Низкотемпературное закаливание вяжущих материалов на основе промышленных отходов (стр. 4 )

Состав вяжущего, мас. %	Режим обработки при 950С, ч
дискретный 1,5 + τ +0, где τ	обычный 1,5+8+1,5ч
1ч	2 ч	3 ч	4 ч	6 ч	8 ч
ФШ-84,ЦП-10, ФРШ-6	8,9	12,05	27,1	30,0	4,75	19,35	23,9
ФШ-84, ЦП-10, СПШ-6	-	3,66	29,4	20,0	27,85	25,0	28,3
Примечание - ЦП–цементная пыль

Таблица 14 - Влияние содержания золы (окислителя фосфинов) и извести (нейтрализатора фтористого водорода) на активность шлакового вяжущего тепловлажностной обработки при механической нагрузке (950С)

Состав смеси, мас. %	Режим обработки при 950С, ч
дискретный 3 +τ+0 ч, где τ	обычный 3+8+3ч
1ч	2ч	3ч	4ч	5ч
фосфорный шлак-98, известь-2	5,0	-	17,5	60,0	11.7	43,0
фосфорный шлак-98, MgCl2-2	12,8	-	18,1	40,0	37,8	19,0
сухая зола-80, известь-20	-	-	13,5	9,6	10,3	10,2

На основании результатов выполненных исследований предлагаются следующие режимы дискретной обработки при 95оС при механической нагрузке твердения обезвреженных фосфорношлаковых вяжущих для состава:

ФШ -96, известь -2, ОКП ,5 + 4 + 0 ч;

ФШ -97, известь -1, ОКП - 2 - 1,5 + 6 + 0 ч;

ФШ -93, известь -1, ФШ -6 - 1,5 + 4 + 0 ч;

ФШ -92, известь -1,СПШ,5 + 8 + 0 ч;

ФШ -84, ЦП -10, ФШ,5 + 5 + 0 ч;

ФШ -84, ЦП -10, СПШ,5 + 4 + 0 ч.

В качестве окислителя фосфинов в фосфорном шлаке применяли сталеплавильный шлак Павлодарского тракторного завода, феррошлак Актюбинского завода ферросплавов и отходы капролактамового производства. В качестве нейтрализатора фтористого водорода использовали известь, цементную пыль, портландцементный клинкер. Эти добавки служат и активизаторами шлака.

Выпущена опытная партия вяжущих материалов низкотемпературного закаливания в силикальцитном цехе ТОО «Дауылпаз», г. Атырау.

Разработаны схемы и технологические параметры производства низкотемпературного закаливания.

Определена технико-экономическая эффективность внедрения результатов исследований. В 1,5 раза сокращен цикл изготовления силикатных материалов, что обеспечивает увеличение производительности труда, ускорение оборачиваемости термокамер, сокращение удельных энергозатрат.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработаны методики определения степени кристалличности и размеры коллоидных кристаллитов CSH(I) и субмикропор путем сравнения электронно-микроскопических и дифракционных картин в больших и малых углах рентгеновского рассеяния используя внешние стандарты.

2. Предложена схема взаимных фазовых переходов (формирования наноструктуры) в продуктах твердения промышленных отходов:

гелеобразная масса→кристаллическая фаза→гидратный гель;

в условиях естественного твердения при механической нагрузке:

гель - 0,498÷1,05 нм → CSH(I)-d = 0,303 нм →гель d=0,628÷0,692 нм→гель (0,615 нм → гель 0,762 нм → ксонотлит – d = 0,762 нм материалов низкотемпературного закаливания.

3. Выявлен комбинированный механизм естественного твердения вяжущих при механической нагрузке и дискретном режиме гидротермальной обработки на основе промышленных отходов: сквозь растворный механизм на начальном этапе, далее преобладает твердофазный механизм (период наноструктурообразования: размеры кристалли­тов менее 100 нм, размеры нанопор Rэфф до 30 нм).

4. Определено, что в дезинтеграторе путем совместного помола шлака с клинкером проч­ность на сжатие увеличивается до 48 МПа, а при раз­дельном помоле -35 МПа, закаливанием (950С,1,5+4+0ч) достигается активность вяжущего на 30 % больше и продолжительность процесса сокращается до 80 %.

5. Предлагаются следующие оптимальные режимы низкотемпературного закаливания при механической нагрузке шлакового вяжущего (95оС) добавками:

1 % NaOH - 1,5+4+0 ч;

2 % CaO - 1,5+2+0 ч;

3 % MgCl2 - 1,5+4+0 ч;

4 % Na2SO4 - 1,5+4+0 ч.

6. Обнаружено что, предварительная выдержка увлажненной смеси в течение 70 ч до формовки в нормальных условиях и на воздухе создает благоприятные условия для процессов формирования гидросиликатов при пропаривании.

Применение дискретного режима (950С, 1,5+4+0 ч) при механической нагрузке твердения позволяет без снижения прочности получаемого материала сократить продолжительность автоклавной обработки для смесей:

80% золы и 20% извести - в 1,5 раза,

98% фосфорного шлака и 2% извести - в 2 раза.

Если шлак активизировать с 2% MgC12 при закаливании прочность повышается в 2 раза, и время обработки сокращается на 80%.

7. Выпущена опытная партия вяжущих материалов низкотемпературного закаливания в силикальцитном цехе ТОО «Дауылпаз», г. Атырау.

Разработаны схемы и технологические параметры производства низкотемпературного закаливания.

Определена технико-экономическая эффективность внедрения результатов исследований. В 1,5 раза сокращен цикл изготовления силикатных материалов, что обеспечивает увеличение производительности труда, ускорение оборачиваемости термокамер, сокращение удельных энергозатрат.

Оценка полноты решения поставленных задач

Поставленные цель и задачи, включающие разработку составов и способов получения силикатных строительных материалов низкотемпературного закаливания, исследование гидротермального синтеза силикатных материалов путем введения технологического приема – способа низкотемпературного закаливания и проведение опытно-промышленных испытаний, характеризуются полнотой решения поставленных задач. Разработанные технологические режимы дискретной обработки нашли подтверждение при опытно-промышленных испытаниях. Разработаны схемы и технологические параметры производства низкотемпературного закаливания.

Разработка рекомендаций исходных данных по конкретному использованию результатов. Полученные в диссертации результаты, выводы и положения рекомендуется использовать в технологии бетона низкотемпературного закаливания в строительной индустрии Казахстана.

Совокупность полученных результатов, научных выводов и рекомендаций можно квалифицировать как решение нужной для нашей республики задачи, внедрение которых принесет значительный экономический эффект.

Оценка технико-экономической эффективности внедрения. При внедрении разработанных силикатных строительных материалов низкотемпературного закаливания в 1,5 раза сокращается цикл изготовления силикатных материалов, что обеспечивает увеличение производительности труда, ускорение оборачиваемости термокамер, сокращение удельных энергозатрат.

Оценка научного уровня выполненной работы по сравнению с лучшими достижениями в данной области. Предлагаемая работа по научно-практической значимости соответствует научно–техническому уровню в области разработки конкурентоспособных силикатных строительных материалов низкотемпературного закаливания.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 , , Чердабаев особенности новообразования твердения минерального вяжущего // Вестник НИИстромпроекта.- 2009.- № 5-6.- С.115-119.

2 , , Чердабаев -химическая активация вяжущих материалов гидротермального закаливания // Вестник НИИстромпроекта.- 2009.- № 5-6.- С.120-123.

3 , , Де И. Современная технология автоклавных материалов и изделий // Современные научные достижения – 2010: материалы Междунар научно-практ. конф.- Прага, 2010.- С.58-60.

4 , , Даленова структура силикатных камней // Инновационные и наукоемкие технологии в строительной индустрии: материалы Междунар. научно-практ. конф.- Алматы: КазГАСА, 2010.- С. 72-74.

5 , , Даленова -химические методы исследования структуры материалов // Вестник АИНГ.-2009.-№ 2(17).-С.295-297.

6 , , О структуре материалов строительного назначения // Вестник АИНГ.-2009.-№ 2(17).-С.298-300.

7 , , Чердабаев состав и нанопористая структура шлакового камня // Наука и образование – ведущий фактор стратегии «Казахстан-2030»: материалы Междунар. научн. конф. (Сагиновские чтения № 2).- Караганда, 2010.- С.366-368.

8 , , Ткач процесса твердения фосфорного шлака при низкотемпературной дискретной тепловой обработке // Сборник трудов КарГТУ. – Караганда, 2010. – №2. –С. 67– 69.

9 , , Чердабаев микропримесей окислителя и нейтрализатора на структуру продуктов автоклавного закаливания // Вестник НИИстромпроекта.- 2010.- № 1-2.- С.22-26.

ТYЙIН

Есенбаева Айгүл Амангелдіқызы

Төмен температуралы шынықтыру тұтқыр материалдардың

өнеркәсіптік қалдықтар негізінде

05.23.05 – құрылыс материалдары және бұйымдары

Зерттеу объектісі: Құрылыс материалдары және бұйымдары.

Жұмыс мақсаты: өнеркәсiптiк қалдықтардың негiзiнде төмен температуралы шынықтырудың тұтқыр материалдарын өңдеу.

Зерттеу әдістері:

- силикаттардың наноқұрылымдары жер асты суы шынықтыруының қолдану әдістері, зерттеу өнеркәсіптік қалдықтардың негізінде құрылыс тағайындауының материалдарын алу үшін көкейкесті болып табылады.

- кристалдауды дәреженің анықтауын әдістеме және (I) CSH-нің коллойд кристаллиттерін өлшемдер жасалған. Субмикропор байланысты жолмен электронды - микроскопиялы және дифракциялы бейне үлкен және кіші бұрышта рентгенттік шашырауы сыртқы стандарттарда қолданылады.

Жұмыстың жалпы мазмұны:

Осы жұмыста теориялық және эксперементалдық зерттеулер және алудың ұтымды жолдарын тура келеді. Жана аса тиімді автоклавтық емес материалдардың төмен температуралы шанықтырулары өнеркәсіптік масштабтардағы алған нәтежелерінің жаттығу игеруін қосады.

Өнеркәсiптiк қалдықтардың қасаңдауы өнiмдерiндегi (нано құрылымның құрастыруы ) өзара фазалық ауысымдарын схема ұсыныс жасаған:

гел сияқты масса→кристалдық фаза→гидраттық гел

қарапайым түрде қасаңдау механикалық жүктеменiң жанында

гель - 0,498÷1,05 нм→CSH(I)-d = 0,303 нм→гел d=0,628÷0,692 нм →гел (0,615 нм →гель 0,762 нм→ксонотлит-d = 0,762 нм

материалдық төмен температуралы шынықтырулар.

Қысуға берiктiк клинкерi бар күйiндiнiң жолымен бiрлескен ұнтағының дезинтеграторында 48 МПаға дейiн үлкетiнде анықталған, бөлек ұнтақта - 35 МПа, (950С, 1,5+4+0 с) шынықтыруымен белсендiлiгi тұтастырғыш 30%ке көбiрек жетедi және процесс ұзақтық 80 % ке дейiн қысқарады.

Тұтастырғыш механикалық жүктемеге және жер асты суы өңдеуiн дискреттi тәртiпте өнеркәсiптiк қалдықтардың негiздерiндегi табиғи қасаңдауын құрамалы тетiгi айқындалған: бастапқы кезеңдегi арқылы ерiтiндi тетiгi, бұдан әрi басым қатты фаза тетiк (наноструктуралық білім кезенінде: кем 100 нм нiң кристаллиттерiн өлшемдер, нанопор өлшемі Rэфф 30 нм дейін).

Алынатын материалдың берiктiгiнiң төмендетуiсiз өнеркәсiптiк қалдықтардың негiзiнде қасаңдауды механикалық жүктеменiң жанында ( 950С, 1,5+4+0 с ) дискреттi тәртiптiң қолдануы 1,5-2 реттегi жер асты суы өңдеуiн ұзақтығы қысқартуға мүмкiндiк бередi.

Тұтастырғыш және (МПа ) белсендiлiк құрам дискреттi өңдеудiң әртүрлi тәртiптерiнде қасаңдауларды механикалық жүктеменiң жанында фосфорлы күйiндi зиянсыз етiлген іске қосылған тұтастырғыш.

1- құрам ФШ - 96, iзбес - 2, ОКП - 2 тәртiп 1,5 + 3 + 0 с берiктiк қысуда 67,3 МПа (ОКП - капролактам өндiрiсiнiң қалдығы - фосфинның тотықтырғышы Ізбес - күйiндiдегi фтор сутегiсiнiң нейтрализаторы)

2- құрам ФШ-93 iзбес -1 ФРШ -6 тәртiп 1,5 + 4 + 0 с берiктiк қысуда 62,0 МПа (ФРШ-ферро күйінде - фосфинның тотықтырғышы

iзбес - күйiндiдегi фтор сутегiсiнiң нейтрализаторы)

3- құрам ФШ-84 ЦП-10 ФРШ-6 тәртiп 1,5 + 4 + 0 с берiктiк қысуда 70,0 МПа (ФРШ-феррошлак - фосфинның тотықтырғышы, ЦП– цемент шаңы - күйiндiдегi фтор сутегiсiнiң нейтрализаторы.

Сайып келгенделер, өнеркәсiптiк қалдықтардың негiзiнде механикалық жүктеменiң жанында төмен температуралы шынықтырудың силикат материалдары алынған.

Жұмыс нәтижелерін еңгізу:

Аппретталған толтырғышымен кедергi жасауды шапшаң тәртiптiң қолдануы бар силикат материалдарының өндiрiске арналған әр түрлi өнеркәсiптiк қалдықтары және төмен температуралы шынықтыруды жарамдылық орнатылған;

Схема және төмен температуралы шынықтыруды өндiрiстiң технологиялық параметрлерi жасалған.

Экономикалық тиімділік:

1,5 рет силикат материалдарының жасауын цикл қысқартылған, не еңбектiң өнiмдiлiгiнiң үлкеюiн қамтамасыз етедi, жылу камера айналымдылығының үдеуi, меншiктi энергия шығыны қысқарту.

Қолдану келешегі:

Дискреттi төмен температурада өңдеудiң игерiлген технологиялық тәртiптерi сынаулардың тәжiрибе-өнеркәсiптiктердiң жанында растауларды тапты.

RESUME

Esenbayeva Aigul Amangeldievna

Low-temperature hardening of binders based on industrial waste

05.23.05 – Building materials and articles

Object of investigation: building materials and tools.

Aim of the work: development of low-temperature hardening of binders on the basis of industrial waste.

Methods of investigation:

- study of nanostructures of silicates and the use of low temperature hydrothermal quenching to obtain materials of construction purposes on the basis of industrial waste is a actual.

- methods for determination of the degree of crystallinity and the size of colloidal crystallites CSH (I) and submicropores by comparing the electron microscope and diffraction patterns in large and small angles X-ray scattering using external standards.

Practical value of the work:

In this work we present theoretical and experimental research and the best way to get new high-non-autoclaved materials of low temperature tempering, including the practical development of the results obtained on an industrial scale.

Proposed a scheme of mutual phase transitions (formation of nano-structure) in the products of solidification of industrial waste:

gel-like mass→crystalline phase→hydrated gel

under natural hardening in the mechanical load;

Gel-0, 498 / 1,05 nm-CSH (I)

d = 0.303nm-gel d = 0,628 / 0,692 nm-gel (0.615 nm) - gel 0.762 nm xonotlite-d = 0,762

materials of low-temperature tempering.

Determined that the disintegrator by joint grinding of slag with clinker compressive strength increased up to 48MPa, and the separation of the grinding-35MPa, quenching (950 C, 1,5 +4 +0 ) binding activity is achieved at 30% londer and the duration of the process is reduced to 80%.

Revealed a combined mechanism of natural hardening of cement along with the mechanical load and a discrete mode of hydrothermal treatment on the basis of industrial waste: through the mechanism of mortar at an early stage, then dominated by solid-phase mechanism (period nano - structurization: crystallite sizes less than 100 nm, the size of nanopores, R 30 nm).

Application of discrete conditions (950C, 1,5 +4 +0 ) under mechanical stress hardening allowed without reducing the strength of the resulting material on the basis of industrial wastes to reduce the duration of hydrothermal treatment in 1,5-2 t.

Structure of binding and activity (MPa) at different modes of discrete processing during mechanical stress hardening phosphorus-slag cleared an activated binders:

1-structure of the PS-96, the lime-2, -2 mode 1,5 +3 +0 Compression strength 67,3 MPa (-Departure kaprolaktamovogo production-oxidant lime-phosphine catalyst of hydrogen fluoride in the slag)

2-structure of the PS-93, the lime-1, -6 mode 1,5 +3 +0 Compression strength 62,0 MPa(phosphorus slag - oxidant phosphine lime-phosphine catalyst of hydrogen fluoride in the slag)

3-structure PS-84 CD-10cement dust PSOP-6 mode 1,5+4+0 compression strength 70,0MPa (PSOP - phosphorus slag - oxidant phosphine, CD-cement dust - catalyst of hydrogen fluoride in the slag).

Thus, the obtained low-temperature hardening of silicate materials under mechanical load on the basis of industrial waste.

Introduction of the results of the work: Determined the suitability of various industrial wastes for the production of silicate materials using high-speed mode mixing with the filler dress and low-temperature tempering; developed schemes and technological parameters low temperature tempering.

Economical effectiveness: to 1,5 times shortened cycle of silicate materials that provide increased productivity, faster turnaround heat chamber, reducing specific energy consumption.

The perspectives of application: developed technological modes of discrete low-temperature treatment were confirmed in pilot tests.

Подписано к печати «19» июля 2010 г.

Формат 60х84/16. Печать офсетная. Бумага офсетная.

Объем 1,3 п. л.

________Тираж 100 экз. Заказ № 235_______________

Типография АО «НЦ НТИ»

г. Алматы,