автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.11, диссертация на тему:Строительная керамика на основе композиций глинистого и диопсидового сырья

005015788

На правах рукописи

САФОНОВА ТАТЬЯНА ВАЛЕРЬЕВНА

СТРОИТЕЛЬНАЯ КЕРАМИКА НА ОСНОВЕ КОМПОЗИЦИЙ ГЛИНИСТОГО И ДИОПСИДОВОГО СЫРЬЯ

05.17.11 - Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

о п ■ - 7р'7 О >.»1йг! ¿иіл

Томск-2012

005015788

Работа выполнена на кафедре неорганических веществ и материалов ФГОБОУ ВПО «Национального исследовательского Иркутского государственного технического университета» и на кафедре технологии силикатов и наноматериалов ФГОБОУ ВПО «Национального исследовательского Томского политехнического университета»

Научный руководитель: кандидат технических наук,

доцент Баяндина Елена Викторовна

Научный консультант: доктор технических наук,

профессор Верещагин Владимир Иванович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор кафедры химии Новосибирского государственного

архитектурно-строительного университета Бердов Геннадий Ильич

доктор технических наук,

зав. кафедрой физики Сибирского

федерального университета Бурученко Александр Егорович

Ведущая организация: Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, г. Томск

Защита диссертации состоится 22 мая 2012 года в 14.30 на заседании диссертационного совета Д. 212.269.08 при ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет» по адресу: 634050, г. Томск, пр. Ленина, 43, корпус 2, аудитория 117.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет».

Автореферат диссертации разослан 20 апреля 2012 года.

Ученый секретарь диссертационного советг

Кандидат технических наук, доцент

з

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Высокий потенциал неметаллорудного минерального сырья Иркутской области и Байкальского региона представлен месторождениями глинистого сырья и непластичных силикатных материалов, а именно полевых шпатов, песков, слюд, диопсидов, базальтов, воллостонитов. В большинстве случаев легкоплавкие глины и суглинки характеризуются сложным вещественным составом, что обуславливает невысокое качество выпускаемой продукции. Дефицит качественного легкоплавкого глинистого сырья характерен для всего региона Сибири. Это делает необходимым поиск новых технологических решений, которые обеспечат изготовление высококачественных строительных материалов.

При подборе оптимального состава масс для производства строительной керамики необходимо учитывать все свойства и состав сырьевых мате- • риалов. Поэтому детальное исследование всего комплекса физико-химических и технологических свойств глинистого и непластичного керамического сырья приобретает особую значимость.

Низкий уровень качества получаемых изделий из малопластичного глинистого сырья обуславливает необходимость разработки составов масс для производства строительной керамики с высокими физико-механическими и эксплуатационными свойствами.

Опыт применения диопсидовых пород в производстве тонкой и строительной керамики показывает эффективность его использования в массах на основе глинистого сырья. Использование диопсида в композиции с легкоплавкими глинами и суглинками предполагает улучшение свойств строительной керамики на основе низкопластичного глинистого сырья при температурах обжига 950...1050 °С. В связи с этим разработка составов масс для производства строительной керамики на основе малопластичного глинистого сырья с добавками диопсида является актуальной задачей.

Диссертация выполнена в рамках госбюджетной темы 47/403 «Исследование минерального керамического сырья Иркутской области, разработка новых составов масс, технологий и технологических процессов».

Объект исследования - строительная керамика на основе глинистого сырья Южного Прибайкалья с добавками диопсидовых пород.

Предмет исследования - процессы формирования фазового состава, структуры и функциональных свойств стеновой строительной керамики.

Цель работы - разработка составов масс и технологий изготовления высококачественных керамических строительных материалов на основе композиций низко- и среднепластичного глинистого и диопсидового сырья.

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

- исследование химического и фазового состава глинистого и диопсидового сырья;

- исследование процессов при термической обработке глинистого сырья;

- исследование спекания диопсидсодержащих керамических масс на основе различных видов глинистого сырья;

- выявление основных факторов, влияющих на структурообразование материала;

- разработка составов масс для производства высококачественной строительной керамики на основе низко- и среднепластичного глинистого и диопсидого сырья

- практическое опробование разработанных составов для производства кирпича полусухим методом прессования на предприятии.

Научная новизна работы:

1. Установлено, что упрочняющее действие диопсида в композиции с малопластичным сырьём при обжиге в области температур 900... 1050 °С при дисперсности менее 60 мкм (средний размер 20... 15 мкм) и при содержании по отношению к глинистой составляющей 20...40 % определяется минеральным составом глинистой составляющей сырья и не зависит от её количества. При этом прочность керамики на основе диопсидсодержащих масс достигает 25...34 МПа, что в 1,5...2 раза больше прочности масс без диопсида.

2. Коэффициент упрочнения стеновой керамики при введении диопсида возрастает с увеличением содержания монтмориллонита, а темпрера-тура проявления максимального эффекта упрочнения увеличивается с повышением содержания каолинита в глинистой составляющей сырья. При этом коэффициент прироста прочности уменьшается. Абсолютная прочность диопсидсодержащих масс определяется содержанием монтмориллонита и количеством глинистых минералов в сырье.

3. Установлено, что в системе монтмориллонит-диопсид при температуре 900... 1050 °С образуется твердый раствор алюмосиликатной шпинели и анортит. Увеличение прочности рри введении диопсида в монтмо-риллонитсодержащие суглинки обуславливается образованием расплава при низкой температуре и повышением кристаллизационной способности стекла.

Практическая значимость

Разработаны и предложены составы масс для производства строительного кирпича основе местного тощего глинистого и диопсидового сырья по технологии полусухого прессования. Полученные изделия обладают прочностью на сжатие 16-20 МПа и плотностью 1540-1780 кг/м3.

Теоретические положения, обоснованные в диссертации, создают практическую основу моделирования масс для производства керамического кирпича на основе легкоплавкого малопластичного глинистого и диопсидового сырья.

Апробация результатов исследований

Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на 4 научно-практических конференциях международного и всероссийского уровней: международной научно-практической конференции студентов и молодых учёных «Современные техника и технологии» (г.Томск 2009, 2010, 2011г.), всероссийской молодёжной конференции «Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения» г. Новокузнецк.

Публикации

По материалам работы опубликовано 13 работ, включая 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

Объем диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов по работе, списка используемой литературы, приложений. Работа изложена на 149 страницах машинописного текста, содержит 42 таблицы и 56 рисунков, приложения на 5 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности темы, приведены цель, задачи, научная новизна и практическая значимость работы.

В первой главе (Строительная керамика на основе легкоплавкого глинистого сырья) приводится влияние условий образования глинистой породы на структуру сырья, влияние минерального состава на технологические свойства глинистого сырья и на свойства строительных материалов на его основе. Обосновывается выбор и эффективность использования диопсидсо-держащих пород в качестве упрочняющей добавки в массах для производства кирпича на основе легкоплавкого глинистого сырья. На основе проведённого анализа литературы сформулированы цели и задачи исследования.

Во второй главе (Характеристика исходных материалов. Методы и методики исследования) приведено описание месторождений глинистого сырья и общая его характеристика. Легкоплавкие глинистые породы, исследуемые в данной работе, используются в производстве грубой строительной керамики и являются покровными суглинками и супесями, залегающими близко к поверхности, непосредственно под растительным слоем, мощность которого составляет 0,5-0,8 м. Описаны диопсидовые породы Южного Прибайкалья.

Приводятся методики исследования, используемые в работе. Рентгено-фазовый анализ проводился на дифрактометрах ДРОН-ЗМ и ADVANCE 8, термический анализ выполнялся на дериватографе Q1500. Электронно-зондовый микроанализ выполнялся на микроанализаторе Superprobe JXA-8200 (JEOL Ltd, Япония).

В третьей главе Шсслспппапцр сырьевых материалов и процессов при их термической обработке) представлены результаты комплексного исследования глинистого и диопсидового сырья.

Исследованы представительные пробы семи месторождений глинистого сырья Южного Прибайкалья. Химический состав исследованных глинистых пород представлен в табл. 1.

Таблица 1. Химический состав глинистых пород Южного Прибайкалья

Наименование сырья Содержание оксидов, мае. %

Si02 AI2O3 ТЮ2 Fe2Oj CaO MgO K20 Na20 ППП

Легкоплавкие суглинки и супеси

Суглинок тимлюйский 60,50 17,15 0,99 7,07 2,71 2,80 2,33 2,63 3,82

Суглинок олонский 56,12 14.70 0,80 5,91 8,40 2,71 1,95 1,43 7,98

І лина слюдянская 61,33 16,95 1,06 6,58 1,91 2,76 2,48 2,71 4,22

Суглинок мальтинский 53,99 13,33 0,87 6,35 8,53 6,56 1,67 1,41 7,29

Суглинок максимовский 57,75 15,95 0,92 7,12 4,95 3,14 1,91 1,65 6,61

I липа куйтунская 60,89 15,59 0,51 5,70 2,02 2,00 1,61 1,78 10,01

J угопимкия глини

Г лина шара-кундуйская | 62,06 20,95 1 0,87 1 4,15 | 0,59 j 0,54 | 3,39 | 0,39 j 7,0 Г

Содержание оксида кремния в сырье (55...62 %) предполагает присутствие большого количества песчаных частиц. По содержанию А1203 (от 14,7 до 20.95 %) и Ре203 (от 4,15 до 7,07 %) глинистое сырьё относится к кислому и полукислому с высоким содержанием красящих оксидов. Присутствие К20, и №,0 предполагает наличие гидрослюды и монтмориллонита.

Гранулометрический состав сырья (табл. 2) подтверждает данные химического анализа. 60...93 % минералов, составляющих породы, представляют песчаные и пылеватые частицы. Содержание глинистых минералов находится в пределах 7...38 %. По количеству глинистых, пылеватых и песчаных фракций глинистые породы относятся к пылеватым суглинкам и супесям, кроме куйтунской и шара-кундуйской пород, которые являются пылева-тыми глинами.

Таблица 2. Гранулометрический состав глинистого сырья Южного Прибайкалья _,

Наименование сырья Размер частиц, мм

1-0,0б|0,06-0,01| 0,01-0,005 | 0,005-0,001 | <0,001

Содержание частиц, мае %

Малопластичное сырьё

Суглинок тимлюйский 40,00 21,29 26,00 5,35 7,36

Суглинок мальтинский 50,70 20,05 10,90 9,00 9,35

Суглинок олонский 40,03 17,34 20,03 11,27 11,60

Суглинок максимовский 45,29 14,71 23,98 7,02 9,00

Умеренно- и среднепластичное сырьё

Суглинок слюдянский 28,04 22,75 26,83 9,08 13,30

Глина куйтунская 32,50 12,76 19,52 9,05 26,17

Глина шара-кундуйская 20,30 10,13 26,28 5,07 38,22

Таблица 3. Минеральный состав глинистого сырья Южного Прибайкалья по результатам количественного рентгенофазового анализа

Минералы

Содержание в ГЛИНИСТОЙ

составляющей,%

■ и о ° &

Наименование сырья я с я й

X а г с; ь =( 9 г п о.

* м * ь н * с; О 2 | з

а О О. Й л г ^ о о. ^ и ,5 =

л 2: н о. 3 і с. и О га з: о Ь о с:

X <г о с: и СО Ы 1— 2 = о ч

Тимлюйский суглинок + + + - - 47 49 4

Олонский суглинок + - - - + + + - 8 49 43

Слюдянская глина + - - - + + - 14 1 75 -

Мальтинский суглинок + + + - - + + - 25 59 16

Максимовский суглинок + + + + - + - - 55 44 1

Куйтунская глина + - - - - + + - 69 35 6

Шара-кундуйская глина + - - - + - - - 17 83 -

Рентгенофазовым анализом установлен минеральный состав глинистого сырья, который представлен кварцем, полевым шпатом, каолинитом, гидрослюдой, кальцитом, монтмориллонитом, хлоритом (табл. З, рис. 1). Данные рентгенофазового анализа подтверждаются результатами термического и химического анализа.

- - материал в естественном состоянии: - . материал, насыщенный этиленгликолем-

......материал, прокаленный до 550 °С

Рис. 1. Рентгенограммы глинистой составляющей

Технологические свойства глинистого сырья, представленные в табл 4 зависят от вида и количества глинистых минералов, составляющих породу (рис. 2). По приведённой гистограмме можно сказать об увеличении числа пластичности сырья с 4 до 17 с повышением содержания глинистых минералов с 7,3 до 38,2 %. Коэффициент чувствительности к сушке определяется главным образом, природой глинистых минералов. Наличие монтмориллонита повышает коэффициент чувствительности к сушке.

Таблица 4. Технологические свойства глинистого сырья

Наименование сырья Число пластичности Коэффициент чувствительности к сушке Огнеупорность, "С

Малопластичное

Тимлюйский суглинок -> j 0,15 <1350

Олонский суглинок 4 0,75 <1350

Мальтинский суглинок 4.5 0,53 <1350

Максимовский суглинок 4 0.17 <1350

Среде- и еысокопластичяые

Слюдянский суглинок 10 0,15 <1350

Куйтунская глина 14 1.85 <1350

Шара-кундуйская глина 17 1,64 >1350

18 16 14 12 10 8 S

| 4 ; ...... і

1 1 ;Dsi і

7,36

І

9 9.35 И,6 13.3 26,74 Содержание гсттшешх минералок. %

2,0 5

0 X

1.5 |

1 й

1.0 » а

с * - 0,5 « S

38.22

□пластичность ШкояЬфшдеешг чувствительности к сушке

Рис. 2. Зависимость технологических свойств глинистого сырья от содержания Лракций менее 1 мкм

Сырьё с высоким содержанием глинистых частиц, но не содержащих монтмориллонита, является менее чувствительным к сушке, чем то, в котором содержание глинистых меньше, но в составе которого присутствует монтмориллонит.

Спекание глин при обжиге связано с процессами дегидратации и образования новых фаз, твердофазными процессами и процессами плавления. Для установления реакционной способности при обжиге сырья различного минерального состава отслеживалось изменение ме-

U

500 600 70(1 750 800 000 950 1000 1050 1100 И 50 f'cMHepatypa oftKitia, "С -•-Кашшшп-пмромюдиега« —А— Гидрослюдиегая

^>"Моагмор№1яот-пшроашдисг.и

Рис. 3. Изменение прочности при сжатии образцов на основе глинистого сырья различного минерального состава с содержанием глинистых минералов: 1 - 9 % , 2 - 11,6 %, 3 - 38.22 %

ханической прочности образцов, обожженных при температурах 500... 1150 °С.

Изменение прочности продуктов обжига глинистого сырья на различных стадиях обжига определяется минеральным составом. Наиболее интенсивно при температурах обжига 900... 1000 °С изменяется прочность образцов на основе глинистого сырья, содержащего более 4...5 % монтмориллонита. Образцы в данном интервале температур приобретают в среднем 50 % от всей прочности, слагающейся на конечных стадиях обжига. Наименее интенсивно прочность возрастает при обжиге глинистой породы, содержащей 1 % монтмориллонита. Повышение прочности при обжиге выше 950... 1000 °С связано с образованием легкоплавких эвтектик, что характерно для каолинитовых и гидрослюдистых глин (рис. 3).

Таким образом, фактором, определяющим процесс спекания при температурах 900... 1000 °С, является количество монтмориллонита как наиболее активного глинистого минерала при обжиге.

В качестве добавки, активирующей спекание, в данной работе использовались маложелезистая диопсидовая порода (90...95 % диопсида). Химический состав представлен в табл. 5.

Таблица 5. Химический состав диопсидовой породы

Наименование сырья Содержание оксидов, масс. %

Si02 А12о3 Fe203 СаО MgO K20+Na20 со2

Маложелезистая диопсидовая порода 54,34 0,35 1,61 23,89 18,58 1,01 0,22

Рентгенофазовый и термический анализы показали, что исследуемая порода диопсида содержит диопсид, гематит, кальцит и апатит. Примеси, содержащиеся в породе, являются естественными плавнями. Поэтому, при их использовании возможно понижение температуры спекания изделий строительной керамики. Содержание Ре203 1...2 % сужает область применения диопсидовой породы производства строительной керамики с окрашенным черепком.

в четвертой главе (Разработка составов масс строительной керамики с использованием диопсидовых пород) приведены результаты исследования влияния диопсида на свойства керамики на основе глинистого сырья различного минерального состава.

Компонентные составы масс представлены в табл. 6.

Таблица 6. Компонентные составы диопсидсодержащих масс для производ-

ства кирпича на основе малопластичных суглинков

Обозначение шихт* Содержание компонентов, мае %

Суглинки Диопсид

ТДО, ОДО, МДО, НДО, СДО 100 0

ТДЗ, ОДЗ, МДЗ, НДЗ, СДЗ 97 о

ТД6, ОД6, МД6, НД6, СДб 94 6

ТД9, ОД9, МД9, НД9, СД9 91 9

ТД12, ОД12, МД12, НД12, СД12 .88 12

ТД15, ОД15, МД15, НД15, СД15 85 15

* Массы названы первыми буквами месторождений глинистого сырья. Н — массы на основе суглинков мальтийского месторождения. Д0...Д15 - количество диопсида в шихте.

Модели распределения компонентов диопсидсодержащей шихты на основе малопластичного глинистого сырья по дисперсности (рис. 4) показывают, что песчаные и пылеватые частицы занимают большее пространство керамического материала, а глинистая составляющая распределяется между ними. При этом не все контакты частиц окружены глинистой субстанцией. Имеется доля грубых и пылеватых частиц с прямым контактом между собой. Такое распределение частиц предполагает невысокую прочность материала вследствие нехватки связующего компонента.

А

Ш

Ш?

уем о ' І

.жщ^

¿Фро ?тх&Ь9.,

г^С^Оо оо оРбру

- песчаные частицы; пылеватые часттицы; диопсид А - модель с отношением диаметров песчаных частиц к пылеватым I :.3; Б - модель с соотношением диаметров песчаных частиц к пылеватым от 1:10 до 1:14.

Рис. 4. Модели распределения диопсида в глинистом сырье

О 3 6 9 12 15 С одержание диопсида в массе, %

CL 3 6 9 12 15 Содержание диопсида в массе, %

0„ 5 10 15 20 50 Содержание диопсида в массе, %

— усадка

Содержание диопсида в массе, %

-О— - прочность; —и-водопоглощение; __

Массы на основе: А - тимлюйского (W 1050 °С), Б - олонского (W 950 °С), В - слюдян ского (U» 900 °С). Г - мальтинского (W 1000 °С), Д - максимовского (W 1100 °С) су пшиков: 1: шара-кундуйской глины (t^* 1150 °С).

Рис. 5. Изменение свойств при обжиге образцов на основе глинистого сыры и диопсидсодержащих масс в зависимости от содержания диопсида в шихте

Частицы диопсида в количестве 3...6 % дипсперсностью менее 60 мкм (средний размер - 15...20 мкм), входят в пространство между пылеватыми г:

песчаными частицами, смешиваясь с глиной и увеличивая общее количество связки. Таким образом, действие диопсида в массах следует рассматривать только в соотношении с глинистой составляющей. Содержание диопсида по отношению к глинистой субстанции составило 20.. .40 %.

Изменение свойств продуктов обжига глинистого сырья, содержащего 7...38 % глинистых минералов, при введении 3 и 6 % маложелезистой диоп-сидовой породы заключалось в увеличении прочности образцов в 1,5...2,5 раза при температурах обжига 900...1100 °С и уменьшении водопоглощения масс на 2...3 % (рис. 5).

Результаты исследования показали, что эффект от введения диопсида в глинистые породы различен и зависит от минерального состава глинистого сырья. Также различно количество диопсида, оказывающее эффект упрочнения, и температура, при которой данный происходит.

Увеличение процента прироста прочности керамики при введении диопсида в массы зависит от содержания гидрослюды и монтмориллонита в глинистых породах и повышается с увеличением их количества в глинистой составляющей (рис .6).

Температура эффекта упрочнения (рис. 7) при введении диопсида в малопластичное легкоплавкое глинистое сырьё

Сумма (монтмориллонтч-гцдрослюда) в глинистой составляющей сырья, %

Рис. 6. Зависимость прироста прочности ди-опсидсодержащей керамики от содержания гидрослюды и монтмориллонита в глинистой составляющей сырья

1200

1100

2 1000

900

4,15 6...7

Содержание Ре203 в химическом составе глинистых пород.%

1100 ^ 1050

£1000

5

6 950 |

г 900 н

850 800

11

1 8 25 44 55

Содер жаниекаолинита в глиннтой составляющей сырья, %

Рис. 7. Температура максимального проявления эффекта упрочнения строительной керамики в композициях глинистого сырья с диопсидом в зависимости от содержания оксида железа (А) и каолинита (Б)

находится в пределах 900... 1100 °С и повышается с увеличением каолинита в глинистой части пород и увеличением оксида железа в химическом составе

По абсолютному значению механической прочности при сжатии обожженных образцов на основе масс с диопсидом и глинистого сырья рассчитывался коэффициент упрочнения. При расчёте максимальная механическая прочность при сжатии диопсидсодержащих масс после обжига делилась на прочность образцов без диопсида, обожжённых при той же температуре. Величина коэффициента упрочнения изделий при введении диопсида в легкоплавкое малопластичное сырьё с содержанием глинистых минералов 7... 13

% увеличивается с 1,05 до 2 при увеличении количества монтмориллонита в глинистой составляющей с 0,5 до 43 % (рис. 8). При этом абсолютная прочность продуктов обжига находится в пределах от 21 до 34 МПа. Аналогичный эффект наблюдается при наличии вермикулита в глинистой составляющей.

Действие диопсида при обжиге в сочетании с глинистым сырьём различного состава можно проследить, сопоставляя кривые изменения прочности диопсидсодержащей керамики с кривыми изменения прочности образцов на основе глинистого сырья в зависимости от температуры обжига (рис. 9). Эффект упрочнения при введении диопсида в сырьё, содержащее монтмориллонит. попадает в интервал 900... 1000 °С. В этом интервале параллельно и, накладываясь друг на друга, протекают как твердофазные процессы, так и увеличивается количество расплава за счёт плавления железистого монтмориллонита. Жидкая фаза интенсифицирует процессы переноса вещества за счёт диффузии и вязкого течения. Переход в расплав ионов кальция и магния на границе раздела фаз диопсида и продуктов разложения глинистых минералов при температурах выше 900 °С изменяет свойства расплава, повышая его кристаллизационную способность.

CJ S

К I

я ¥

s 2:

Ж s

1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1

¡¡¡§ —

ЩЙ

як

Яр

/ щЩ

0.5 4 16 43

Содержание монтмориллонита в смешанослойном распределении в глинстой составляющей сырья, %

Рис.8. Коэффициент прироста прочности обожженных образцов при введении диопсида в малопластичные суглинки с различным содержанием монтмориллонита

сырья (А) и диопсидсодержащих масс (Б).

В глинистом сырье содержание щелочных оксидов составляет 3...3,5 %. Анализ поведения при обжиге глинистого сырья в системе Ка20-А1203-БЮ2 показывает, что в системе глинистая составляющая - диопсид расплав появляется раньше, чем в глинистой составляющей, а полное спекание наступает при меньшей температуре (рис. 10).

масс в системе Ыа20-А120з-8Ю2

Рис. 11. Микроснимок массы с диопсидом, обожженной при температуре 1050°С

На микроснимке диопсидсодер-жащей массы на основе слюдянского суглинка видно, что при температуре 1050 °С на границе контакта диопсида и глинистого вещества образовалась область расплава.

На кривой гидрослюдисто-каолинитового суглинка и диопсидсо-держащей массы на его основе резкого увеличения прочности при 900 °С не наблюдается (рис. 9), так как каолинит и гидрослюда не проявляют активности при обжиге в области температур 900... 1000 °С и на этом этапе в них происходят только твердофазная реакция разложения метакаолинита, протекающая

по реакции (1):

AI20r2S¡02-nH20-> AI203-2S¡02+nH20 A1203 S¡02 + Si02

каолинит метакаолинит алюмокремниевая шпинель

(i)

В монтмориллонитах с существенным замещением кремнезёма алюминием в тетраэдрических положениях образование алюмокремниевой шпинели происходит при температурах (800...850 °С) по реакции (2).

650-С 850 *С

A]20.,'4S¡02»nl 120 A!,03-4Si02 + nH20 A!20,»Si02+3 S¡02 (2)

монтмориллонит алюмокремниевая шпинель

Алюмокремниевая шпинель играет большую роль в реакциях в твёрдом состоянии вследствие её сильных структурных аномалий, или «дефектов». Так как образование шпинелей в глинистых минералах происходит при разных температурах, то активирующее действие диопсида будет проявляться в зависимости от температуры их появления. В сочетании с монтмориллонитом - при температурах 900...950 °С, в сочетании с каолинитом и гидрослюдой - при 1050... 1100 °С. Взаимодействие продуктов дегидратации глинистых веществ с диопсидом на границе раздела фаз протекает за счет замены Al на Mg в алюмокремниевой шпинели, а замещенные ионы Al способствуют подчиненному образованию анортита по примерной схеме:

Ca0-Mg0-2S¡0, + Al203 Si02 -> (Mg, AI)203-2S¡02 +Ca0AI203-2S¡02

анортит

диолсмд алюмокремниевая шпинель твердый раствор

шпинели

Процессы, протекающие при обжиге рассматриваемых композиций, исследовались комплексным термическим анализом (рис. 12). Сравнение кривых ДТА масс с 3...6 % диопсида и глинистого сырья показывает, что при температуре 950... 1000 °С происходит эндотермическая реакция, связанная с разрушением решётки глинистых минералов. В диопсидсодержащих массах эта реакция переходит в экзотермическую, что связано с замещением АГ+ на М§2+ в алюмокремниевой шпинели. Данного эффекта не наблюдается на термограммах глинистого сырья.

Температура, °С

400 UV) Г смп срату pa s "С

.........— глинистая порода

11 —глинистое

сырьё с 3-6% диопсида А - олонский суглинок и олонский суглинок с 3 % диопсида: Б — слюдянекий суглинок и слюдянский суглинок с 3 % диопсида; В - тимлюйский суглинок и тимлюйский суглинок с 6 % диопсида

I ООО

200 400 600 800 Температура, °С

Рис.12. Кривые ДТА глинистого сырья и диопсидсодержащих масс

Таким образом, активность диопсида в сочетании с глинистым сырьем, во-первых, определяется появлением шпинелевой фазы, образующейся при разложении гидратированных глинистых минералов. Во-вторых, образованием расплава, и его повышенной кристаллизационной способности за счёт растворения в нем Са и Mg1 поставщиком которых является диопсид.

В пятой главе (Особенности технологии производства керамического кирпича на основе мало- и среднепластичного глинистого сырья и

диопсида) показаны результаты по проверке эффективности использован! диопсида в составах масс для производства строительного кирпича на осно олонского суглинка методом полусухого прессования. Свойства полученнь материалов приведены в табл. 7.

Таблица 7. Свойства полученных материалов

Свойства Свойства по Полученные свойства

ГОСТ 530-2007 Масса ОДО Масса ОД

Водопоглощение, % 6...14 14 14,2

Прочность при сжа- М100- не менее 10 МПа 11 18

тии, МПа М175 - не менее 17,5 МПа

Морозостойкость Р 50 - не менее 50 циклов Р 35 - не менее 35 циклов 35 35

Плотность, кг/м3 Более 1400 кг/м3 - класс 2 1560 1600

Приведена технологическая схема производства керамического кирп ча на основе диопсидсодержащих глиняных масс методом полусухого пре сования (рис.13).

Диопемд

Глимозапаскик

т

Мостовой грейферный кран

Т

Приемный бункер

Камнеоыделктельны е вальцы

Желеаоотделитель

Сушильный барабан

Стержневой смеситель

Склад готовой продукции

Буккер пзроувлажнения

I

Рис. 13. Технологическая схема производства керамического кирпича на д-опсидсодержащих масс по методу полусухого прессования

Основные выводы

1. Легкоплавкие глинистые породы Южного Прибайкалья относятся к кислому и полукислому сырью с высоким содержанием красящих оксидов (Рс2Оз 4...8 %). В основном исследованные глинистые породы являются гидрослюдистыми с различным содержанием каолинита и монтмориллонита, содержание которых изменяется от 0,5 до 45 %.

2. Гранулометрический состав глинистого сырья в большей части представлен песчаными (30...55 %) и пылеватыми частицами (около 40 %), которые составляют кварц, полевой шпат, кальцит, слюда. Содержание глинистых минералов в малопластичном сырье 7,3... 13.3 %, среднепластичном -26,3 ...38,2%.

3. Глинистое сырьё является мало- и среднепластичным и умеренно- и среднечувствительным к сушке. Число пластичности увеличивается от 3 до 17 в зависимости от повышения содержания глинистых минералов в породе. Коэффициент чувствительности к сушке определяется наличием монтмориллонита в сырье.

4. Процессы при термической обработке глинистого сырья определяются его минеральным составом. Решающим интервалом в сложении прочности монтмориллонитсодержащих малопластичных суглинков при обжиге является интервал 800... 1000 °С, в котором прочность образцов увеличивается на 50...70 %.

5. При введении диопсидовой породы дисперсностью менее 60 мкм в малопластичное глинистое сырьё наблюдается увеличение прочности керамики. Данная дисперсность обеспечивает распределение диопсида в глинистой составляющей между пылеватыми и песчаными частицами. Введение грубодисперсной добавки упрочнения не даёт.

6. Упрочняющее действие диопсида в композиции с малопластичным сырьём при обжиге в области температур 900... 1050 °С при содержании по отношению к глинистой составляющей 20...40 % определяется минеральным составом глинистой составляющей сырья и не зависит от её количества. При этом прочность керамики на основе диопсидсодержащих масс достигает 25...34 МПа, что в 1,5...2 раза больше прочности керамики на основе масс без диопсида.

7. Температура проявления максимальной прочности керамики на основе диопсидсодержащих масс увеличивается с 900 до 1100 °С с повышением содержания каолинита в глинистой составляющей сырья от 1 до 50 %. Величина коэффициента упрочнения изделий при введении диопсида в массы на основе малопластичного глинистого сырья определяется содер-

жанием монтмориллонита (вермикулита) в породе и увеличивается с 1,05 до 2 при повышении содержания данных минералов от 0,5 до 43 %.

8. Количество диопсида, обеспечивающее максимальное упрочнение керамики, определяется наличием каолинита. При содержании до 10 % каолинита в глинистой составляющей сырья, содержание диопсида в шихте, необходимое для упрочнения, составляет 3 % (20 % по отношению к глинистой составляющей). При содержании более 25 % каолинита в глинистой составляющей сырья, содержание диопсида в шихте, необходимое для упрочнения, составляет 6 % (40...50 % по отношению к глинистой составляющей).

9. Прирост прочности на 50...100 % при обжиге образцов на основе монт-мориллонитсодержащего глинистого сырья и диопсидовой породы происходит. если в диопсидовой породе содержится 80...90 % диопсида.

10. Проверка на практике эффективности использования тонкодисперсной добавки диопсидовой породы в массах для производства строительного кирпича методом полусухого прессования показала возможность повышения марки изделий с М 100 до М 175.

Основные положения и результаты диссертационной работы изложены в следующих публикациях:

В изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1. Сафонова Т.В., Зыкова Ю.А. Диопсид - эффективная добавка при производстве кирпича //Вестник ИрГТУ, № 3. Иркутск, 2009. - С. 174-180.

2. Баяндина Е.В., Зыкова Ю.А., Сафонова Т.В. Исследование керамогра-нитных масс с помощью термического анализа // Вестник ИрГТУ. - 2011 -№ 3. - С.101-106.

3. Сафонова Т.В., Верещагин В.И., Баяндина Е.В. Технблогические свойства и спекание глинистого сырья Южного Прибайкалья. // Известия Томского Политехнического Института. - 2012. -№ 3. - С. 45-49.

4. Сафонова Т.В., Верещагин В.И., Баяндина Е.В. Строительная керамика на основе композиций низко- и среднепластичного глинистого и диопсидово-го сырья. Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. -2012. -№ 3. - С. 154-182.

В сборниках международных, всероссийских, отраслевых конференций

5. Сафонова Т.В., Зыкова Ю.А. Гипотеза применения железистого диопсида как добавки при производстве кирпича // Труды всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения», Новокузнецк. - 2008. Вып 12 ЧУ

Технические науки. - С.99-101.

6. Оборина М.А., Сафонова Т.В., Зыкова Ю.А. Расширение минерально-сырьевой базы Иркутской области для производства строительных материалов // Материалы региональной научно-практической конференции «Интеллектуальные и материальные ресурсы Сибири», Иркутск. - 2009. - С.83-87.

7. Зыкова Ю.А., Сафонова Т.В. Плитка для пола на основе легкоплавких глин // Сборник трудов XV Международной научно-практической конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии», Томск. - 2009. Т. 2. - С.45-47.

8. Сафонова Т.В., Зыкова Ю.А. Зависимость механической прочности строительного кирпича от фазообразования при обжиге. Сборник трудов XV Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии», Томск. - 2009. Т.2. - С.120-122.

9. Сафонова Т.В., Зыкова Ю.А., Баяндина Е.В. Диопсидсодержащие строительные материалы на основе суглинков различного минерального состава // Сборник трудов XVI Международной научно-практической конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии», Томск. - 2010. Т. 2,- С.231-233.

10. Сафонова Т.В., Зыкова Ю.А., Баяндина Е.В. Процессы при обжиге легкоплавких суглинков // Сборник трудов Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии», Томск. - 2011. Т.З. — С.234- 236.

11. Зыкова Ю.А., Сафонова Т.В., Декоративная плитка из шихт, содержащих диопсид // Сборник трудов XVI Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии». Томск. - 2010. Т. 2. - С.139-141.

12. Баяндина Е.В., Зыкова Ю.А., Сафонова Т.В.. Елисеев К.А. Разработка критериев оценки декоративности керамических материалов // Актуальные вопросы прикладной науки и образования. Сборник, посвященный 45-летию филиала ИрГТУ в г. Усолье-Сибирском. Иркутск: Изд-во ИрГТУ. -2010,- С.3-8.

13. Баяндина Е.В., Зыкова Ю.А., Сафонова Т.В., Бирюков H.A. Объёмно-окрашенные материалы на основе Слюдянского диопсида. // Актуальные вопросы прикладной науки и образования. Сборник, посвященный 45-летию филиала ИрГТУ в г. Усолье-Сибирском. Иркутск. - 2010. - С. 6-11.

Подписано в печать 19.04.2012 г. Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать плоская. Усл. печ. л. 1,22. Уч.-изд. 1,1. Тираж 100 экземпляров. Отпечатано ООО "СПБ Графике" . Заказ № 055-04а Адрес: 634034, г. Томск, ул. Усова, 4а-150, т. (38-22) 224-789

61 12-5/3351

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования национальный исследовательский иркутский государственный технический университет

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования национальный исследовательский томский политехнический

университет

строительная керамика на основе композиций глинистого и диопсидового сырья

05.17.11 Технология силикатных и тугоплавких неметаллических материалов 05.23.05 Строительные материалы и изделия

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук

На правах рукописи

Сафонова Татьяна Валерьевна

Научный руководитель: Баяндина Елена Викторовна, кандидат технических наук, доцент Научный консультант: доктор технических наук, профессор, Верещагин Владимир Иванович

Иркутск - 2012

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 4

1 Строительная керамика на основе легкоплавкого глинистого сырья............................................................................. 8

1.1 Проблемы качества и технологии строительных материалов на основе малопластичного глинистого сырья.............................. 8

1.2 Геологические особенности формирования месторождений глинистого сырья различного состава............................................ 9

1.2.1 Влияние условий образования глинистой породы на структуру и состава минералов.............................................................. 11

1.3 Зависимость технологических свойств и формирования структуры после обжига глинистого сырья от его минерального состава....... 13

1.4 Диопсид в производстве керамических материалов.................... 16

1.4.1 Отличительные особенности диопсидсодержащих строительных

материалов....................................................................... 18

1.5 Постановка цели и задач исследований................................... 23

2 Характеристика исходных материалов. Методы и методики исследований...................................................................... 25

2.1 Сырьевые материалы........................................................... 25

2.2 Методы и методики исследований......................................... 31

2.2.1 Рентгенофазовый метод анализа............................................. 31

2.2.2 Термический метод анализа................................................... 31

2.2.3 Электронно-зондовый микроанализ....................................... 32

2.2.4 Методы и методики исследований физико-химических, технологических и эксплуатационных свойств....................................... 32

Выводы по главе............................................................... 35

3 Технологические свойства и процессы при термической обработке сырьевых материалов.............................................. 36

3.1 Глинистое сырьё........................... ..................................... 36

3.1.1 Состав и технологические свойства глинистых пород.................. 36

3.1.2 Спекание глинистого сырья различного минерального состава.... 45

3.1.3 Исследования глинистой составляющей глин и суглинков............. 56

3.2 Анализ зависимости свойств глинистого сырья от его минерального состава........................................................................ 62

3.3 Оценка пригодности глинистого сырья для производства строительной керамики............................................................... 66

3.4 Диопсидсодержащее сырьё................................................... 69

Выводы по главе............................................................... 73

4 Разработка составов масс и технологии строительной керамики на основе композиций глинистого и диопсидового сырья....... 76

4.1 Предварительный выбор составов диопсидсодержащих масс с учётом технологических свойств глинистого сырья........................ 77

4.1.1 Распределение диопсида в керамических материалах на основе малопластичного глинистого сырья.......................................... 78

4.2 Анализ поведения выбранных композиций при термической обработке в системах Б^О-А^Оз^Юг.......................................... 81

4.3 Спекание масс для производства кирпича, содержащих маложелезистую диопсидовую породу.................................................. 88

4.4 Разработка составов масс плитки для пола на основе глины шара-кундуйского месторождения и диопсидовых пород..................... 104

4.5 Спекание масс для производства кирпича на основе легкоплавких суглинков в композиции со вскрышной породой диопсида......... 107

4.6 Анализ зависимости свойств диопсидсодержащей строительной керамики от минерального и химического состава глинистого сырья.. 119

4.7 Физико-химические процессы взаимодействия диопсида с глинистыми минералами............................................................ 124

4.8 Выводы по главе........................... ..................................... 128

5 Особенности технологии производства строительного кирпича

на основе композиций из легкоплавкого малопластичного 134 глинистого и диопсидового сырья.........................................

5.1 Подготовка сырьевых материалов........................................... 135

5.2 Свойства полученных изделий................... ............................. 136

6 Основные выводы по работе................................................ 137

Библиографический список................................................... 139

Приложения....................................................................... 147

Введение

Высокий потенциал неметаллорудного минерального сырья Иркутской области и Байкальского региона представлен месторождениями глинистого сырья и непластичных силикатных материалов, а именно полевых шпатов, песков, слюд, диопсидов, базальтов, воллостонитов. Из названных материалов для производства строительной керамики пригодно сырьё месторождений, представленное легкоплавкими глинистыми породами, такими как глины и суглинки Олонского, Тимлюйского, Мальтинского, Максимовского, Слюдянского, Шара-Кундуйского, Куйтунского и др. месторождений. В большинстве случаев легкоплавкие глины и суглинки характеризуются сложным вещественным составом, что обуславливает невысокое качество выпускаемой продукции. Дефицит качественного легкоплавкого глинистого сырья характерен для всего региона Сибири. Это делает необходимым поиск новых технологических решений, которые обеспечат изготовление высококачественных строительных материалов.

При подборе оптимального состава массы необходимо учитывать свойства и состав глинистого сырья. Поэтому детальное исследование всего комплекса физико-химических и технологических свойств глинистого и непластичного керамического сырья приобретает особую значимость.

Низкий уровень качества получаемых изделий из малопластичного глинистого сырья обуславливает необходимость разработки составов масс для производства строительной керамики с высокими физико-механическими и эксплуатационными свойствами.

Опыт применения диопсидовых пород в производстве тонкой и строительной керамики показывает эффективность их использования в массах на основе глинистого сырья. Использование диопсида в композиции с легкоплавкими глинами и суглинками предполагает улучшение свойств строительной керамики на основе низкопластичного глинистого сырья при температурах обжига 950... 1050 °С. В связи с этим разработка составов масс для

производства строительной керамики на основе малопластичного глинистого сырья с добавками диопсида является актуальной задачей.

Цель работы - разработка составов масс для производства высококачественных керамических строительных материалов на основе композиций низко- и среднепластичного глинистого и диопсидового сырья.

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

- исследование химического, минерального состава и технологических свойств глинистого и диопсидового сырья;

- исследование процессов при термической обработке глинистого сырья различного минерального состава;

- исследование спекания диопсидсодержащих керамических масс на основе полиминерального глинистого сырья;

- выявление основных факторов, влияющих на структурообразование керамической матрицы диопсидсодержащей строительной керамики на основе легкоплавкого глинистого сырья различного минерального состава.

Научная новизна работы:

1. Установлено, что упрочняющее действие диопсида в композиции с малопластичным сырьём при обжиге в области температур 900... 1050 °С при дисперсности менее 60 мкм (средний размер 20... 15 мкм) и при содержании по отношению к глинистой составляющей 20.. .40 % определяется минеральным составом глинистой составляющей сырья и не зависит от её количества. При этом прочность керамики на основе диопсидсодержащих масс достигает 25...34 МПа, что в 1,5...2 раза больше прочности масс без диопсида.

2. Коэффициент упрочнения стеновой керамики при введении диопсида возрастает с увеличением содержания монтмориллонита, а температура проявления максимального эффекта упрочнения увеличивается с повышением содержания каолинита в глинистой составляющей сырья. При этом коэффициент прироста прочности уменьшается. Абсолютная

прочность диопсидсодержащих масс определяется содержанием монтмориллонита и количеством глинистых минералов в сырье.

3. Установлено, что в системе монтмориллонит-диопсид при температуре 900... 1050 °С образуется твердый раствор алюмосиликатной шпинели и анортит. Увеличение прочности при введении диопсида в монтмо-риллонитсодержащие суглинки обуславливается образованием расплава при низкой температуре и повышением кристаллизационной способности стекла.

Диссертация выполнена в рамках госбюджетной темы 47/403 «Исследование минерального керамического сырья Иркутской области, разработка новых составов масс, технологий и технологических процессов».

Объект исследования - строительная керамика на основе глинистого сырья Южного Прибайкалья с добавками диопсидовых пород.

Предмет исследования — процессы формирования фазового состава, структуры и функциональных свойств стеновой строительной керамики. Практическая значимость

Разработаны и предложены составы масс для производства строительного кирпича основе местного тощего глинистого и диопсидового сырья по технологии полусухого прессования. Полученные изделия обладают прочно-

о

стью на сжатие 16-20 МПа и плотностью 1540-1780 кг/м .

Разработаны составы плитки для пола с температурой обжига 1150°С с на основе тугоплавкой красножгущейся глины и диопсидвых пород.

Теоретические положения, обоснованные в диссертации, создают практическую основу моделирования масс для производства керамического кирпича на основе легкоплавкого малопластичного глинистого и диопсидового сырья.

Апробация результатов исследований

Материалы диссертационной работы докладывались и обсуждались на 4 научно-практических конференциях международного и всероссийского

уровней: международной научно-практической конференции студентов и молодых учёных «Современные техника и технологии» (г.Томск 2009, 2010, 2011г.), всероссийской молодёжной конференции «Наука и молодежь: проблемы, поиски, решения» г.Новокузнецк. Публикации

По материалам работы опубликовано 13 работ, включая 4 статьи в специализированном журнале.

ГЛАВА 1

СТРОИТЕЛЬНАЯ КЕРАМИКА НА ОСНОВЕ ЛЕГКОПЛАВКОГО

ГЛИНИСТОГО СЫРЬЯ

1.1 Проблемы качества и технологии строительных материалов из глинистого сырья Иркутской области

Основными производителями кирпича в регионе Южного Прибайкалья являются "Иркутский керамический завод", "Братский кирпичный завод" и СК "Вектор". Суммарная мощность этих заводов достигает 160-170 млн. условных штук в год. Но в период активного роста данный объем недостаточен даже для внутреннего рынка Иркутской области.

Поэтому в регион поставляется кирпич из Красноярского края, Читинской области и производителей из западной части России. В 2009-2010 гг. в связи с кризисом произошел значительный спад в производстве кирпича по всей стране. В частности, в Иркутской области, в 2010 году было произведено порядка 50 млн. условных кирпичей, что почти в 2 раза меньше по сравнению с 2007 годом. В 2011 году также роста кирпичного производства не наблюдалось [1-5].

Выпуск строительной керамики во всём регионе Сибири ограничен по ряду причин, в том числе из-за отсутствия качественного глинистого сырья [6]. В Иркутской области запасы легкоплавкого глинистого сырья, применяемые в производстве строительной керамики представлены следующими месторождениями: Олонское, Новомальтинское, Максимовское, Слюдян-ское, Куйтунское, Тулунское и т.д. Данное сырье отличается высоким содержанием красящих оксидов (до 9 %), низким содержанием глинистых минералов (7...30 %), высоким содержанием карбонатов кальция и магния. Низкое число пластичности глинистого сырья делает нецелесообразным формование сырца традиционным пластическим методом и определяет способ формования изделий на его основе - полусухое прессование. Этот метод формования также предполагает некоторые недостатки. Во-первых, неравноплотность

прессовки сырца (разная плотность черепка по высоте), которая вызвана внешним и внутренним трением между частицами пресс-порошка во время прессования. Во-вторых, невозможность производства эффективного кирпича с пустотностью 40...50 %, выпуск которого позволяет сократить себестоимость изделий за счет снижения расхода глины, а также энергоносителей в процессе сушки пресс-порошка и обжига [7].

Температура обжига строительного кирпича (800...900 °С), неспекае-мость и малая пластичность сырьевых материалов (суглинков и супесей) предопределяет сложение прочности изделий за счет реакций, проходящих при температурах ниже температуры начала спекания. Полученные высокое водопоглощение (до 20 %) и большая закрытая пористость готового материала на основе суглинков является результатом неспечённости материала, а следовательно, малой прочности изделий, недостаточной морозостойкости и высокого процента брака.

Неравномерность залегания глинистой породы, высокий коэффициент чувствительности к сушке ввиду содержания монмориллонита и большая за-песоченность глинистого сырья вызывают проблемы при производстве керамического кирпича методом пластичного формования. Изделия трескаются ещё до поступления сырца в сушилку. Высокое содержание карбонатов в виде крупнозернистых включений (3...7 мм) в глинистом сырье и разложение их при температуре 650...800 °С в выделением С02 также обуславливает растрескивание изделий при обжиге [8].

Таким образом, количество кирпича, выпускаемое предприятиями Байкальского региона и, в частности, Иркутской области, с трудом обеспечивает нынешние объемы строительства. Кирпичное производство характеризуется выпуском изделий невысоких марок и большим процентом брака.

1.2 Геологические особенности формирования глинистого сырья

Легкоплавкие породы Иркутской области, используемые в производстве глиняного кирпича, являются покровными суглинками, залегающими

близко к поверхности, непосредственно под растительным слоем. В геологическом строении южной части Ангаро-окинского меджуречья принимают участие породы верхнего и нижнего кембрия, средней юры и разнообразные четвертичные образования. Нижнекембрийские отложения на исследованной территории имеют повсеместное распространение, однако почти везде они перекрыты толщей пород более молодого возраста, и непосредственно по четвертичным образованиям, они залегают на ограниченных участках. Они обнажаются в южной и юго-восточной части в пределах склонов между речных пространств Ангара-Белая, а также бортов речных долин рек Ангары, Каменки-Ноты, падей - Кочериковой, Макарьевской и др. Достаточно широким площадным распространением породы верхнего кемрбрия пользуются на левобережье р. Ангары в пределах водораздельных массивов почти от долины р. Каменки-Ноты (на юге) и до северной границы исследованной территории. Следует отметить, что продукты разрушения пород верхнего кембрия (особенно пород нижней свиты) в виде элювиальных, а особенно, делю-веальных разностей характеризуются, чаще всего, мелкозернистыми разностями и по гранулометрическому составу соответствуют пылеватым суглинкам и супесям.

Почти повсеместным распространением пользуются отложения четвертичного возраста, представленные разнообразными генетическими типами. Это элювиальные, элювиально-делювиальные, делювиальные, пролювиаль-но-делювиальные и аллювиальные образования. По возрасту их можно разделить на юрские и четвертичные. Элювиальные, элювиально-делювиальные образования представлены крупными плотными глинами, суглинками и супесями с примесью щебня и древесы. Окраска их, как правило, соответствует бурой, коричневой или желтой. Продукты разрушения верхнего кембрия имеют характерные розовые или красновато-коричневые цвета. Обычно это средние суглинки, супеси, карбонатные, загипсованные, содержащие щебень. Элювий и элювиально-делювиальные разности на нижнекембрийских поро-

дах характеризуются желтовато-серой окраской. По литологическому составу это, преимущественно, средние или лёгкие суглинки и супеси, содержащие карбонаты. Для делювиальных, пролювиально-делювиальных образований обычны суглинки и супеси с различной степенью облессованности: от лессовидных разностей до типичных лёссов. Аллювиальные отложения сложены песками, галечниками, реже супес�