Березюк, О. В.

Лемешев, М. С.

Христич, О. В.

Repository of Vinnytsia National Technical University

125  Композиція, що містить портландцемент та золу-виносу має недостатню газоутримувальну здатність, оскільки частинки золи-виносу мають округлу форму, що не сприяє отримуванню газів в структурі і дозволяє досягнути кратності спучування 2,6, в той час як при використанні метакаоліну, кратність спучування становить 3,3. Для покращення рівномірного розподілу пор за розмірами, а отже підвищення теплоізоляційних характеристик, вводили повітрезахоплюючу добавку. Так, введення 1 мас.% добавки дозволяє отримати оптимальну пористу структуру, яка характеризується рівномірним розподілом пор з розміром 0,2 – 1 мм.  Таким чином, газобетон, отриманий на основі модифікованої цементної композиції, що містить портландцемент, метакаолін, суперпластифікатор і повітрезахоплюючу добавку характеризується міцністю при стиску – 4,0 МПа, середньою густиною – 750 кг/м3, розрахунковий коефіцієнт теплопровідності – 0,26 Вт/м·К і може бути рекомендований, як конструкційно-теплоізоляційний матеріал при зведенні енергоефективних огороджуючих конструкцій.   ФОСФОГІПСОЗОЛОЦЕМЕНТНІ ТА МЕТАЛОФОСФАТНІ В’ЯЖУЧІ З ВИКОРИСТАННЯМ ВІДХОДІВ ВИРОБНИЦТВА  М.С. Лемешев, О.В. Христич, О.В. Березюк Вінницький національний технічний університет  Економія палива і електроенергії, використання побічних продуктів промисловості, зниження рівня забруднення навколишнього середовища, зменшення витрат природної сировини — є найважливішою задачею, що стоїть перед промисловістю будівельних матеріалів. Одним із перспективних напрямків розв‘язання стратегічних задач будівельного комплексу є використання багатотоннажних відходів - фосфогіпсів, золи-виносу, дисперсних металевих шламів та місцевих природних сировинних ресурсів в технології виробництва ефективних будівельних матеріалів.   Серед великої кількості відомих технологій виробництва будівельних матеріалів з використанням техногенних відходів немає таких які б широко використовувалися в промисловості будівельних матеріалів та виробів.  Так як ці технології, як правило, пов‘язані з глибокою очисткою, термічною обробкою вторинних продуктів промисловості, що суттєво ускладнює технологічний процес та призводить до повторного накопичення  шкідливих відходів.  126  Пошук нових в‘яжучих речовин обумовлений в основному двома причинами: з однієї сторони, великою енергоємністю і, як наслідок, високою собівартістю виробництва портландцементу; з другої сторони, потребою в матеріалах зі спеціальними властивостями (стійкістю до дії високих температур, агресивних речовин, радіаційного випромінювання, біологічних організмів, з високою чи низькою густиною тощо). Розвиток технологічних процесів в галузях народного господарства, зміна запитів споживачів до будівельної продукції вимагають розробки нових будівельних матеріалів і, в першу чергу, в‘яжучих. Отримання фосфогіпсозолоцементних та металофосфатних в'яжучих на основі відходів хімічної промисловості і металообробних виробництв  дозволяють вирішити актуальну для України  проблему енерго та ресурсозбереження шляхом створення нових будівельних матеріалів поліфункціонального призначення.  У Вінницькій області на території колишнього ВО "Хімпром"  накопичено близько  800 тис. тон шкідливих хімічних відходів - фосфогіпсів. Другим шкідливим продуктом виробничої діяльності регіону є накопичення золо-шлакових відходів на Ладижинській ТЕС і теперішня їх кількість дорівнює біля 20661 тис. тон. На підприємствах металообробних виробництв регіону накопичено близько 300 тис тон дисперсних металевих відходів –шлами. В "Лабораторії ресурсозберігаючих технологій та спеціальних бетонів" Вінницького національного технічного університету проводяться дослідження по комплексній переробці техногенних відходів (золи-виносу, фосфогіпсу, металевого шламу) для отримання комплексного металозолофосфатного в‘яжучого (МЗФВ). Запропоноване комплексне в‘яжуче можна використовувати для виготовлення жаростійких бетонів. В якості оксидного компоненту в‘яжучого доцільно застосовувати залізовміщуючі відходи промисловості. Наприклад,  відходи металообробних виробництв, які представляють собою тонкодисперсний металевий шлам. До його складу входять: 70 75% Fе2О3, 5 6% FеО. Проведені нами наукові дослідження спрямовані на комплексну переробку фосфогіпсових відходів, золи-виносу і металевих шламів. Метою даних досліджень є розробка нової безвідходної технології переробки фосфогіпсу шляхом його відмивання з використанням дефлокулюючих добавок і отримання гіпсового в‘яжучого  - модифікації та послідуюче використання кислих стоків для отримання нового різновиду комлексного в‘яжучого МЗФВ. 127  В результаті вивчення можливості відмивання залишків кислот з  фосфогіпсу, встановлено оптимальне співвідношення між його масою і масою води, яке дорівнює 1. При зменшенні кількості твердої частки  у 1,5-2 рази отримані водні розчини кислоти малої концентрації 0,5-1%, що недостатньо для послідуючого використання їх для хімічної активації зольної складової. Одним із способів підвищення концентрації кислоти у воді під час відмивання ФГ є використання дефлокулюючих хімічних добавок, які сприятимуть розчепленню і руйнуванню флокул і псевдочастинок твердих відходів. Серед залізовміщуючих дисперсних відходів металообровної промисловості, варто відмітити шлами шарикопідшипникового виробництва. Даний шлам практично не переробляється через високу дисперсність і вміст мастильно-охолоджувальних речовин. Він утворюється при виготовленні підшипників із сталі ШХ–15. Процентний вміст заліза складає 86,3 87,96%. Середній розмір частинок шламу складає 2×10-5м. Питома поверхня даного порошку досягає 0,5  2 103 м2/кг. При зберіганні шламу у відкритих відвалах відбувається глибоке окислення заліза і висихання водних складових мастильно-охолоджувальних речовин. Оксидний шар складають гематит (Fе2О3), магнетит (Fе3О4), юстит (розчин Fе2О3 у FеО), лапідокрит (FеО(ОН)). Авторами сформульована гіпотеза про можливість отримання МЗФВ на основі фосфогіпсових відходів, металевих шламів підшипникового виробництва і золи-виносу. Для перевірки наукової гіпотези в лабораторних умовах були виготовлені зразки–балочки із суміші фосфоангідриту і відвального шламу сталі ШХ-15, та золи-виносу Ладижинської ТЕС. Крім шламів сталі ШХ-15 для порівняння використовували Броварський порошок залізний розпилений (ПЗР), який застосовується в порошковій металургії.  Оскільки вміст Н3РО4 у фосфогіангідриті незначний, то для підвищення дії малих добавок ортофосфорної кислоти на оксиди заліза, суміш гомогенізували у шаровому млині на протязі 10 хв. Вміст компонентів у масовому відношенні – фосфоангідрит металевий шлам:зола-виносу = 3:1:0,5. Відформовані зразки пропарювали при температурі 90–95 оС. Режим пропарювання 3+6+3 год. Основні фізико-механічні властивості дослідних зразків розробленого будівельного матеріалу наведені в таблиці 1.    128  Таблиця 1 Фізико-механічні харахтеристики зразків МЗФВ Вид залізовміщуючого порошку Середня густина зразків, кг/м3 Границя міцності при стиску , МПа Металевий шлам Вінницького підшипникового заводу 1875 6,8 Броварський ПЗР 2013 5,5  Отримані позитивні результати досліджень фізико-механічних властивостей зразків підтверджують доцільність  продовження подальших наукових досліджень. Зокрема, для підвищення міцності та інтесифікації твердіння передбачається в склад сумішей МЗФВ ввести природні мінеральні добавки Вінницького регіону. Після оптимізації рецептурно-технологічних факторів комплексного в‘яжучого планується вивчення спеціальних властивостей виробів, отриманих на основі нового композиційного матеріалу.   ОСНОВНІ АСПЕКТИ ЗАПРОВАДЖЕННЯ РЕСУРСОЗБЕРІГАЮЧИХ ТЕХНОЛОГІЙ В УКРАЇНІ  І. М. Лебедик, науковий керівник асист. А. В. Кірейцева Житомирський державний технологічний університет  Індустріальний розвиток суспільства призвів до значного погіршення екологічної ситуації на нашій планеті. Це проявляється в скороченні корисних копалин, недостачі енергетичних природних ресурсів (кам‘яного вугілля, нафти та газу тощо), значному погіршенні екологічної ситуації на планеті. Що стосується України, то наша держава є досить багата на природні ресурси, проте існує проблема їхнього збереження та раціонального використання. Для вирішення даної ситуації необхідно впроваджувати політику ресурсозбереження. Під ресурсозбереженням слід розуміти такий метод господарювання, який охоплює комплекс нормативно–правових, економічних, організаційних заходів, що направлені на раціональне використання ресурсів та забезпечення потреб в них, головним чином, за рахунок використання концепції економії. Нормативно-правові заходи є 

Фосфогіпсозолоцементні та металофосфатні в’яжучі з використанням відходів виробництва

http://ir.lib.vntu.edu.ua/bitstream/handle/123456789/7206/nf_020_tezy_kyiv_2011.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Фосфогіпсозолоцементні та металофосфатні в’яжучі з використанням відходів виробництва

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Repository of Vinnytsia National Technical University