Лекция №

Тема: «СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ НА ОСНОВЕ ГОРЕЛЫХ ПОРОД,

ОТХОДОВ ДОБЫЧИ И ОБАГОЩЕНИЯ УГЛЯ.

Вопросы:

1. Условия происхождения (образования) отходов.

2. Классификация материалов и их особенности.

3. Химический и минералогический составы отходов.

4. Технология строительных материалов на основе отходов.

Энергетический комплекс, представляя горно-угольную технологию, с большим выходом отвальных и горелых пород, дает разнообразные отходы, ценность которых значительна при изготовлении различных строительных материалов. Ежегодный объем только отходов углеобогащения составляет 50 млн. т.

Разновидность отходов энергетического комплекса

Энергокомплекс

золы шлаки

шламы гидроудаления различных щелочей

песок, углистая порода горелая порода

отходы углеобогащения сточные воды

Горелые породы, как и другие обожженные глинистые материалы, обладают активностью по отношению к извести и могут использоваться как гидравлические добавки к вяжущим. Высокая адсорбционная активность и сцепление с органическими вяжущими позволяют применять в асфальтовых бетонах. Естественно обжигаемые в недрах земли или в терриконах угольных шахт могут применяться в жаростойких бетонах и при производстве пористых заполнителей.

Горелые породы содержат активный глинозем в виде радикалов глинистых дегидратированных минералов, а также активный кремнезем и глинистые соединения.

Химический состав отходов углеобогащения (по массе, %)

Отходы	SiO2	AL2O3	Fe2O3	FeO	TiO2	CaO	MgO	K2O	Na2O	SO3(S)	ППП
Ясиновская Кураховская Ворошилов. Горелая порода	42.08 50.11 45.1 47.1	20.03 21.48 19.32 21.57	6.53 1.86 8.72 12	2.82 6.27 2.36 1.07	0.54 0.7 1.1 1.01	2.05 1.29 1.4 1.68	1.04 1.19 1.6 1.1	2.16 3.32 2.42 3.17	0.58 1.12 0.43 0.82	0.2(5-6) 0.25 1.3 3.43	16.74 12.08 18.45 10.6

Состав минеральной части

Основные типы пород	Содержание, % по V
	минимальное	максимальное	среднее
Аргиллиты Алевролиты Песчаники Карбонаты	36.7 - - -	78.4 18 22.5 15	69 4.2 6.1 3.2

Основная масса аргиллитов представляет собой глинистые минералы - гидрослюда, каолинит. Содержание - 66 %. К прочим (другим) породам относят: алевролиты, песчаники, карбонаты.

В составе алевролитов преобладает кварц (до 70 %), полевые шпаты не более 8-10 % (в виде слюд: биотит, мусковит). Примерно в равных соотношениях с алевролитом присутствуют песчаники. Главные породообразующие минералы песчаников: кварц - 50...80 %, полевые шпаты - 1...10 %, которые в большей части изменены или замещены карбонатами и кремнистым веществом. В отличие от зол и шлаков не содержат стекловидных компонентов.

В процессе горения шахтных пород за счет остатков топлива и окисления серы, достигается температура 600...800 С (1000). Происходит ряд превращений в результате которых появляется адсорбционная активность, а также пуццолановая активность.

Активность дегидратированных глинистых минералов зависит от строения кристаллической решетки и убывает от каолинита к гидрослюдам.

Активность горелых пород по отношению к извести и гипсу характеризуется величиной глинитно-железистого модуля:

М_глж = (Al₂O₃ + Fe₂O₃) / SiO₂

В зависимости от модуля породы делятся на 4 группы:

Группа активности	Мглж	Состав группы
Малоактивные Умеренно активные Активные Высокоактивные	< 0.2 0.2...0.3 0.3...0.45 > 0.45	Крупнозернистые песчаники Карбонатные сланцы Мелкозернистые песчаники, алевролиты Алевролиты, аргиллиты

Характерным показателем для горелых пород является адсорбционная активность. Максимальную активность проявляют породы обжжонные при t = 500...600 С. При t = 800...1000 С активность резко снижается. Повышению активности горелых пород способствуют микропоры и микротрещины. Высокая адсорбционная активность и адгезия к высокомолекулярным соединениям позволяет отнести горелые породы к лучшим наполнителям в асфальтовых вяжущих и полимерных составах. Композиции с активными наполнителями имеют высокие физико-механические свойства при незначительных расходах полимеров.