Композиционные ангидритовые вяжущие и бетоны из фосфогипса (стр. 3 )

5 Опытно-промышленные испытания и экономическая эффективность производства ангидритового вяжущего и бетонов на основе фосфогипса

Опытно-промышленные испытания проводили на АО «Жамбылский фосфорный комбинат» на вращающейся печи со следующими параметрами: длина -1,5 м, диаметр -0,6 м, размер фракции гранулированного фосфогипса составлял 5-40 мм; конечная температура обжига варьировалась от 850 до 9500С; продолжительность обжига составляла -1,1-1,5 ч. Лучшие результаты получены для ангидритового вяжущего обжигом при 9500С и длительности – 1,4 ч, что подтверждает данные лабораторных исследований. Помол вяжущего осуществляли в шаровой мельнице размерами: длина – 1,5м, диаметр – 700 мм. Оптимальное время помола составило – 4 ч. При этом удельная поверхность ангидритового вяжущего, определенная по воздухопроницаемости, составила - 40см2/г. Для изготовления сухих строительных смесей, были использованы фарфоровые шары, исключающие влияние загрязнения.

Из приготовленного по вышеуказанным технологиям ангидритового вяжущего в цехе сухих строительных смесей АО «Жамбылский гипсовый комбинат» были изготовлены декоративно-облицовочные плиты размерами: длина 200-800 мм, ширина 200-600 мм, толщина 10-40 мм. Приготовление гипсобетонной смеси производили следующим образом: в смеситель из расходного бака и бункера подается вода затворения и композиционное ангидритовое вяжущее. Перемешивание смеси осуществляли в течение 1-2 мин, затем добавляли заполнитель и при необходимости пигмент, затем продолжали перемешивание в течение 2 мин. Приготовленную гипсобетонную смесь укладывали в формы вибростанка. После укладки гипсобетонной смеси при прижатой к тыльной стороне плиты рельефа, образующем при грузе в течении 90 с, осуществляли вибрирование. Отформованные плиты направляли на пост твердения, с распалубкой через 8 ч. Была выпущена партия плит объемом – 100 м2, которые по своим физико-механическим свойствам отвечали требованиям ГОСТ 9479-84 и ГОСТ . Легкие бетоны изготавливали аналогичным образом. Были выпущены стеновые изделия размером 390х190х190 мм методом вибропрессования в количестве 1000 шт. и теплоизоляционные плиты со средней плотностью 500-800 кг/м3, прочностью при сжатии 3,0-7,5 МПа.

Производство ангидритового вяжущего объемом 30 тыс. т на Жамбылском гипсовом комбинате позволяет получить годовой экономический эффект 17,280 млн. тенге. Выпуск ангидритового вяжущего и целого ряда изделий на его основе позволяет значительно удовлетворить потребность в этих материалах и изделиях южный регион Казахстана.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненные исследования позволили получить ангидритовые вяжущие и бетоны с заданными физико-техническими свойствами на основе отходов промышленности и местного сырья (фосфогипс, керамзитовая пыль, мраморная пыль, известняк, доломит).

Анализ полученных результатов позволяет сделать следующие выводы:

1. Физико-химическими методами выявлены особенности химико-минера-логического состава основного сырья при производстве ангидритового вяжущего из фосфогипса.

2. Установлены оптимальные параметры режимов обжига фосфогипса в зависимости от его гранулометрического состава и содержания известняка, использованного в качестве активизатора твердения ангидритового вяжущего.

3. Повышению прочностных показателей ангидритового вяжущего в температурном интервале С способствует снижению его водопотребности в результате уменьшения размера кристаллических блоков ангидрита II.

4. Получены зависимости, характеризующие влияние комплекса модифицирующих добавок на прочностные показатели и коэффициент размягчения гипсового камня, на основании которых определены оптимальные составы ангидритового вяжущего.

5. Интенсификация процессов спекания ангидритового вяжущего с минерализующими добавками (пыль электрофильтров, стеклобой, природная соль) показала, что они активизируют формирование ангидрита II и цементных клинкерных фаз, в частности белита, алюмоферритов кальция.

6. С помощью рентгенофазового и электронно-микроскопических методов установлено, что повышению водостойкости гипсового камня при совместном введении добавок извести, керамзитовой пыли и суперпластификатора способствует образование труднорастворимых низкоосновных гидросиликатов кальция, а также карбоната кальция, уплотняющих поровую структуру гипсового камня.

7. Установлено, что по мере повышения кристаллохимического подобия минеральных наполнителей наиболее эффективными добавками, снижающими расход обжиговой части, являются - известняковый, мраморный и доломитовый наполнители.

8. Получены зависимости прочностных и деформационных характеристик, а также долговечности гипсобетонов на основе ангидритового вяжущего из фосфогипса и заполнителей из мрамора, доломита, известняка, кварцита, сланца, гранита.

9. Выявлены особенности напряженно-деформированного состояния легких бетонов с использованием ангидритового вяжущего и заполнителей (опилок, керамзитовой пыли, золы), на основании которых разработаны оптимальные составы конструкционно-теплоизоляционных бетонов со средней плотностью 600-800 кг/м3.

10. Проведены опытно-промышленные испытания составов ангидритовых вяжущих и бетонов на их основе в условиях АО «Жамбылский гипсовый комбинат».

11. Разработан технологический регламент производства ангидритовых вяжущих и декоративно-облицовочных плит.

12. Годовой экономический эффект при объеме производства ангидритового вяжущего 20 тыс. т составит 17,433 млн. тенге, при производстве декоративно-облицовочных плит объемом 30 тыс. м2 составит 17,280 млн. тенге.

Оценка полноты решения поставленных задач.

В соответствии с планом работы, теоретические и лабораторные исследования проведены в полном объеме, полученные результаты обработаны, сделаны выводы и заключения.

При выполнении работы в полном объеме проведены теоретические и лабораторные исследования, тем самым достигнута цель диссертационной работы.

Разработка рекомендаций и исходных данных по конкретному использованию результатов.

Разработаны составы и технология ангидритового вяжущего марок М300, М400, пригодных для изготовления сухих строительных смесей, кладочных и штукатурных работ, получены составы тяжелых и легких бетонов на основе ангидритового вяжущего и местных недефицитных заполнителей. Разработан технологический регламент производства ангидритового вяжущего мощностью 20 тыс. т в год, выпущена опытно-промышленная партия ангидритового вяжущего на АО « Жамбылский гипсовый комбинат». Результаты работ переданы ЗМУ ТОО «Казфосфат» для внедрения в промышленное производство.

Оценка технико-экономической эффективности внедрения.

Годовой экономический эффект при объеме производства ангидритового вяжущего 20 тыс. т составит 17,433 млн. тенге, при производстве декоративно-облицовочных плит объемом 30 тыс. м2 составит 17,280 млн. тенге.

Оценка научного уровня выполненной работы в сравнении с лучшими достижениями в данной области.

Научная новизна работы определяет научно-практическую значимость работы, соответствующей научно–техническому уровню в области разработки конкурентоспособных строительных материалов. Выпуск опытно-промыш-ленной партии изделий по предполагаемой технологии в АО «Жамбылский гипсовый комбинат» показал технологическую и экологическую эффективность работы.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 , , Абишев температуры, продолжительности обжига и содержания известняка на свойства ангидритового вяжущего из фосфогипса // Вестник НИИстромпроекта.- Алматы, 2009.-№С.25-28.

2 , , Каршыгаев влияния минеральных наполнителей на свойства ангидритового вяжущего из фосфогипса //Вестник НИИстромпроекта.- Алматы, 2009.- №С.52-56.

3 , , Жылкыбаева спекания ангидритовой сырьевой смеси с щелочесодержащими добавками // PERSPEKTYWICZNE OPRACOWANIA SA NAUKA I TECHNIKAMI-2009: материалы Междунар. научно-практ. конф.- Przemysl, 2009.- С.87-90.

4 , Есиркепова влияния модифицирующих добавок на свойства ангидритового вяжущего // Вестник ТарГу им. .- Тараз, 2009.-С.191-197.

5 Абишев влияния керамзитовой пыли на свойства ангидридритового вяжущего // Вестник НИИстромпроекта.- Алматы, 2010.-№ 1-2(21).-С 36-37.

6 Абишев вяжущие, модифицированные пластифицирующими добавками // Вестник НИИстромпроекта.- Алматы, 2010.-№ С. 33-35.

7 Пред. Пат. 2010-01/67 РК. Сырьевая смесь для получения ангидритового цемента / , , опубл. 10.02.2010, Бюл. № 2.- 2 с.

8 Пред. Пат. 2010-01/64 РК. Сырьевая смесь для получения ангидритового цемента / , , опубл. 10.02.2010, Бюл. № 2.- 2 с.

9 Абишев фосфогипса в ангидритовые вяжущие //Математическая наука и ее вклад в развитие прикладных научных исследований: материалы Респ. научно-практич. конф.- Тараз, 2010.-С.53-55.

10 , , Каршыгаев гипсовые смеси с добавками волокон // Дулатовские чтения – 6: материалы Междунар. научно-практ. конф.- Тараз, 2009.-С.193-195.

ТҮЙІН

05.23.05 – Құрылыс материалдары және оның жасалуы

Зерттеу нысаны: фосфогипс өңдеу және оның негізінде тұтқыр ангидритті алу, түрлі тұтқыр композиция технологиясын және әрлеу материалдарын жасау.

Жұмыстың мақсаты: тұтқыр ангидритті композиция құрамын жасау, зерттеу және соның негізінде бетон жасап, олардың физико-механикалық қасиетін зерттеу.

Зерттеу әдісі: жұмыс кешенді зерттеу әдістерді пайдалану арқылы жасалды, рентгенді-фазалық, дифференциалды-жылулық, электронды- микр - роскопиялық зерттеулер, физико-химиялық сынақ және математикалық жоспарлау тәжірибелері.Үш ауыспалы үшін екінші реттегі бокс - хантер ротатабельді жоспары пайдаланылды.

Зерттеу қорытындысы: тұтқыр ангидритті композиция және соның негізінде бетон жасау фосфогипсті бетонды құрамында гипсі бар өндірісітік қалдықтарды пайдалану олардың құрғақ құрылыс қоспаларын жасауға болатындығын көрсетті, тұтқыр ангидриттің негізінде ауыр және жеңіл бетон, қоспалар алу өзінің физикалық және механикалық қасиеттері МСТ 2803-89, МСТ 94-80 және МСТ 9479-84 талаптарына сай, яғни олардың тәжірибелік маңызын растайды.

Конструктивті-технолногиялық және техникалық қолданудың негізгі сипаты: Зерттеу қорытындылары өндірістік қалдықтар мен жергілікті шикізаттар негізінде (фосфогипс, керамзит, мрамор шаң

дарын, әк, даламит және т. б.) физика-техникалық сипатты тұтқыр ангидритті бетон алуға болатындығын көрсетті. Тұтқыр ангидритті композицияның тиімді құрамы жоспарлы экспериментті тәжірибелерден, қызмет модельдерінен және бетонның басты қасиет-сипаттарын, қоспалардың технологиялық факторларынан таңдап алынды.

Фосфогипсті күйдірудің оптималды корсеткіш тәртібі оған қосылған қоспаларға байланысты екендігі анық жағдай; олар келесі корсеткішлер:

- күйдіру t°С=900-950;

-куйдіру уақыты, шікізаттың гранулометрикалық қурамына байланысты – 1,1-2,1 сағат;

-гидратты су қурамы -0,1-0,3% салмағы бойынша;

-№ 000 сүзгіде қалатын қалдық 4-7%.

Зертеу корсетуі бойынша, ангидритті тутқыр усақталған мраморлы, әкті, доломитті және гипсті қоспалартутқырдың салмағынан 10-15% пайдалану, тастың беріктігін 15-20% улкейтеды;

-АВ керазитті шаңға әк қосу жумсару коэффициентін 0,59-дан 0,7дейын үлкейтеды.

Композициялық АВ негізінде бетоннан декоративті әрлеу плитасын пайдалану мүмкіншілігі бар. Зертеу қорытындысы корсетеуі бойынша суға төзымді гипсті бетон суда 360 тәулік сақтаналады, сонымен қатар беріктыгін жоғалтауы 6%, жумсарту коэффициенті – 0,7.

Енгізу аумағы және дәрежесі: жұмыс қорытындысы: «Жамбылскиий гипсовый комбинат» АҚ жағдайында декоративті әрлеу плитасының көлемі 100 ш. м., ндірістік-тәжірибелік сынақ АВ құрамы және соның неізінде бетон өндіру арқылы енгізілді.

Пайдалану аумағы: Ұсынылып отырған ангридитті құрам құрғақ құрылыс қоспаларына, кірпіш қалауға, майлау жұмыстарына, сондай-ақ, декоративті әрлеу плиталары ретінде, ғимараттар мен үйлердің қабырғаларын әрлеуге пайдалануға болады.

Экономикалық тиімділігі: АВ композициясының өндіріске ендіру тиімділігі құрғақ құрылыс қоспасын 2009 жылдың құнымен есептегенде 174333 мың тенге, 30 мың шаршы метр декоративті әрлеу плитасын КАВ негізінде өндірс, 15310 мың тенгені құрайды.

Зерттеу нәтижесінің дамытудың келешегі: тұтқыр ангидритті және әрлеу материалдарының тиімді құрамын және рационалды технологиясын жасау осыған ұқсас қымбат материалдарды алмастыруға, олардың негізгі құрылысытық техникалық қасиетін зерттеу перспективалы бағыт болып табылады. Ал, оларды сату біріншіден, қымбат шикізат материалдары ресурсын үнемдейді, екіншіден, өндірістік қалдықтарды жоюға байланысты экологиялық мәселелерді оңшешуге әкеледі.

SUMMARY

Abishev Adil Tursunovich

Composition angidrit binder and concrete on the here base

05.23.05 – Building materials and prodacts

Object of research.

The development fosfogihs and the results received composition angidrit on its base.

The aim of research.

The aim of research is the development of the composition angidrit binder optimal composition wish limt and active minerals additions and concrets on its base wish following stady of its main construction-technical properties.

Method of research.

The work is fulfilled with use of complex of modern methods of research including RFA, DTA, EMA, physical-mechanical tests and methods of mathematical planning of experiment. The rotatable composed design of the second order for free variables was used.

Results of research.

The results of research of properties of the composition angidrit binder wish local raw materials showed its convenience for building materials and concretes preparing. The received concrets mixture and concrets meets the requirements of GOST ,GOST 9480-84 and GOST 9479-84 on their physical-mechanical properties that proves the practical value of the work.

The main results received in studying of the concrete mixture and concrets on base fosfogipse binder properties were tested in industrial conditions of output of experimental-industrial parties of products.

Main constructive, technological and technical-operational characteristics.

In the work the optimal compositions, technological parameters of preparing and physical-mechanical properties of composition angidrit binder and concrets its fosfogipse base.

Optimal composition of composition angidrit binder and concrete on the here base was chosen wish the help of method of mathematical planning of experiment, models of dependence function of main propererties concrets on technological factors are received.

It is stated that under angidrit binder hydration new formations of submicroscopic level are formed. There new formation the macroporous structure and promote the raise of the main construction-technical properties of concrets from fosfogipse. Specific surface of binder is sm2/g. The compressive strength of concrets from fosfogipse is 4,9-6,5 MPa.

Sample of concrets with 10% humidity has compressive strength 6,5 MPa, the raise of humidity to 50% lovers the strength to 3,94 MPa.

From resistance was defined by GOST 10060.0-95.The results of research showed that the frost resistance coefficient of concrets from fosfogipse wish mean density 700 kg/m3 after 35 cycles of freezing and thaw is K=0,92. Test results show that received concrets from fosfogipse has high frost resistance.

The resulys received under research were used in Technical Reglamente development in production angidrit binder and concrete on the here base.

Level and area of introduction.

The results of the work are introduced in production by output of experimental-industrial party of concrete from fosfogipse building plits in volume 100 m3 in conditions of AS «Dgambylski gipse combinate».

Area of utilization.

The offered concrete is related to constructional heat-insulating material and is used for enclosure preparing.

Saving rates.

The prospective economical effect of composition angidrit binder of the concrete mixture introduction in production oft product on unified technological line is 17 433 000 tenge; concrete from fosfogipse introduction in production of 30 000 m2 is 15 310 000tenge.

The prospect of research object development.

The development of optimal compositions and rational technology of composition angidrit binder and concrete on the here base with given complex of properties and study of its main construction-technical properties are the perspective task and realization of this task leads to economy of expensivt raw material resources and to dicision of ecological problem bounded with utilization of industrial and agroindustrial wastes.

Подписано к печати « 30 » июля 2010 г.

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

Объем 1,3 п. л. Тираж 100 экз.

Типография ВИИРЭиС, Алматы, Жандосова,53