмистров, Е. Ш. Шейнман // Строительные матриалы. 1979. - № 8. - С. 12-13.

60. Бурова В. М. Отходы углеобогащения Череповецкого металлургического завода новая сырьевая база керамической промышленности Вологодской области / В. М. Бурова, М. И. Попов // Строительные материалы. - 1981. - № 7. - С. 15.

61. Швайка Д. И. Особенности применения углесодержащих отходов при производстве глиняного кирпича / Д. И. Швайка, Д. И. Руди, Г. Г. Саркисов // Строительные материалы. 1983. - № 5. - С. 13-15.

62. Капустин А. П. Изготовление керамического кирпича из отходов угледобычи Экибастузского бассейна / А. П. Капустин, Л. Ф. Калмыкова, В. Т. Станевич // Строительные материалы. 1991. -№ 10.-С. 13-14.

63. Мюллер А. Гранулированные материалы из природного и техногенного сырья / А. Мюллер, В. И., Верещагин, С. Н. Соколова // Строительные материалы. 2005. - № 7. - С. 23-26.

64. Kearsley Е. P. The effect of material composition on the properties of dry shotcrete / E. P. Kearsley, M. D. Lushiku // Journal of the South African1.stitution of Civil Engineering. 2004. - Vol. 46. - № 2. - pp. 2-8.

65. Прокофьева В. В. Использование попутных продуктов обогащения железных руд в строительстве на Севере / В. В. Прокофьева, П. И. Боженов, А. И. Сухачев, Н. Я. Еремин. Л.: Стройиздат, 1986. -176 с.

66. Долгорев А. В. Вторичные ресурсы в производстве строительных материалов / А. В. Долгорев. М.: Стройиздат, 1990. - 456 с.

67. Прокофьева В. В. Строительные материалы на основе силикатов магния / В. В. Прокофьева, 3. В. Багаутдинов. Санкт-Петербург: Стройиздат СПб, 2000. - 200 с. - ISBN 5-87897-072-4

68. Бабушкин В. И. Термодинамика силикатов / В. И. Бабушкин, Г. М. Матвеев, О. П. Мчедлов-Петросян. М.: Стройиздат, 1986. -409 с.

69. Мчедлов-Петросян О. П. Химия неорганических строительных материалов / О. П. Мчедлов-Петросян. М.: Стройиздат, 1988. - 304 с.

70. Архангельская алмазоносная провинция (геология, петрография, геохимия и минералогия) / О. А. Богатиков и др. .; отв. ред.

71. О. А. Богатиков. -М: Изд-во МГУ, 1999.-524 с. ISBN 5-211-02558-X

72. Включения в алмазе и алмазоносные породы / В. К. Гаранин и др. .; отв. ред. А. С. Марфунин. М.: Изд-во МГУ, 1991. - 240 с.

73. Веричев Е. М. Геологическое строение и вещественный состав трубки им. В. Гриба / Е. М. Веричев, Н. Н. Головин, А. А. Заостровцев // Очерк по геологии и полезным ископаемым Архангельской области. -Архангельск, 2000. С. 85-96.

74. Баженов Ю. М. Технология бетона, строительных изделий и конструкций: учебник / Ю. М. Баженов, JI. А. Алимов, В. В. Воронин, У. X. Магдеев. М.: Изд-во АСВ, 2004. - 236 с.

75. Руководство по применению химических добавок в бетоне. М.: Стройиздат, 1980. -55 с.

76. Батраков В. Г. Модифицированные бетоны / В. Г. Батраков М.: Стройиздат, 1990.-400 с.

77. Ломаченко В. А. Действие суперпластификатора СБ-3 на бетонные смеси и бетоны / В. А. Ломаченко, М. М. Косухин, С. М. Ломаченко, В. Н. Шаблицкий // Строительные материалы. 2005. - № 6. - С. 3435.

78. Фаликман В. Р. Новое поколение суперпластификаторов /

79. B. Р. Фаликман, А. Я. Вайнер, Н. Ф. Башлыков // Бетон и железобетон. -2000.-№5.-С. 5-7.

80. Каприелов С. С. Общие закономерности формования структуры цементного камня и бетона с добавкой ультрадисперсных материалов / С. С. Каприелов // Бетон и железобетон. 1995. - № 4. - С. 16-20.

81. Каприелов С. С. Модифицированные бетоны нового поколения: реальность и перспектива / С. С. Каприелов, В. Г. Батраков, А. В. Шейнфельд // Бетон и железобетон. 1999. - № 6. - С. 6-10.

82. Шейнин А. М. Цементобетон для дорожных и аэродромных покрытий /А. М. Шейнин. -М.: Транспорт, 1991. 151 с.

83. Верещагин В. И. Влияние высоковольтного коронного разряда на гидратацию клинкерных минералов / В. И. Верещагин, О. В. Силкина // Цемент. 1992. - № 1. - С. 4-8.

84. Матвиенко В. А. Активация твердения цементного теста путем поляризации / В. А. Матвиенко, М. М. Сычев // Цемент. 1987. - № 8. -С. 7-8.

85. А. с. 450589, СССР, МКИ С. Электромагнитная мельница / Н. И. Кульков и др. . (СССР) // Открытия. Изобретения. 1974. № 43. 12 с.

86. А. с. 672172, СССР, МКИ С 04. Способ приготовления строительной смеси / И. М. Грушко, А. Ф. Михайлов (СССР) // Открытия. Изобретения. 1979. № 25. 102 с.

87. Сахно С. И. Активация цементов ферромагнитными добавками /

88. C. И. Сахно, П. В. Кривенко // Цемент. 1991 - № 9-10. - С. 54-59.

89. Сычев М. М. Активация твердения цемента с помощью глинистых добавок / М. М. Сычев, Е. Н. Казанская, А. А. Петухов // Цемент. -1982. -№ 1.-С. 12-13.

90. Евтушенко Е. И. Активационные процессы в технологиистроительных материалов / Е. И. Евтушенко. Белгород: Изд-во БГТУ им. В. Г. Шухова, 2003. - 209 с.

91. Сватовская JI. Б. Повышение активности цементов путем их помола с неорганическими добавками / JI. Б. Сватовская, М. М. Сычев, М. А. Астахова, JT. С. Гейдарова // Цемент. 1982. - № 2. - С. 10-11.

92. Бабаев Ш. Т. Эффективность вяжущих низкой водопотребности и бетонов на их основе / Ш. Т. Бабаев, Н. Ф. Башлыков, Б. Э. Юдович // Бетон и железобетон. 1998. - № 6. - С. 3-6.

93. Баженов Ю. М. Новому веку новые бетоны / Ю. М. Баженов // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. -2000.-№2.-С. 10-11.

94. Бабаев Ш. Т. Основные принципы получения высокоэффективных вяжущих низкой водопотребности / Ш. Т. Бабаев, Н. Ф. Башлыков, В. Н. Сердюк // Промышленность сборного железобетона. Сер. 3/ВНИИЭСМ. М., 1991. - 75 с.

95. Калашников В. И. Современные представления об использовании

96. ТМЦ и ВНВ в бетонах / В. И. Калашников, А. А. Борисов, Л. Г. Поляков и др. // Строительные материалы. 2000. - № 7. - С. 1213.

97. Юдович Б. Э. Цементы низкой водопотребности вяжущие нового ^ поколения / Б. Э. Юдович, А. М. Дмитриев, С. А. Зубехин и др. //

98. Цемент и его применение. 1997. -№ 1. - С. 15-18.

99. Батраков В. Г. Бетоны на вяжущих низкой водопотребности / В. Г. Батраков, Н. Ф. Башлыков, Т. Ш. Бабаева и др. // Бетон и железобетон. 1988. - № 11. - С. 4-6.

100. Ядыкина В. В. Влияние физико-химической обработки на реакционную способность кварцевого заполнителя при формировании цементно-песчаных бетонов: автореф. дис. канд. техн. наук: 05. 23. 05 / Ядыкина Валентина Васильевна Харьков, 1987. - 29 с.

101. Пинус Э. Р. Исследование зоны контакта между вяжущим и заполнителем в дорожном бетоне: автореф. дис. . канд. техн. наук: Пинус Э. Р.-М., 1964.-24 с.

102. Шейкин А. Е. О некоторых фактах, определяющих прочность бетона / А. Е. Шейкин, М. И. Бруссер // Специальные цементы и бетоны: труды МИИТА. М., 1971.-Т351.-С. 115-135.

103. Гордон С. С. Структура и свойства тяжелых бетонов на различных заполнителях / С. С. Гордон. М.: Стройиздат, 1969. - 151 с.

104. Любимова Т. Ю. Влияния состояния поверхности и дисперсности кварцевого заполнителя на кристаллизационное твердение цемента и свойства цементного камня в зоне контакта / Т. Ю. Любимова // Коллоидный журнал. 1967. - № 1. - С. 544-552.

105. Михальченко М. Г. Промывка и качество нерудных заполнителей / М. Г. Михальченко // Строительные материалы. 1971. - № 6. - С. 33.

106. Зощук Н. И. Повышение активности щебня и дробленного песка обработкой поверхностно-активными веществами / Н. И. Зощук,

107. А. Е. Бабин // Повышение эффективности производства и управления качеством продукции в промышленности нерудных строительных материалов: тезисы докл. Всесоюз. совещания. М.: Стройиздат, 1977.-С. 64-105.

108. Кучеренко Н. А. Влияние предварительной обработки заполнителя растворами солей и ПАВ на свойства бетонной смеси и бетона / Н. А. Кучеренко, М. А. Юрнул // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. 1974. - № 1. - С. 33-38.

109. А. с. 1164220 СССР. МПК5 С 04 В 20/10. Способ приготовления бетонной смеси // Архипов В. В. , Бирюков А. И. , Козленко В. М. и др. № 3468758/29-33. Заявл. 22. 04. 82; Опубл. 30. 06. 85; бюл. № 24. -С. 86.

110. Мельник Ю. М. Активация заполнителя бетона растворами кислых солей. Деп. рук., УкрНИИ ПТИ, № 598, ХАДИ, 1983. С. 4.

111. А. с. 763292 СССР, МКИ3 С 04 В 31/40, С 04 В55/00. Способ обработки заполнителя / У. Аяпов, А. А. Радионов (СССР) -№ 2338826/29-33; Заявлено 239. 03. 76; Опубл. 15. 09. 80. Бюл. № 34 // Открытия. Изобретения. 1980. - № 34. - 112 с.

112. Гладких Ю. П. Активация кварцевого заполнителя азотной кислотой и её влияние на процессы твердения и прочность цементно-песчаного бетона / Ю. П. Гладких, В. В. Ядыкина, В. И. Завражина // Прикладная химия. 1987. - Т. 60. - № 2. - С. 338-344.

113. Rehm G. Moglichkeiten zur Steigerung der Zugfestigkeit des Betons uber die Haftung zwischen Zuschlagen und Zementsteinmatrix / G. Rehm, R. Zimbelmann // Dtsch. Ausschuss Stahlbeton. 1977. - № 283. - S. 5876.

114. Zimbelmann R. Zur Frage der Festigkeitssteigerung bei Beton / R. Zimbelmann, G. Rehm // Betonwerk + Fertigtent Techn. - 1978. - V.44.-№2.-pp. 89-96.

115. Disdorf W. , Eckardt R. , Hennek H. , Hofmann H. Verfahren zur Herstellung von Zuschlagstoffen. Пат. ГДР. С 04 В 31/44, № 118777. Способ приготовления заполнителей.

116. Гладков Д. И. Физико-химические основы прочности бетона: учеб. Пособие / Д. И. Гладков. М.: Изд-во АСВ, 1998. - С. 57-59.

117. Волконский Н. А. Использование омагниченной воды / Н. А. Волконский, Ю. А. Скобельцын // Гидротехника и мелиорация. -1981. -№9. -С. 28-30.

118. Лазаренко Л. Н. Влияние режимов обработки воды на качество бетона, полученного на ее основе / Л. Н. Лазаренко, П. Д. Журавлев // Электронная обработка материалов. 1985. - № 1. - С. 87-89.

119. Лазаренко Л. Н. Активация воды в производстве бетона" / Л. Н. Лазаренко, Г. В. Ложка, Д. М. Оноприенко // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1990. - № 12. - С. 55-57.

120. Лазаренко Л. Н. Магнитная обработка воды в производстве бетона / Л. Н. Лазаренко, И. П. Резниченко // Строительные материалы и конструкции. 1987. -№ 4. - С. 34-35.

121. Юдина А. Ф. Влияние электрообработки воды затворения на свойства цементного камня / А. Ф. Юдина, О. М. Меркушев, О. В. Смирнов // Химия. 1986. - Т. 59. - № 2. - С. 2730-2732.

122. Помазкин В. А. Использование физической активации воды затворения бетонных смесей / В. А. Помазкин // Известия вузов. Строительство. 2004. - № 3. - С. 31-33.

123. Бердов Г. И. Влияние ультразвуковой активации воды на гидратацию и твердение цемента и трехкальциевого алюмината / Г. И. Бердов, М. А. Камха, А. Г. Парубов, И. М. Себелев // Известия вузов. Строительство и архитектура. 1991. - № 8. - С. 53-56.

124. Кафтаева М. В. О свойствах мелкозернистых прессованных бетонов /

125. М. В. Кафтаева // Сооружения, конструкции, технологии и строительные материалы XXI века: сб. докладов. Белгород, 1999. -Ч. 2.-С. 188-192.

126. Отечественные вибропрессы для производства бетонных изделий // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. -2003.-№7.-С. 21-23.

127. Баженов Ю. М. Технология бетона: учебник / Ю. М. Баженов. М.: Изд-во АСВ, 2003. - 500 с. - ISBN 5-93093-138-0.

128. Баженов Ю. М. Технология и свойства мелкозернистых бетонов: учебное пособие / Ю. М. Баженов, JI. А. Алимов, В. В. Воронин, Р. Б. Ергешев. Алматы: КазГосИНТИ, 2000. - 195 с.

129. Щукина Е. Г. Использование гиперпрессования в технологии безобжигового кирпича / Е. Г. Щукина, Н. В. Архинчеева,

130. A. Д. Цыремпилов // Строительные материалы. 2000. - № 4. - С. 3031.

131. Соколов В. Н. Применение компьютерного анализа РЭМ-изображений для оценки емкостных и фильтрационных свойств пород коллекторов нефти и газа / В. Н. Соколов, В. А. Кузьмин // Изв. АН Сер. физ. - 1993. - № 8. - Т. 57. - С. 94-98.

132. Осипов В. И. Микроструктура глинистых пород / В. И. Осипов,

133. B. Н. Соколов, Н. А. Румянцева. М.: Недра, 1989. - 211 с.

134. А.С. 1118624 СССР, МКИ С 04 В 13/24. Способ получения пластификатора для бетонной смеси / А. Э. Груз, В А. Даева, А. С. Малошицкий и др. (СССР). Открытия. Изобретения, 1984.38.-С. 65.

135. Ратинов В. Б. Комплексные добавки для бетонов / В. Б. Ратинов, Т. И. Розенберг, Г. Д. Кучерова // Бетон и железобетон. 1981. - № 9. -С. 9-10.

136. Официальный сайт компании De Beers Group. Режим доступа: http://www.debeersgroup.com/debeersweb/Diamond+Journey/De+Beers+ Global+Qperations/

137. Веричев Е. М. Геологическое строение, минералогические и петрологические особенности кимберлитов Архангельской провинции / Е. М. Веричев, В. К. Гаранин, В. П. Гриб и др. . // Геология и разведка, 1991. № 4. - С. 88-94.

138. Харькив А. Д. Петрохимия кимберлитов / А. Д. Харькив и др. .; отв. ред. А. Д. Харькив. М.: Наука, 1991. - 304 с.

139. Андреева Е. Д. Щелочные породы. Магматические горные породы / Е. Д. Андреева, В. А. Кононова, Е. В. Свешникова, Р. М. Яшина. М.: Наука, 1984.-Т. 2.-413 с.

140. Гаранин В. К. Новые технологии разведки алмазных месторождений / В. К. Гаранин и др.; отв. ред. О. А. Богатиков М.: ГЕОС, 2001. -310 с.

141. Кристаллография. Рентгенография. Электромикроскопия. Учебник. -М.: Металлургия, 1982. 613 с.

142. Соболев Н. В. О минералогических критериях алмазоносности кимберлитов / Н. В. Соболев // Геологи и геофизика, 1971. № 3. -С. 70-80.

143. Джейке А. И. Кимберлиты и лампроиты Западной Австралии / А. И. Джейке, Дж. Д. Луис, К. Б. Смит. М.: Мир, 1989. - 430 с.

144. Доусон Дж. Кимберлиты и ксенолиты в них / Дж. Доусон. М.: Наука, 1983.-300 с.

145. Калинкин М. М. Кимберлиты и родственные породы Кольского региона / М. М. Калинкин, А. А. Арзамасцев, И. В. Поляков // Петрология, 1993. Т. 1. -№ 2.-С. 205-214.1. Wesselton Kimberlite2.Theta Scale

146. GSwesselton Kimberlite File: wessellorrl raw - Type: STh/Th locked - Siart S.OOO * - End: ВО ООО * - Step: