Труды КНЦ (Технические науки вып.4/2023(14))

состав и представлена монтмориллонитом, хлоритом, кварцем и каолинитом. Боровичский каолин по минералогическому составу - - мономинеральное сырье каолинитового состава с примесью хлорита и кварца. Термографический анализ глин показал, что для всех исследуемых образцов отмечается наличие эндотермического эффекта в области температур 90 -220 °С, обусловленного удалением адсорбционно связанной воды и сопровождающегося потерей массы до 1,5 %. На термограммах каолина и ревдинской глины в интервале 450-620 °С отмечается глубокий отрицательный эффект, соответствующий удалению химически связанной . Н а термограммах ерм аковской и урагубской глин этот эфф ект отсутствует. Э кзоэфф ект на термограмме каолина при 380 °С характери зует процесс окисления F e2+ в хлорите и выгорание природных органических примесей. Гранулометрический состав исследуемых глин значительно различается. Глина Ермаковского месторождения имеет размер частиц от 0,5 до 20 мкм. Распределение частиц по размерам в урагубской глине неравномерное. Наряду с частицами тонких классов размером от 1 до 20 мкм, имеются и крупнодисперсные — размером 60-100 мкм. Минимальный размер частиц ревдинской глины составляет 1 , 6 мкм, максимальный — 82,2 мкм. Удельная поверхность глин, определяемая методом тепловой десорбции азота на установке FlowSorb II 2300 составляла 15,40 м2/г для ЕГ, 11,52 м2/г для УГ, 13,71 м2/г для РГ. Наименьший размер частиц от 0,5 до 6 мкм и наибольшую удельную поверхность 56,06 м2/г имеет каолиновая глина, что говорит о ее хорошей размолоспособности. Исследование поверхностных свойств глин показало, что все исследуемые глины имеют поры размером до 1 2 нм в диаметре, что позволяет их отнести к мезопористым материалам. Проведенные исследования глинистого сырья Мурманской области показали, что в глинах Ермаковского и Урагубского месторождений практически отсутствует каолинит, в отличие от глины Ревдинского месторождения, что подтверждается химическим, рентгенофазовым и дифференциально­ термическим методами анализа. Все глины относятся к мезопористым материалам, но имеют разную размолоспособность. Данные физико-химические особенности глин должны сказаться и на свойствах цементно-глиняных композиций. Для каждой глины характерна своя оптимальная температура обжига, выше и ниже которой активность продукта падает. Известно, что чем ниже температура обжига, тем выше активность глинистых материалов, так как при повышенных температурах диффузионный процесс приводит к их рекристаллизации [ 6 ]. Переход в активную форму у отдельных глинистых минералов начинается с 320-400 °С и продолжается до 800 °С. Задача исследования заключалась в изучении влияния содержания и температуры прокаливания глин различного состава на свойства и структурообразование цементного камня. Учитывая результаты ДТА, термическую обработку глин проводили при 500 и 600 °С в муфельной печи LF-1/13-G1 со скоростью нагрева 150 °С/ч и изотермической выдержкой в течение 2 ч. Исследования показали, что обжиг ермаковской и урагубской глин не приводит к изменениям в их структуре. Нагрев ревдинской и каолиновой глин приводит к аморфизации каолинита, однако фрагменты каолинитовой структуры сохраняются, кристаллическая фаза глин представлена реликтовыми слюдой и кварцем. На основе портландцемента без добавок и с добавками 5, 10, 15 мас. % термообработанных при разных температурах глин изготавливались образцы размерами 2 0 х 2 0 х 2 0 мм из теста нормальной густоты, которая у бездобавочного цемента составила 31,3 %. После 3, 7 и 28 суток гидратации образцы испытывали на прочность. Установлено, что введение в состав цемента термообработанных глин Ермаковского и Урагубского месторождений не приводит к существенному повышению нормальной густоты цементного теста, в отличие от глины Ревдинского месторождения. При затворении смешанного вяжущего водой, отмечалось почти мгновенное ее впитывание и смесь становилась жесткой. На поверхности смеси образовывалась корка, однако внутри она оставалась жидкой. Нормальная густота цементного теста при введении 10 и 15 мас. % РГ повышалась до 34,2 %. Прочностные характеристики разработанного смешанного вяжущего, представленные на рисунке, позволяют сделать следующие выводы. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 4. С. 145-150. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 4. P. 145-150. © Бастрыгина С. В., 2023 147