Please use this identifier to cite or link to this item: http://earchive.tpu.ru/handle/11683/51951
Title: Ситаллы из местного сырья для производственных инновационных инфраструктур с высокой технико-экономической эффективностью в экстремальных условиях Крайнего Севера
Other Titles: Sitals made from local raw materials for industrial innovation infrastructures with high techno-economic efficiency in extreme conditions of the Far North
Authors: Мананков, Анатолий Васильевич
Гасанова, Эльгюл Разим кызы
Manankov, Anatoliy Vasilyevich
Gasanova, Elgyul Razim
Keywords: горные породы; Полярный Урал; петроситаллы; изоморфизм; мономинеральность; метасиликаты; субсолидусная несмесимость; спинодальный распад; сикам; кристаллохимический подход; свайно-эстакадная дорожная конструкция; транспортная инфраструктура; промысловая инфраструктура; гражданская инфраструктура; полезные ископаемые; Заполярье; прочность; долговечность; rocks of the Polar Urals; rock glass-ceramics; isomorphism; monominerality; metasilicates; subsolidus immiscibility; spinodal decomposition; sikam; crystallochemical approach; pile-trestle road structure; transport; commercial; civil infrastructure
Issue Date: 2018
Publisher: Томский политехнический университет
Citation: Мананков A. В. Ситаллы из местного сырья для производственных инновационных инфраструктур с высокой технико-экономической эффективностью в экстремальных условиях Крайнего Севера / A. В. Мананков, Э. Р. Гасанова // Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов. — 2018. — Т. 329, № 11. — [С. 87-96].
Abstract: Актуальность исследования обусловлена проблемами эффективности освоения полезных ископаемых Заполярья за счет отказа от ввозимых за тысячи километров строительных материалов (бетонных изделий, кирпича и т. п.). Максимальная удаленность от промышленно-урбанизированных центров в сочетании с крайне суровыми природно-климатическими условиями Крайнего Севера значительно влияют на экономику добычи и экологию территории, где стоимость строительных материалов доходит до 70 % себестоимости нефти и газа. Выход на шельфы арктических морей России и других стран требует инновационных материалов и прорывных технологий, включая строительство искусственных островов и подводных сооружений на шельфе. Для реализации таких прорывных технологий необходимы материалы и конструкции, обладающие многократно большей прочностью и долговечностью. Цель исследования: разработать на основе сырья Полярного Урала многофункциональные материалы класса «сикам» с уникальным сочетанием физико-механических и химических свойств для передовых технологий. Объекты исследований: отвальные горные породы базитового ряда золоторудных месторождений Полярного Урала, метасиликатные расплавы, стекла и ситаллы. Методы исследований: теоретические и экспериментальные исследования исходных сырьевых материалов, расчет состава шихты для метасиликатных ситаллов - нового класса «сикам» (СКС), методы определения основных технологических параметров, изучения основных свойств продукции, методы создания новых инновационных строительных конструкций, методы обоснования технико-экономических показателей. Химический состав исходного сырья определен масс-спектральным методом с индуктивно связанной плазмой. Результаты исследований. Обоснованы исходные составы и установлены физико-химические свойства петроситаллов класса «сикам» из местного сырья золоторудных месторождений Полярного Урала. Показана экономическая эффективность и экологическая целесообразность производства материала на месте с использованием дешевого энергоносителя (попутного газа) в сравнении с ввозимым железобетоном. В особых условиях Арктики этот материал незаменим для производства свайно-эстакадной дорожной конструкции и строительства на ее основе долговечной транспортной инфраструктуры, промышленных и гражданских объектов в условиях вечной мерзлоты и арктического шельфа.
The relevance of the research is determined by the problems of the effective mineral exploration in the Arctic due to refusal to use building materials (concrete products, bricks, etc.) imported from thousands of kilometers away. The maximum distance from industrial-urban centers combined with the extremely severe natural and climatic conditions of the Far North significantly affect the economy of extraction and the ecology of the territory, where the cost of building materials reaches 70 % of the oil and gas cost. The access to the shelves of the Arctic seas of Russia and other countries requires innovative materials and breakthrough technologies, including the construction of artificial islands and underwater structures on the shelf. The implementation of these innovative technologies requires materials and structures with higher strength and durability. The main aim of the research was to develop multifunctional rock-glass ceramics based on the Polar Urals raw materials with a unique combination of physical, mechanical and chemical properties for advanced technologies. Objects оf researches: dump rocks of the basic rock class of the Polar Urals gold fields, metasilicate melts, glass and sitall (glass-ceramics). Methods оf researches: theoretical and experimental studying of raw materials; calculation of the feed composition for metasilicate glass-ceramics - a new class «sikam» (SCS); methods for determining the main technological parameters, studying the basic properties of products, methods for creating new innovative building structures; methods for substantiating technical and economic indicators. The chemical composition of the feedstock is determined by mass spectroscopic methods with inductively coupled plasma. Research results. The research has substantiated the original compositions and established the physico-chemical properties of rock glass-ceramics from the local raw materials of the Polar Urals gold fields. The research introduces the economic efficiency and envir onmental usefulness of this material production on site with the use of a cheap energy carrier (associated gas) in comparison with impor ted reinforced concrete. In special Arctic conditions, this material is indispensable for production of a piletrestle road structure and construction of a durable transport infrastructure on its basis, industrial and civil facilities in the conditions of permafrost and the Arctic shelf.
URI: http://earchive.tpu.ru/handle/11683/51951
ISSN: 2413-1830
Appears in Collections:Известия ТПУ

Files in This Item:
File SizeFormat 
bulletin_tpu-2018-v329-i11-09.pdf1,84 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.