Abstract

Zbadano właściwości urobku skalnego z wierceń w formacjach łupkowych pod kątem wykorzystania ich w masie zarobowej kruszywa lekkiego. Analizowano przemiany zachodzące podczas spiekania w temperaturze 1200°C, źródła powstawania fazy gazowej i wiążącej się z nią strukturą porowatą, wpływającą na jakość produktu gotowego. Punktem odniesienia były technologie produkcji popiołporytowych kruszyw lekkich. Proponowane rozwiązanie wytwarzania kruszywa obejmowało możliwość modyfikacji wspomnianych technologii przez zastosowanie zwiercin łupkowych, wpływających na proces pęcznienia i kształtowanie szkieletu spieków. Na podstawie danych literaturowych stwierdzono, że skład mineralno-chemiczna łupków gazonośnych jest kompatybilny z surowcami do produkcji kruszyw lekkich. Nie przeprowadzono jednak systematycznych badań aplikacyjności do mas zarobowych odpadów z poszukiwań węglowodorów niekonwencjonalnych, w tym zlokalizowanych na terenie Polski. Wykorzystanie zwiercin łupkowych pokrywa się z aspektami zagospodarowania materiałów wtórnych oraz stanowi przyjazne środowisku uzupełnienie rozwiązań przy adaptowanej w Polsce technologii pozyskiwania gazu z łupków. Zrealizowane badania dowiodły, że dodatek zwiercin zamiennie do bentonitu pozwala na uzyskanie kruszyw typu lekkiego zgodnego z wymaganiami normy dla tego typu materiałów. Osiągnięte parametry sztucznego kruszywa lekkiego zawierającego zwierciny łupkowe mogą stanowić podstawę do projektowania betonów lekkich i konstrukcji betonowych. Wskazują na to osiągnięte dla otrzymanych kruszyw wartości poszczególnych parametrów ceramicznych, w tym szczególnie gęstości nasypowej w stanie luźnym (600–630 kg/m3), gęstości pozornej (1272–1442 kg/m3) i wytrzymałości (4,4 ± 0,5 N/mm2). Badanie mikrostruktury otrzymanych aglomeratów dowiodły, że dodatek zwiercin łupkowych skutkował wytworzeniem zwitryfikowanej, nieprzepuszczalnej zewnętrznej warstwy, co zbliża uzyskane aglomeraty kruszywa do kruszyw typu keramzytowego. Metoda termicznego przetwarzania zwiercin łupkowych uwzględnia kilka aspektów: zagospodarowanie odpadów; wykorzystanie energetyczne w procesie spiekania oraz produkcję kruszywa lekkiego o właściwościach użytkowych nie gorszych od kruszyw produkowanych komercyjnie. Wyniki badań niosą ze sobą możliwość ich praktycznego zastosowania, gdyż otrzymano kruszywo o korzystnych właściwościach użytkowych i o neutralnym oddziaływaniu na środowisko.

Author (1)