книги из ГПНТБ / Мещеряков, С. В. Известняк-ракушечник Мангышлака и Устюрта

Согласно ГОСТу 9480-69, пиленые облицовочные плиты относятся к III группе и могут применяться для наружной облицовки стен зданий и сооружений. Фактура лицевых по­ верхностей облицовочных плит из ракушечника в зависимо­ сти от способа обработки может быть шлифованной и пиле­ ной. Установлены размеры плит из плотных известняков — толщина 40 и 60 мм, ширина 400—600 мм и из пористых — толщина 60 и 80 мм, ширина 300—600 мм. Величина откло­ нения по толщине+5 мм и ширине-]-2 мм. Плиты не должны иметь сквозных трещин.

В последнее время для облицовки внутренних интерьеров по рекомендации лаборатории камня ВНИИЖБ Бее более широко применяются утоненные плиты толщиной 8— 10 мм в зависимости от прочности и структуры [10]. Облицовочные плиты используются при декоративном оформлении наруж­ ной и внутренней поверхностей стен зданий. В частности, плитами из жетыбайского известняка-ракушечника облицо­ ваны переход к платформам на вокзале в Гурьеве, стены под­ земного перехода на ул. Абая и боковые фасады Дворца им. В. И. Ленина в Алма-Ате.

Архитектор В. В. Побуковская в брошюре «Лучшее в архитектуре», говоря об архитектурном оформлении Дворца им. В. И. Ленина в Алма-Ате, отмечает: «Боковые фасады решены более пластично, особенно это относится к северному фасаду, левому от главного [11]. Удачная связь с рельефом, хорошие пропорции вертикальных членений, великолепная облицовка розовым ракушечником Мангышлакского место­ рождения способствовали созданию его высокохудожествен­ ной композиции. Хочется отметить, что поверхность, обли­ цованная ракушечником, приобретает необыкновенную теплоту и приходится сожалеть, что такой великолепный на­ туральный материал был впервые применен в Алма-Ате только на строительстве Дворца имени В. И. Ленина».

Имеются и другие примеры использования облицовочных плит из жетыбайского известняка-ракушечника. В Киеве фойе концертного зала на 3000 чел. облицовано жетыбайским ракушечником розового цвета; использован он также в Москве в здании клиники им. Склифасовского, в зданиях венгерского и югославского посольств, в Ульяновске — при строительстве мемориала им. В. И. Ленина.

Архитектурные изделия, карнизы, наличники, пояса, цо­ коль, изделия для памятников изготовляются по техниче­ ским условиям и отдельным заказам преимущественно на станках, оснащенных алмазным режущим инструментом. При этом выбираются наиболее плотные и однородные по структуре и цвету разности. Опыт казахских мастеров-умель-

60

цев говорит о возможности изготовления деталей с художе­ ственной обработкой камня.

И з в е с т и я к-p а к у ш е ч н и к в с е л ь с к о м с т р о ­ и т е л ь с т в е . Советское правительство создает все необхо­ димые условия для успешного выполнения планов сельского строительства. Большое внимание уделяется при этом мест­ ным строительным материалам.

Естественные камни, в том числе известняк-ракушечник, в Гурьевской области издавна применялись при строитель­ стве зданий жилого хозяйственного назначения. Из пильного известняка-ракушечника строились небольшие одноэтажные жилые дома и животноводческие помещения. Камни непра­ вильной формы применялись в бутовой стеновой кладке, для оборудования колодцев питьевой воды, в постройке затиш­ ков, для мощения площадок и полов. Разнообразие областей применения известняка-ракушечника может сделать его не­ заменимым в колхозном и совхозном строительстве Гурьев­ ской, Актюбинской и других прилегающих к Устюрту обла­ стей. Он может использоваться как в виде пильных камней, так и в форме бутовой кладки стен и бутобетона для фунда­ ментов. Для постройки некоторых животноводческих поме­ щений можно использовать арочные и сводчатые перекры­ тия. Целесообразно применение кровельной гроздевой черепицы и облицовочных плиток в зданиях из самана и грунтоблоков.

Известняк-ракушечник является прекрасным строитель­ ным материалом для различных складских помещений для семенного фонда, минеральных удобрений, а также для лед­ ников, учитывая его хорошие термоизоляционные свойства.

Особенно эффективно использование его в строитель­ стве силосохранилищ, силосных траншей, ям и башен. Он не подвержен гниению, не оказывает вредного воздействия на кормовые качества силоса. Благодаря относительно низ­ кой теплопроводности он способствует сохранению силоса в периоды суровой зимней погоды. Штукатурка внутренних поверхностей силосохранилищ цементным или смешанным раствором желательна. Фундамент силосных башен может быть сооружен из крупных стеновых блоков, из крупных кусков ракушечника с заливкой строительным раствором. Стеновые блоки из известняка-ракушечника просто незаме­ нимы при строительстве овощехранилищ заглубленного, полузаглубленного и наземного типа в условиях высокого стояния грунтовых вод. Вокруг стен обычно делается замок из жирной глины, в основании стен проводится гидроизоля­ ция 2— 3 слоями толя. Наружные поверхности стен из изве­ стняка-ракушечника могут быть выполнены в виде лицевой

61

кладки с расшивкой швов или оштукатуренными известко­ вым или смешанным строительным раствором.

Воздушную известь из ракушечника возможно изгото­ вить и в условиях колхозов и совхозов путем обжига кусков ракушечника обычно из отходов в напольных печах или полевым способом. Известь из мангышлакского и устюрт­ ского известняков-ракушечников получается первого и реже второго сорта. Известковые камни укладывают в печь так, что они образуют очелковые каналы, где горит топливо, и вертикальные каналы для отвода отходящих газов и дыма, Стены над поверхностью земли обмазывают глиной. Обжиг начинают с сушки загруженного в печь известняка неболь­ шим огнем в течение двух суток. Затем огонь форсируют и поддерживают 5— 7 дней. По окончании обжига печь 2— 4 дня остывает, затем ее разгружают.

Обычно для колхоза рентабельны небольшие печи на 20

— 30 тизвестняка с выходом извести, равным 50%. На 1 т извести расходуется 2— 2,5 куб. м дров, 400— 600 кг мазу­ та. Известь хранится в закрытых помещениях. Гашение про­ изводится в известегасилках или творильных ямах. Для получения известкового строительного раствора известь сме­ шивают с песком в соотношении 1:3 (по объему). Иногда в известковый раствор добавляют цемент, а при штукатурке — строительный гипс.

Кровельная гвоздевая черепица и облицовочные плитки из наиболее прочных разностей известняка-ракушечника также могут применяться для многих сельскохозяйствен­ ных построек. Распиловка их возможна на месте. При стро­ ительстве колодцев из известняка-ракушечника выклады­ вают стенки и изготовляют оголовья колодцев и водопойные колодцы. Колхозы и совхозы Гурьевской области, особенно на Мангышлаке и Устюрте, при умелом и рациональном использовании известняка-ракушечника ближайших место­ рождений могут производить строительные работы, значи­ тельно удешевляя их.

Ф у н д а м е н т н ы е б л о к и из и з в е ­ с т н я к а-p а к у ш е ч н и к а в м а л о э т а ж н о м с т р о и ­ т е л ь с т в е . Строительными организациями Гурьева подни­ мался вопрос об устройстве фундаментов одно- и двухэтаж­ ных зданий из крупных пиленых блоков известняка-раку­ шечника из карьеров в районе месторождений Мангышлак и Устюрт вследствие недостатка бутового камня и высокой его стоимости из-за дальних перевозок.

По этому вопросу конференция по строительству из есте­ ственных каменных материалов, проведенная Всесоюзным научным инженерно-техническим обществом строителей в

62

июне 1950 г. в Кишиневе [12], записала в своем решении:

— «На основе опыта строительства из естественных камен­ ных материалов и проведенных исследований конференция просит Государственный комитет Совета Министров СССР

по делам строительства внести следующие изменения в нор­ мы проектирования каменных конструкций с целью удешев­ ления строительства и расширения применения ресурсов местных строительных материалов:

а) предусмотреть нормативы прочности для легких по­ род камней низкой прочности марки «4» ;

г) допустить применение в фундаментах бутовой кладки из местных камней марки «25» — «50» для отдельных райо­ нов, где опытом строительства подтверждена достаточная стойкость таких материалов».

В работе «Применение известняка-ракушечника для строительства зданий и сооружений в Одессе» П. Л. Еременок и Н. Е. Прокопович приводят примеры устройства фун­ даментов из известняка-ракушечника. В частности, они указывают, что «бутовая плита из известняка-ракушечника с временным сопротивлением на сжатие 25 кг/см2 и объем­ ным весом около 1,6 т/м3 широко применяется для устрой­ ства фундаментов зданий высотой до четырех этажей. Об­ следование значительного количества зданий, построенных в Одессе 50— 70 лет назад, показывает, что за этот период кладка фундаментов, выполненная из этой плиты, своей ме­ ханической прочности не потеряла».

Как было показано выше, известняк-ракушечник Устюр­ та и Мангышлака имеет несравненно лучшие физико-меха­ нические и строительные свойства. В Гурьевской области пока имеется небольшой опыт по устройству фундаментов из известняка-ракушечника. Однако проверка состояния фун­ даментов в ряде казахских мавзолеев, построенных в начале и середине XIX в., показала, что, несмотря на отсутствие гидроизоляции, плиты в основном сохранились и не имеют признаков значительного разрушения.

В фундаментах отдельных зданий в городах Гурьеве и Форт-Шевченко наблюдались небольшие поверхностные раз­ рушения, главным образом в основании цоколей, преимуще­ ственно из известняка-ракушечника ноздреватого строения в зоне переменного воздействия атмосферной влаги и капил­ лярного действия засоленных грунтовых вод.

К хорошим строительным свойствам известняка-раку­ шечника следует отнести высокий коэффициент конструк­ тивного качества, лучший, чем у кирпича, гипсоблоков, шла­ коблоков и бетонных камней. Он имеет относительно высо­ кую прочность на изгиб и срез по сравнению с прочностью

63

на сжатие. Поэтому кладка из пиленых камней хорошо и без значительных деформаций воспринимает нагрузку. Как правило, в зданиях, выстроенных из известняка-ракушечни­ ка, не наблюдается трещин, что будет играть положитель­ ную роль при применении его в фундаментах. Кладка фун­ даментов из блоков известняка-ракушечника может произ­ водиться с использованием цементных (из низкомарочных цементов), известковых и смешанных растворов.

Учитывая указанные выше строительные свойства изве­ стняка-ракушечника, в настоящее время представляется возможным предложить рекомендации по использованию этого материала в фундаментах зданий и сооружений.

1. Рекомендовать применение в фундаментах одно- и двухэтажных зданий и сооружений бутовой кладки из из­ вестняка-ракушечника Устюрта и Мангышлака марки «35»

— «50» с объемным весом не ниже 1,6 т/м3 при условии: а) обеспечения соответствующей водостойкости наруж­

ной поверхности бутовой кладки фундаментов; б) введения гидроизоляционных слоев в виде листов толя

или руберойда в фундаменте и между цоколем и стеной.

2.Рекомендовать применение в фундаментах одноэтаж­ ных зданий кладки из крупных кусков и бутового камня из известняка-ракушечника марки «25»— «50» с принятием со­ ответствующих мер гидроизоляции фундамента.

3.Отметить желательность использования в фундаментах зданий крупных блоков 100X50X150 см. Наряду с этим не­ обходимо проведение дальнейших исследований и система­ тическое наблюдение за состоянием кладки фундаментов во вновь построенных и существующих зданиях и сооружениях.

По накоплении достаточного опытного материала будет вы­ явлена возможность снижения марок известняка-ракушеч­ ника и разработки мероприятий по улучшению стойкости и долговечности фундамента.

ПУТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ отходов КАМНЕПИЛЕНИЯ

Р а к у ш е б е т о н и к а р б о н а т о б е т о н н а о с н о в е и з в е с т и . С открытием Жетыбайского ме­ сторождения прочных разностей известняка-ракушечника марок «50» — «75», а в отдельных случаях, в окремненных прослойках, даже выше появилась возможность использова­ ния отходов в виде щебня и минеральной крошки для полу­ чения бетонных изделий на основе портландцемента.

64

Для выяснения свойств данного вида бетона в лаборатор­ ных условиях щебень, отсортированный по фракциям 5— 10, 10— 20, 20— 40 мм, и минеральная крошка 1—5 мм сме­ шивались с портландцементом Чимкентского завода марки «500». Удельный расход цемента составлял 250, 300, 350, 400 кг/см3. Подбор состава бетона и определение количества воды затворения производились так же, как и для обычного бетона. Некоторые образцы были приготовлены с добавкой песка из Мангышлакского карьера. Уплотнение в формах 20X20X20 см производилось вибрированием. Были получе­ ны марки бетона от «75» до «200» при объемном весе от

1630 до 2040 кГ/м3.

Исследованиями Ростовского инженерно-строительного института была показана возможность получения бетонов марки «200» и выше. Ракушебетон плотной структуры ма­ рок «200» и «300» был создан в лаборатории НИИСтромпроекта (доклад на совещании в г . Н. Узень е 1970 г.).

Щебень жетыбайского известняка-ракушечника приме­ нен в бетонных стеновых и перегородочных панелях в Шевченко. Стоимость одного кубометра ракушебетона при этом относительно невысока, в пределах 18— 25 руб., и зави­ сит от расхода цемента, добавок кварцевого песка и т. п.

Заслуживают внимания рекомендации Одесского инже­ нерно-строительного института, изложенные в докладе на совещании по известняку-ракушечнику в г. Н. Узень в 1970 г., по комплексному использованию продукции карье­ ров пильных известняков, отходов камнепиления известня­ кового песка в кладочных растворах и изготовлению камне­ бетонных блоков, мелкозернистых бетонов— бетонитов на известняковом заполнителе, бетонитового кирпича и стено­ вых блоков. Убедительно показано, что при этом значитель­ но снижается себестоимость строительных изделий, а по ка­ честву они не уступают изделиям из обычного бетона [13].

В лабораторных условиях авторами были проведены эксперименты по изготовлению карбонатобетойа на основе воздушной извести из ракушечника Жетыбайского карьера. Известь с содержанием активных окисей кальция и магния до 87 % смешивалась с кварцевым песком Мангышлакского карьера и известняковым заполнителем фракций 2— 5 и 5— 10 мм. Соотношение компонентов в смеси по весу 1 :2 :4 и 1:2:6 . Образцы прессовались под давлением 200 кг1см2. Пропаривание производилось в автоклаве при давлении 2 атм. Полученный при этом карбонатобетон в среднем был марок «30»— «60». При использовании смеси кварцевого и известнякового песка в автоклавных условиях при давлении пара 8 атм были получены силикатные образцы марок «75»

— «100». Добавка 10— 20% портландцемента даст возмож­ ность производить изделия повышенной прочности без про­ паривания или с пропариванием в камерах. Дальнейшее проведение исследований по применению карбонатобетона для различных строительных изделий с использованием от­ ходов карьеров Мангышлака должно установить оптималь­ ные условия твердения, соотношения компонентов бетонной смеси и влияние различных добавок.

Таблица 4

Х и м и ч еск и й соста в п роб и звестняка -ракуш ечни ка и качествен ны е показател и воздуш н ой извести из них

В производстве силикатных изделий с применением воз­ душной извести из ракушечника целесообразно введение в

шихту фтористых солей, в частности натрия. Как показали исследования, проведенные в Институте химии нефти и при­ родных солей АН КазССР, в этом случае значительно уско­ ряется процесс автоклавного твердения и повышается ме­ ханическая прочность изделий.

Ракушебетон и карбонатобетон должны найти широкое применение наряду с пилеными стеновыми камнями и пли­ тами.

В о з д у ш н а я и з в е с т ь и з р а к у ш е ч н и к а . Из­ вестняк-ракушечник относится к осадочным карбонатным породам, состоящим в основном из углекислых кальция и магния, и является высококачественным сырьем для произ­ водства строительной извести. По химическому составу из­ вестняки-ракушечники Мангышлака и Устюрта являются чистыми известняками. Содержание углекислого кальция в них доходит до 95— 98%. Окиси кальция в мангышлакских известняках-ракушечниках содержится 46,12— 53,21%, по­ тери при прокаливании составляют 38,92— 42,6%. Содержа­ ние окиси магния равно 1,08— 10,34%, примесей серного

66

ангидрида — 0,08— 0,3 %, кремнекислоты — 0,8—2,8 %, а полуторных окислов — 1,72— 7,65%.

Согласно средним значениям данных химического соста­ ва, известняк-ракушечник как сырье для производства из­ вести можно отнести по ГОСТу 5331-63 к классам А и В. Из­ весть является главным образом маломагнезиальной и маг­ незиальной. Приводим результаты исследования валовых проб различных месторождений Мангышлака и Устюрта

(табл. 4).

Воздушная известь из известняка-ракушечника по ГОСТу 9179-59 принадлежит в основном к первому классу быстрогасящейся и среднегасящейся извести. Обжиг изве­ сти может производиться преимущественно в шахтных печах, реже в кольцевых и вращающихся. Последние

щего при изготовлении искусственных блоков актоклавного внедрения с применением щебня из отходов карьеров пиль­ ного камня.

Во время обжига известняк выделяет до 44% углекис­ лоты, которая может также использоваться после соответст­ вующей очистки для получения углекислого газа для гази­

67

рования воды и в производстве сухого льда. При комплекс­ ном использовании известняка-ракушечника обжиг извести и утилизация углекислоты должны стать одним из главных

д л я п о л у ч е н и я п о р т л а н д ц е м е н т а . Химический состав известняка-ракушечника Мангышлака и Устюрта весь­ ма близок к составу карадагского и крымского, используе­ мых для производства цемента. Примерный расчет цемент­ ной двухкомпонентной сырьевой смеси произведен по данным химического состава известняка-ракушечника Жетыбайского месторождения и бетонитовых глин впадины Карагие, а также по заданным коэффициенту насыщения, силикатному и глиноземному модулям этих компонентов и проектируемого клинкера (табл. 5).

Содержание окиси магния серного ангидрида в жетыбайском известняке-ракушечнике находится в пределах допу­ скаемого нормами. Количество окиси кальция (3,63%, пре­ дел 4,5%) и окиси магния (2,27%, предел 5%) в глине также соответствует техническим требованиям.

Произведем расчет двухкомпонентной смеси по задан­ ному коэффициенту насыщения для проектируемого клинке­

=0,88) подтверждается данными таблицы. Кремнеземный

68

сторону небольшого повышения кремнеземного модуля можно обеспечить введением кремнеземистых добавок (диатомит, трепел, опоки, кварцевый песок). Как свиде­ тельствуют предварительные расчеты, известняк-ракушеч­ ник Мангышлака пригоден для производства портландце­ мента. Соответствующие сырьевые материалы — глины, кварцевый песок — имеются в больших количествах.

В работе [14] приводятся известняки-ракушечники и глины, пригодные как сырьевые материалы для производ­ ства портландцемента, с минимально допустимым содержа­ нием окиси магния и серного ангидрида (табл. 7).

* Эти данны е ук азы ва ю т на си ликатн ы й м одуль.

Пробный обжиг ракуши Бакинского месторождения на Бакинском цементном заводе им. Воровского был произве­ ден в промышленных условиях. Шихта состояла из трех компонентов: ракуши, глины Зыхского месторождения и колчеданных огарков. Согласно расчетным данным, сили­ катный модуль равен 1,4; глиноземный модуль — 1,0; титр

— 75,3; коэффициент насыщения КН = 0,95 [14]. В резуль­ тате обжига был получен хорошо окатанный равномерно обожженный клинкер, излом показывал полное спекание. Помол клинкера дал цемент, соответствующий требованиям стандарта. Данные пробного обжига свидетельствуют о воз­ можности получения из ракуши тампонажных портландцементов марок «400» — «500», а также подтверждают при­ годность известняка-ракушечника Мангышлака и Устюрта как карбонатного компонента для получения портландце­ мента.

69