Труды КНЦ (Технические науки вып.2/2025(16))

Как видно (см. рис. 1, а, табл. 1), проба шлака после дробления характеризуется различной степенью дисперсности, что способствует формированию оптимальной упаковки частиц и, соответственно, улучшению технических характеристик изделий. В зависимости от зернового состава и содержания пылевидных частиц (ГОСТ 8736-2014 «Песок для строительных работ. Технические условия») используемую пробу шлака можно охарактеризовать как материал повышенной крупности (присутствуют зерна более 3,5 мм). Проба шлака для обжиговой керамики (см. рис. 1, б) по аналогичной классификации можно отнести к классу «тонкий» и «очень тонкий». Р адиационно -гигиеническими и сследованиями установлено , что ш лак характери зуется радиоактивностью 48 ± 8 Бк/кг, что существенно ниже нормативного значения общей эффективной удельной активности (370 Бк/кг). Это дает основание для использования их без ограничений по радиационному фактору при производстве строительных материалов. Истинная плотность сырья, определенная пикнометрическим методом, составляет 3,66 г/см3.Насыпная плотность шлака для гиперпрессования соответствует 1,81 г/см3, для обжиговой керамики — 1,41 г/см3. Влажность материала, используемого в исследованиях, 0,08 %. При использовании различного сырья для производства строительных материалов методом гиперпрессования важно знать количество минералов-примесей, отнесенных к вредным для заполнителей бетонов [1]. На основе проведенного минералогического анализа установлено наличие в шлаке нерудных минералов, таких как оливин, фаялит, форстерит, диопсид, кварц. При взаимодействии этих минералов с активными компонентами портландцемента либо не происходит объемного эффекта, либо наблюдается благоприятный объемный эффект, не приводящий к разрушению конечного продукта. Методом РФА в сырье не обнаружены аморфные разновидности диоксида кремния, сера, сульфиды, сульфаты, слюда, галоидные соединения, включающие в себя водорастворимые хлориды, уголь и относящиеся к вредным компонентам в соответствии с нормативными требованиями. По результатам химанализа содержание серы в пересчете на SO 3 и водорастворимые хлориды в пересчете на ион хлора находятся в допустимых пределах (ГОСТ 5578­ 2019 «Щебень и песок из шлаков черной и цветной металлургии для бетонов. Технические условия»). Изучение возможности получения гиперпрессованньх материалов. Ранее нами была проведена оценка отходов обогащения апатитонефелиновых, вермикулитовых, медно-никелевых и железных руд АО «Олкон» как сырья для производства строительных материалов методом гиперпрессования. Разработаны условия получения качественных стеновых материалов (кирпича, облицовочной плитки). В настоящей работе исследована возможность утилизации отвального шлака АО «Североникель» с получением аналогичной продукции. Технология гиперпрессования описана в работе [2] и состоит из двух основных операций: приготовление формовочной смеси (прессмассы) и прессование изделий. Смесь для изготовления изделий включает три компонента: состав 1, мас. % — шлак 92, портландцемент 8 , вода (сверх 100 %) 8 ; состав 2 — шлак 85, портландцемент 15, вода (сверх 100 %) 8 . Портландцемент использовали марки от 300 до 500. Из смеси указанных составов изготавливали кубики 40 х 40 х 40 мм для определения прочности при сжатии и плиточки 40 х 40 х ( 6 - 8 ) мм для определения прочности при изгибе. Прессование образцов проводилось на гидравлическом прессе при удельном давлении 100, 200 и 300 МПа. На производстве приготовленные изделия выдерживают на складе в течение 3-5 сут, за это время они набирают 60-70 % от конечной прочности. Время полного созревания изделий составляет 28-29 сут. Исследования зависимости свойств материала от состава, сроков твердения и давления прессования показали закономерный рост прочностных характеристик образцов с повышением содержания цемента в смесях. Увеличение почти в два раза количества цемента (с 8 до 15 %) приводит к росту прочности до 60 %. Наиболее эффективно для приготовления изделий применение давления прессования 300 МПа. Наилучшие результаты получены для состава с 15 % цемента: в возрасте 28 сут Rсж составила 54,92 МПа, а Иизг — 9,33 МПа. Причем уже в возрасте 7 сут изделия имеют довольно высокую прочность, соответствующую марке М500. Свойства гиперпрессованных материалов после 28 сут твердения представлены в табл. 2. Выборочно определяли морозостойкость и теплопроводность образцов. Испытания на теплопроводность проводили на установке для определения коэффициента теплопроводности строительных материалов в образцах, изготовленной в ФГУП ВНИИФТРИ (Менделеево, Московская обл.). Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2025. Т. 16, № 2. С. 241-247. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2025. Vol. 16, No. 2. P. 241-247. © Суворова О. В., Манакова Н. К., Курбатов Е. А., 2025 243