Местное сырье для строительных материалов нефтегазоносного района Томской области Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА

Том 287 1975

МЕСТНОЕ СЫРЬЕ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НЕФТЕГАЗОНОСНОГО РАЙОНА ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ

П. Г." УСОВ, Н. Ф. ВОРОНОВА

(Представлена научно-методическим семинаром ХТФ)

На севере Томской области находятся месторождения легкоплавких глин, пригодных для изготовления красного строительного кирпича и легкого заполнителя бетона—керамзита. Этими месторождениями являются Александровское, расположенное около села Александрово, и Васю-ганское, расположенное в 3-х км юго-западнее села Новый Васюган.

По макроскопической характеристике эти породы представляют глину серую и суглинок желто-бурый, залегающие под небольшим растительным: слоем 0,3—1,0 м. Мощность пласта 2,9—3,25 м.

Зерновой состав пород приведен в табл. 1. Преобладающей минералогической составной частью грубодисперсных фракций являются полевые шпаты: плагиоклаз, ортоклаз и микроклин.

Таблица 1

Зерновой состав пород

с Содержание фракций в % с величиной зерна, мм

с ё; Месторождение 1 —0,25 0,25—0,05 0,05-0,01 0,01 — 0,005 0,005— 1^0 001 0,001

1. Александровское 0,30 9,60 4-1,48 30,95 11,30 6,25

2. Васюганское 3,8 13,20 35,08 30,50 10,2 7,02

. По химическому составу (табл. 2) породы относятся к группе полу-кисль1Х9 по огнеупорности — к легкоплавким глинам. В табл. 3 приведены химические составы фракций меньше 1 микрона.

Т а б л и ц а 2

Химический состав пород

с Химический состав, °/( ) гз

с % Месторождение ппп яюа А120з Ее203 СаО | М-О >-> и

1. А л ©к с а н д ров с к о и 7,91 67,63 13,85 5,32 ■2,57 1,71 98,99

2 Васюганское. 9,21 64,22 14,85 5,87 2,25 1,48 97,88 123

Т а б л и ц и '.з

Химический состав фракций меньше 1 микрона

с Месторож- Химический состав, %

| . р?

.С1 ¡С дение-. илп яю2 лио3 1>203 СаО ! .\\fcO \а20 >. — и

1. 2.

Александровское

Васюга некое

17,44 16,08

46,64 49,29

21,60 20,52

8,80 9,18

1,65 1,82

2.21 2.35

0,33 0,26

0,40 99,0 0,27 99,74

Данные химического состава, особенно отношение 8]02 к А120з дают приближенное представление о минералогическом составе изучаемых пород. Молекулярное отношение БЮггАЬОз показывает, что состав глинистой составляющей этих пород представлен бейделлитовой группой.

Количественное содержание окислов железа, магния и калия также указывает на присутствие бейделлитовой группы (I).

Технологическими исследованиями установлено: формовочная влажность, усадка при сушке, коэффициент чувствительности к сушке, связность. Эти данные приведены в табл. 4.

Таблиц а

Технологические свойства глин

с: .Месторождение Вода Vхазагель Усадка при сушке, % 'Коэф.

с £ зат ворени я, % пластичности 1,Щ13НССТЪ, к-ё/см2 " 'ЧуВСТ. к суш.хе

1. Александровское

2. Васюганское

22,0 25,8

14.0

15.1

6,0

9,5

16,0 17,9

0,9

1,2

Т а б л и ц а о

Характеристика спекаемости пород

М ее тор о ж л. е н и е

В од о поглощение образцов в % пос.ле обжига при температуре, °С

1. Александровское

2. Васюганское'

800

15,6 14.5

900

16,3

12,1

1000

1050

00

И 50

Огнеупорность, °С

16,1 14.4

16,3 16.1

3,0

15,0

1280 1260

Породы при обжиге, ввиду запесоченнности, дают небольшую усадку. Водопоглощеиие с увеличением температуры снижается мало (табл. 5). Спекаются породы при температуре выше 1100°С. В табл. 6 приведены данные по изменению механической прочности изделий при обжиге.

По данным химического, минералогического исследований можно сделать вывод, что эти породы являются типичным сырьем Для изготовления красного строительного кирпича. Эти глины перерабатываются в кирпич с формовочной влажностью 22—25%. Оптимальная температура обжига кирпича 950—1000° С, при этом обеспечивается марка кирпича «75», «100».

Сырьем для производства керамзита являются глинистые породы различного химического и минералогического состава, способные вспучиваться в нейтральной среде при температуре 1050—1250° С.

В литературе (2) имеются указания, что определяющими критериями пригодности глин для производства керамзита являются: минералоги-124

ческии состав,, степень дисперсности и количество глинистого вещества в породе. При разных условиях гидрослюдистые и монтморкллонитовые глины вспучиваются при обжиге лучше, чем каолиновые.. Это объясняется особым составом и характером строения кристаллической .решетки монтмориллонита и гидрослюд, способностью их замещать одни ионы другими и прочностью связи гидроксильных групп в решетке.. Некоторые представления о пригодности глины для керамзита дает и химический состав. Легкоплавкая глина, содержащая 4—10% Ре203, 3—5% щелочных и 3—6%, щелочно-земельных окислов, для этой цели будет пригодна (3).

Из приведенных в табл. 2 данных химического состава видно, что содержание флюсующих окислов в глинах обеспечивает получение необходимого количества расплава-при температуре 1100—1200° С Окислы железа, восстанавливаясь до закисной формы, сообщают полученному расплаву высокую смачивающую способность и образующиеся при этом ферросиликаты — длинноплавкость, т. е. свойства, необходимые расплаву для удовлетворительного протекания процесса ¡вспучивания массы.

Т а б л и ц а 6

Механическая прочность

Месторождение

Сопротивление сжатию, кг/см2 при температуре, °С

Сопротивление из-•нбу

800 900 1000 1 1 1050 1100 1 кг\см'1 | при 900° С

1. 2, А. л е кс ан д р о вс ко е Васюганское 150 145 165 200 150 320 153 340 175 400 18,1 22,7

Та.блица 7

Свойства керамзита

с Месторождение Температ Время Коэффиц. Объем,, Пори-

вспучивая., вспуч,, вспучивав. вес СТОСТЬ, 70

°С мин. г/см.3

1, Александровское

2. Васюганское

1180 1170

7 10

5.8

2.9

0,7 0,5

70

75

Обжиг исследуемых пород производится в силитовой печи в виде гранул диаметром 3—4 см с формовочной влажностью 22—25% при температуре 1170—1180° С в течение 10 минут. После такого режима обработки получен керамзит с объемным весом 0,66—0,50 г/см3. Данные по свойствам керамзита приведены в табл. 7.

Выводы

1. По технологическим свойствам исследуемые породы представляют собой типичное легкоплавкое сырье, широко распространенное на территории Томской области и используемое в производстве красного строительного кирпича

2. По химическим составам породы относятся к полукислым, легкоплавким породам

3., Содержание глинистого вещества более 11 %. в породах обеспечивает высокую связность, вследствие чего высушенные после формовки изделия обладают достаточной механической прочностью, что является очень важным в производстве строительного кирпича и керамзита.

4. Чувствительность пород к сушке указывает на отсутствие способности взрываться при введении их в нагретую печь.

ЛИТЕРАТУРА

1. Методы изучения осадочных пород, под редакцией Н. М. Строкова... том I. Госгеолтехиздат, М., 1957.

2. С. П.'О над кий. Выбор и оценка глинистого сырья для производства керамзита. Госстройиздат, М., 1957.

3. Е. В. Кос т ы р к о, П. Г1 ш е н и ц и н. Керамзит. Строительные материалы, № 2, 1951.