MATHEMATICAL MODELING OF PROPORTION FILLER GRAIN FOR PRESSED CONSTRUCTION STONE
Authors: Черепов В.Д. , Бородина Е.А. , Попова Д.В. 
Published: July 2024

В настоящее время важной научной и производственной задачей строительного материаловедения является подбор рецепта искусственного каменного материала, а также технологии его приготовления. Искусственный камень имеет разное функциональное назначение, что предполагает различные технологические свойства при аналогичных свойствах готовой продукции. Особое внимание уделяется снижению итоговой стоимости изделий при сохранении основных технико-эксплуатационных свойств. Решение данной задачи состоит в эффективном использовании региональных ресурсов. Возможность рационально и комплексно включать в состав искусственного камня местные природные ресурсы, а также отходы производства или добычи таких ресурсов – это более совершенный способ рационального их использования. Особое внимание привлекают карбонатные породы, что обусловлено их широким распространением на территории европейской части Российской Федерации. Только на территории Республики Марий Эл исследованы восемь месторождений карбонатных пород, общие запасы которых составляют чуть более 109 000 тыс. м3. Важной особенностью добычи карбонатных пород является получение в процессе разработки достаточно большого количества отсевов дробления. За годы разработки месторождения накопление отсевов дробления песочной и пылеватой фракции приводит к ухудшению экологической обстановки в районах карьеров. Научные исследования, описанные в данной статье, направлены на определение влияния гранулометрического состава отсевов дробления на формирование техникоэксплуатационных свойств искусственного камня, полученного методом прессования. Результаты экспериментальных исследований позволили сделать выводы о том, что из смесей, состоящих из цемента и отсевов дробления карбонатных пород Памашъяльского месторождения Республики Марий Эл (10 и 90 % от массы сухих компонентов смеси соответственно), методом прессования, при величине прессующего давления 18 МПа и среднем значении влажности формовочной смеси, может быть получен искусственный камень с прочностью при сжатии 8,41-21,18 МПа. Также доказано, что основное влияние на формирование технико-эксплуатационных свойств искусственного прессованного камня оказывает минералогический состав сырья.

Building material science is currently facing an urgent research and practical challenge of artificial stone material selection and the technology of its preparation. Artificial stone has different functional purposes, which imply different technological properties with similar properties of a finished product. Particular attention is paid to cost effectiveness along with preserving the basic technical and operational properties. The solution to this problem lies in the effective use of regional resources. The possibility to rationally and comprehensively include in the artificial stone composition the local natural resources, as well as waste production or production of these resources represents a better way to manage them. Particular attention is paid to carbonate rocks, due to their wide spread in the European part of the Russian Federation. Only on the territory of Mari El Republic there were eight deposits of carbonate rocks examined, with the total reserves exceeding 109 million m3. An important feature of carbonate rock production is to obtain a sufficiently large number of screenings of crushing during mining. Over the years of mining development there has been a significant accumulation of crushing sand and dust fraction, which causes deterioration of quarry environment. The research aims to examine the influence of granulometric composition of crushing screenings on the establishment of technical and operational properties of artificial stone obtained by pressing. The research results prove that the mixture of cement and crushing screenings of carbonate mined in Pamashialskoe deposit in Mari El Republic (10 and 90 % by weight of the dry components of mixture, respectively) exposed to extrusion, with the value of extruding pressure of 18 MPa and the average humidity of the molding mixture can produce artificial stone with a compressive strength of 8.41-21.18 MPa. It has also been proved that mineralogical composition of raw materials has a significant impact on the formation of technical and operational properties of artificial pressed stone.