Научные основы получения плотных, пористых заполнителей и бетонов различного функционального назначения из природного и техногенного сырья Кольского полуострова - Автореферат

Научная новизна состоит в обосновании возможности использования новых нетрадиционных видов кольского природного и техногенного сырья, в решении научной проблемы получения плотных, пористых заполнителей, а также в разработке на их основе различных видов бетонов: - выявлены характер взаимодействия главных породообразующих минералов вскрышных скальных пород хибинских месторождений апатитонефелиновых руд с цементным камнем и влияние условий твердения тяжелого бетона на нефелинсодержащих заполнителях на синтез новообразований и формирование контактной зоны повышенной плотности; установлена коррозионная стойкость стальной арматуры в бетоне на заполнителях из вышеуказанных вскрышных пород и показано, что в системе «нефелинсодержащий заполнитель - цементный камень» обеспечиваются условия пассивации арматуры в неагрессивных газовоздушных средах; В диссертации представлены результаты исследований, выполнявшихся лично автором и под его научным руководством: - начиная с 1975 года по настоящее время по планам научно-исследовательских работ ИХТРЭМС Кольского научного центра РАН, включавших тематику, связанную с изучением кольского природного и техногенного сырья и получением строительных материалов, в т.ч. заполнителей и бетонов на их основе; 6-е академические чтения РААСН» (Иваново, 2000), «Геологическая служба и минерально-сырьевая база России на пороге XXI века» (Санкт-Петербург, 2000), «Природопользование в Евро-Арктическом регионе: опыт XX века и перспективы» (Апатиты, 2001), «Природные ресурсы северных территорий: проблемы оценки, использования и воспроизводства» (Архангельск, 2002), «Фундаментальные проблемы комплексного использования природного и техногенного сырья Баренцева региона в технологии строительных материалов» (Апатиты, 2003), «Ресурсовоспроизводящие, малоотходные и природоохранные технологии освоения недр» (Москва, 2003), «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии» (Белгород, 2003), научные чтения «Достижения строительного материаловедения», посвященные 100-летию со дня рождения П.И.Боженова (Санкт-Петербург, 2004), «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья» (Белокуриха, 2005), «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии» (Белгород, 2005), «Наука и развитие технобиосферы Заполярья: опыт и вызовы времени» (Апатиты, 2005), «Бетон и железобетон - пути развития» (Москва, 2005), «Проблемы рационального использования природного и техногенного сырья Баренцева региона в технологии строительных и технических материалов» (Петрозаводск, 2005). Специальные исследования дорожных цементных бетонов, учитывающие возможность их эксплуатации в неблагоприятных условиях в растворах хлористых солей, моделирующих воздействие антигололедных реагентов, показали, что заполнитель из нефелинсодержащих пород позволяет получить при нормальном твердении бетон с маркой по морозостойкости F200, что соответствует проектным требованиям для бетона, эксплуатирующегося в районах со среднемесячной температурой наиболее холодного месяца ниже-15ОС.Изучены основные разновидности вскрышных пород: уртиты и рисчорриты, и показана целесообразность их применения для получения высококачественного щебня; марки по прочности, износу и морозостойкости: Др 1200-1400, ИІ-ИІІ, F150 соответственно. Исследован процесс структурообразования бетона и взаимодействия главных породообразующих минералов вскрышных пород: нефелина, полевого шпата, эгирина и сфена - с цементом. Показано упрочнение контактной зоны «нефелинсодержащий заполнитель - цементный камень» и повышение микротвердости в этой зоне по сравнению с цементной матрицей на 20-30%, что обусловлено образованием гидрогранатов как одной из новообразованных фаз при взаимодействии нефелина с продуктами твердения цемента. Показано, что по деформационно-прочностным свойствам эти бетоны не уступают бетону на стандартном гранитном щебне. Установлено, что в системе «нефелинсодержащий заполнитель - цементный камень» при взаимодействии нефелина с продуктами гидратации цемента обеспечиваются условия, способствующие пассивации стальной арматуры.