Basic HTML Version
15
Keramický zpravodaj 28 (2) (2012)
VLASTNOSTI A VÝZNAM KAOLÍNOVÝCH PIESKOV NA SLOVENSKU
1
Ľudovít Krajči, RNDr., PhD.; Marta Kuliffayová, Ing., Ústav stavebníctva a architektúry SAV, Dúbravská 9, 831 04 Bratislava;
usarlukr@savba.sk, usarmkul@savba.sk
1,2
Ivan Janotka, Ing., CSc., Ústav stavebníctva a architektúry SAV, Dúbravská 9, 831 04 Bratislava; TSÚS n.o., Studená 3,
821 04 Bratislava; janotka@tsus.sk
Abstrakt
Nerudné suroviny na silikátovej báze sú v Slovenskej re-
publike významnou súčasťou nerastných surovín. Kaolín vo
forme kaolínových pieskov má praktické zužitkovanie v dô-
sledku výhodného chemického a mineralogického zloženia.
Teplotnou transformáciou (kalcináciou) pôvodnej suroviny
sa získava vypálený kaolínový piesok. V dôsledku prítom-
nosti aktívnej zložky – minerál metakaolinit – sú vytvorené
predpoklady pre jeho využitie v cementových kompozitoch.
Dôvodom pre toto konštatovanie je efektívna puzolánová
reakcia metakaolinitu v príslušnom kompozite. Následným
prínosom sú dosiahnuté kvalitné užitkové vlastnosti.
Náhradou Portlandského cementu vypáleným kaolínovým
pieskom s metakaolinitom vzniká úspora Portlandského
cementu. Jeho výroba je energeticky náročná a má znač-
né ekologické dopady, najmä emisie oxidu uhličitého do
ovzdušia. Uvedené systémy predstavujú perspektívu pre
rozšírenie sortimentu zmesových cementov na Slovensku.
Kľúčové slová
Surovina, kaolínové piesky, matakaolín, chemické a mine-
ralogické zloženie, cementový kompozit, pevnosť v tlaku,
zmesové cementy
Abstract
The non-metallic rawmaterials on silicate basis are in Slovak
Republic substantial part of mineral raw materials. The ka-
olin in form of kaolin sands has practical utilization due to
the favourable chemical and mineralogical composition.
Burnt kaolin sand by thermal transformation (calcination)
from original raw material is obtained. In consequence of
the presence of active constituent – the metakaolinite mi-
neral – assumptions for its utilization in cement composites
are formed. Reason of this statement lies in effective pozzo-
lanic reaction of metakaolinite in relevant composite. The
subsequent merit is its utility properties of high quality. By
means of Portland cement substitution by burnt kaolin sand
with metakaolinite , the Portland cement saving is risen. Its
production is energy demanding and has appreciable eco-
logical impacts especially emissions of carbon dioxide into
atmosphere. Presented systems represent the perspective
for extension of assortment of blended cements in Slovakia.
Keywords
Raw material, kaolin sands, metakaolin, chemical and
mineralogical composition, cement composite, compressi-
ve strength, blended cements
Úvod
Najvýznamnejšiu skupinu nerastných surovín, čo sa týka zá-
sob, hodnoty produkcie i exportu, predstavujú na Slovensku
nerudné suroviny. Podiel nerudných surovín na celkovej
ťažbe bol v roku 2005 približne 42 %. Celkovo bolo v SR evi-
dovaných 298 výhradných ložísk nerudných surovín s geo-
logickými zásobami 11,7 mld ton [1]. Na základe podrobnej
geologickej, ekonomickej i aplikačnej analýzy nerudných su-
rovín sú z hľadiska domáceho potenciálu využiteľného v sta-
vebníctve najvýznamnejšie suroviny na silikátovej báze, naj-
mä kaolín, bentonit, zeolit a perlit [2-4].
V oblasti stavebníctva je smerovanie výskumu orientované
najmä na inovácie v oblasti portlandských zmesových ce-
mentov aplikovateľných v cementových kompozitoch pre
rozličné účely. Súvisí to aj s vysokými požiadavkami na
dodržiavanie Kjótskeho protokolu o znižovaní emisií CO
2
do ovzdušia ako aj so snahami spojenými so znižovaním
energetickej náročnosti vo výrobnom procese. Samotná
produkcia Portlandského cementu, akokoľvek kvalitného,
je jednak vysokoenergetická a jednak enormne zaťažuje
životné prostredie. V tomto zmysle – pri splnení uvedených
požiadaviek vrátane princípu efektívnosti – je potenciálne
využitie nerudných surovín značne perspektívne. Týka sa to
najmä možnej parciálnej náhrady Portlandského cementu
surovinami na silikátovej báze.
Nerudná surovina – kaolín
Pod názvom kaolín rozumieme horninu reziduálneho pôvo-
du s jemnými časticami rôznych minerálov. Tieto minerály
obsahujú–od prípadu k prípadu–viac alebo menej význam-
ný ílový podiel. Vysoký hlinitanový podiel (obsah Al
2
O
3
)
znamená, že sa jedná o kvalitný íl. Prítomné býva tiež urči-
té množstvo príbuzných silikátov (illit, sľuda, živec, smektit
a pod.) a veľmi často najmä kremeň. Hlavnou zložkou je
kryštalický kaolinit Al
2
O
3
.SiO
2
.2H
2
O. V praxi sa ako kaolín
označujú aj horniny s ílovitým podielom len 10 až 15%, lebo
kaolín je hľadanou surovinou v mnohých odvetviach.
Z geologického hľadiska je kaolín konečným produktom
zvetraných prahornín–najmä žuly, ruly a porfýru. Vzniká pre-
dovšetkýmzvetrávanímalebo kaolinizáciou hornín bohatých
na živce, a to v podmienkach teplej a vlhkej klímy, v kyslom
prostredí. Okrem toho môže vznikať aj hydrotermálnym
(Properties and significance of kaolin sands in Slovakia)
ĽUDOVÍT KRAJČI
1
, IVAN JANOTKA
1,2
, MARTA KULIFFAYOVÁ
1