High-strength petrositall constructions for working in special conditions of the Arctic | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta – Tomsk State University Journal. 2014. № 386. DOI: 10.17223/15617793/386/37

High-strength petrositall constructions for working in special conditions of the Arctic

The object of research is the rock of the Polar Urals and manufacture of petrositalls based on them. The purpose is a theoretical calculation and experimental glass-ceramic materials production based on class of the sikam rocks of the Polar Urals. In operation, we studied rocks petrochemicals , calculated compositions and process parameters for obtaining petrositalls. The calculated composition was performed by the method of molecular regulatory of P. Niggli. It allows adjusting the compositions of monomineral metasilicates with a vast field of isomorphic structures like clinopyroxene and wollastonite. It is these metasilicates that are the most promising because submicrocrystalline structures provide a number of materials with valuable physico-chemical and mechanical properties. The calculation of the theoretical chemical and mineral composition of petrositalls was obtained. By the basic properties of the complex we determined the optimal conditions for the synthesis of nanostructures of fractal crystals of pyroxene and wollastonites. We received the confirmation of the optimality of initial compositions and process parameters. Synthesized petrositalls meet sikam class and have a monomineral metasilicate composition. In this case by the results of XRD they correspond to either pure diopside (CaMgSi2O6), or solid solutions of clinopyroxene diopside-hedenbergite series, or a solid solution of clinopyroxene-P-wollastonite with a nano- and submicrocrystalline structure that defines their superior performance. Pictures of the processes of controlled nanocrystal synthesis made in the electron microscope prove the fractal nature of these processes. As a large territory of Russia is located in permafrost areas, there are urgent problems of innovative high quality industrial construction of roads and railways, airfields and so on, even artificial islands, atolls for offshore gas and oil production. For road and rail routes primarily West Siberian Arctic projects are being developed with the use of plate piled trestle structure within which pass all the necessary communications. Findings. In the study of the possibility of obtaining petrositalls in three fields of rocks of the Polar Urals the following results were obtained: 1) the theoretically calculated and experimentally sophisticated technological parameters of pyroxene crystallization and of wollas-tonite allow receiving quality construction material; 2) the study of the samples of petrositalls showed that they correspond to the expected results and meet the requirements of modern industry and are cheaper than steel and concrete structures; 3) the proposed technological solution can partially solve the problem of disposal of waste of the mining industry; 4) besides the study of trends in the distribution of rare and trace elements we obtained "point" facts in favor of the existing hypothesis of the development of the Urals fold belt; 5) the currently elaborated new methodology of petrositalls sikam class can be considered fully tested in the laboratory and finished to factory tests; 6) petrositall constructions like piles, plates, tubing are several times cheaper, stronger and more durable than concrete and metal. Using the new designs during the development of the Arctic shelf can bring savings of hundreds of billions rubles.

Download file
Counter downloads: 198

Keywords

петроситаллы, сикамы, субсолидусная ликвация, термограммы, энергии активации зародышеобразова-ния и роста кристаллов, фрактальность кристаллических структур, величина золотой пропорции для сикамов, свайноэстакадная дорожная конструкция, купол Фуллера, petrositalls, subsolidus segregation, thermogram, activation energy of the nucleation and crystal growth, fractality of crystal structures, pile-elevated road construction, Fuller's dome

Authors

NameOrganizationE-mail
Manankov Anatoliy V.Tomsk State University of Architecture and Buildingmav.39@mail.ru
Vladimirov Valeriy M.Tomsk State University of Architecture and Buildingvalera.vladimirov1949@mail.ru
Strakhov Boris S.Center for Independent Forensic Examinations of the Russian Foundation Tehekosbs1948@list.ru
Всего: 3

References

Stakhov A. The Generalized Principle of the Golden Section and its applications in mathematics, science and engineering // Chaos, Solitons & Fractals. 2005. № 26 (2). P. 263-289.
Бондар О.Я. Золотое сечение и неевклидова геометрия в природе и искусстве. Львов : Свит, 1994. 165 с.
Владимиров Ю.С. Кварковый икосаэдр.заряды и угол Вайнберга // Проблемы Гармонии, Симметрии и Золотого Сечения в Природе, Науке и Искусстве : материалы Междунар. конф. Винница : Изд-во ВинАИ, 2003. С. 69-79.
Сороко Э.М. Структурная гармония систем. Минск : Наука и техника, 1984. 234 с.
Врублевский В.А., Нагорский М.П., Рубцов А.Ф., Эрвье Ю.Ю. Геологическое строение области сопряжения Кузнецкого Алатау и Колывань-Томской складчатой зоны. Томск : ТГУ, 1987. 96 с.
Мананков А.В., Бычков Д.А., Быков Н.Е., Страхов Б.С. Петрохимия и геохимия редкоземельных и рассеянных элементов в базитах Полярного Урала и Томских диабазах // Минералогия, геохимия и полезные ископаемые Азии. Томск : Томский ЦНТИ. Вып. 2. С. 14515015.
Мананков А.В., Горюхин Е.Я., Локтюшин А.А. Волластонитовые, пироксеновые и другие материалы из промышленных отходов и неде фицитного природного сырья. Томск : Изд-во Том. ун-та, 2002. 168 с.
Мананков А.В. О механизме ликвации в силикатных системах // ДАН СССР. 1979. Т. 246, № 4. С. 942-946.
Мананков А.В. О механизме и кинетике кристаллизации магматических расплавов основного состава // ДАН СССР. 1980. Т. 251, № 6. С. 1472-1476.
Мананков А.В. Физико-химические основы наноструктурной минералогии в получении современных материалов // Вестник ТГАСУ. 2012. № 2. С. 120-136.
Мананков А.В. О механизме микроликвации в силикатных расплавах и стеклах // ДАН СССР. 1979. Т. 244, № 6. С. 1461-1464.
Мананков А.В., Шарапов В.Н. Кинетика фазовых переходов в базитовых расплавах и магмах Новосибирск : Наука, 1985. 175 с.
Павлушкин Н.М., Саркисов П.Д. Использование отходов промышленности в производстве стекла и стеклокристаллических материалов // ЖВХО им. Менделеева. 1975. Т. ХХ, № 2.
Экспериментальное исследования условий кристаллизации петрургических расплавов и стекол : учеб. пособие / Мананков А.В. и др. Томск : ТГУ, 1976. 202 с.
Шапошников А.П., Тимофеева Л.К. Влияние структуры и фазового состава на термостойкость каменного литья // Кристаллизация окисных расплавов и свойства литых изделий. Киев : Наукова Думка. 1972. 108 с.
Мананков А.В. Современное материаловедение и нанотоксикология // Новые технологии создания и применения биокерамики в восста новительной медицине : материалы Междунар. научно-практ. конф. Томск : ТПУ, 2010. С. 107-117.
Шапошников А.П., Суварева В.С. Справочные материалы по каменному литью. М. : ГИС, 1968. 65 с.
Мананков А.В. Основы технической минералогии и петрографии. Томск : ТГУ, 1979. 193 с.
Левинсон-Лессинг Ф.Ю. Письмо оргкомитету совещания по экспериментальной петрографии // Труды 2-го совещания по эксперимен тальной минералогии и петрографии. М. ; Л. : Наука, 1937.
El Naschie MS. Elementary number theory in superstrings, loop quantum mechanics, twisters and E-infinity high energy physics // Chaos, Soli-tons & Fractals. 2006. № 27 (2). P. 297-330.
Mauldin R.D., Willams S.C. Random recursive constructions: asymptotic geometric and topological properties // Trans. Am. Math. Soc. 1986. № 295. P. 325-346.
Павлушкин Н.М. Основы технологии ситаллов. М. : Стройиздат, 1979. 360 с.
 High-strength petrositall constructions for working in special conditions of the Arctic | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta – Tomsk State University Journal. 2014. № 386. DOI: 10.17223/15617793/386/37

High-strength petrositall constructions for working in special conditions of the Arctic | Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta – Tomsk State University Journal. 2014. № 386. DOI: 10.17223/15617793/386/37

Download full-text version
Counter downloads: 719