CC BY
32
УДК 338.45:622.3
В.А. Тюльнин, Д.В. Тюльнин
АДГЕЗИОННЫЕ ВЯЖУЩИЕ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ И КОНСЕРВАЦИИ СЫПУЧИХ ОТХОДОВ РАЗЛИЧНЫХ ПРОИЗВОДСТВ
Разработаны вяжущие композиции воздушного отверждения, которые можно эффективно использовать для утилизации и консервации диспергированных отходов, в том числе техногенных сыпучих отходов различных производств.
Ключевые слова: вяжущие композиции, адгезионная прочность, природные ресурсы.
Неделя горняка
Яроблема рационального использования природных ресурсов и неразрывно связанная с ней проблема охраны окружающей среды могут успешно решаться лишь с внедрением новых технологий и оборудования по глубокой переработке минерального сырья, новых технических решений и приемов утилизации и консервации отходов различных производств. В последнее десятилетие, однако, эколого-ёмкость производства (количество отходов на единицу продукции) в нашей стране не только не уменьшилась, но и имеет тенденцию роста. Это объясняется как тем, что на многих предприятиях по-прежнему используется устаревшее оборудование, не отвечающее современным требованиям, так и тем, что с интенсификацией работ разных отраслей (горной, горно-металлургической, строительной, энергетической) мало внедряется новых технологий и методов, связанных с утилизацией вторичного сырья (отходов), превращение его в кондиционные продукты потребления. Более того, при отсутствии современных технологии и способов утилизации отходов многие предприятия не научились консервировать сырьевые отходы, особенно сыпучие, которые угрожающе загрязняют почву и водоёмы регионов. Это относится, прежде всего, к предприятиям горно-промышленных
комплексов, химической,строительной индустрии, многочисленных ТЭС, ежегодно производящих огромные количества золы-уноса.
Авторами разработаны вяжущие композиции воздушного отверждения, которые можно эффективно использовать для утилизации и консервации диспергированных отходов, в том числе техногенных сыпучих отходов различных производств. Композиции обладают супервы-сокой адгезией к материалам разной природы: бетону, природному камню, чёрным металлам, дереву, стеклу, керамике и др., и одновременно имеют высокую механическую прочность и низкую величину предельного водопоглощения. Адгезионная прочность композиций к поверхностям разных материалов в 2-3 раза превышает адгезионную прочность известных аналогов.
Основные свойства композиций приведены ниже.
Основные свойства адгезионных композиций
Цвет
серый/наполнитель- зола - уноса ТЭС/ ч^ный/наполнитель- шунгит/
Время жизнеспособности, мин 260-365 Время набора прочности, сут
1 (50%), 28 (100%) Механическая прочность, МПа:
при сжатии 31,3-40,5
Среднегодо-
вая
при изгибе 8,8-17,0
при растяжении 5,6-10,0
Адгезионная прочность, МПа:
к стали (ст.2,ст.3) 3,7-10,6 к чугуну 3,6-10,4
к дереву (сосна) 3,6-10,6
к керамике и фарфору 3,8-10,5 к бетону 3,8-10,8
к граниту 6,3-10,0
Водопоглощение по массе, % 1,3-1,8
Основу композиций составляет модифицированный специальными активными добавками цемент Сореля, а в качестве наполнителей использованы зола- уноса ТЭС и кварцевый песок, либо высокодисперсный шунгит и кварцевый песок. Известно, что материалы на основе цемента Сореля имеют наивысшую (по сравнению с другими вяжущими) адгезию к разным основам (~ до 3 МПа): к асфальту, бетону, керамике и др. Адгезионные свойства нами были значительно усилены путём введения добавок с активными функциональными группами, образующими прочные химические связи с частицами поверхности на межфазовой границе. Активные добавки не только резко увеличили адгезионную прочность, но и снизили величину предельного водопоглощения композиций с 4,0-4,5% до 1,3-1,8% при сохранении их высокой механической прочности.
1. Керцман Л.З., Голиков С.И. Магнезиальные тампонажные вяжущие для глубоких скважин. М., Издательство ВИЭМС, 1984,46 с.
2. Тюльнин В.А., Тюльнин Д.В. Новые воз-
До отверждения вяжущие композиции представляли собой «липкие» массы серого или чёрного цвета (в зависимости от вида наполнителя), а после отверждения - прочные камни. Время жизнеспособности массы в подвижном литом состоянии 260-365 мин. (в зависимости от состава), что позволяет производить её в местах, удалённых от мест реализации и транспортировать к объектам.
Разработанные вяжущие композиции могут быть использованы:
• при получении строительных изделий и конструкций, в том числе сложной формы. В качестве наполнителя и/ или заполнителя при этом могут быть использованы и техногенные отходы;
• при создании монолитных наливных полов;
• при создании слоистых изделий и конструкций типа «сэндвич»;
• при тампонировании трещин разрушающихся зданий и конструкций;
• в качестве покрытий труб нефте - и газопроводов;
• при консервации техногенных сыпучих отходов путём создания корковых покрытий, препятствующих их распространению по территориям регионов и загрязняющих почву и водоёмы;
• при агломерировании ядовитых и радиоактивных отходов при их захоронении.
-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
можности утилизации техногенных и радиоактивных отходов. Горный информационно- аналитический бюллетень. Выпуск 3, 2008, с. 216220 111ГЛ
г Коротко об авторах ------------------------------------------
Тюльнин В.А., Тюльнин Д.В. - ИГД УрО РАН, direct@igd.uran.ru
