CC BY
10
5. Визначення юнетичних параметр1в процесу газифшацп низькосортних палив / Я.М. Гнатишин, А.К. 1льницький, В.Ф. Близнюк, С.С. Лис // Теплоенергетика : зб. наук. статей. - Льв1в : Вид. центр НУ "Льв1вська полггехшка". - 2008. - С. 232-234.
6. Газифжащя твердих промислових i побутових в1дход1в для комунальних теплових i електричних станцiй / Я.М. Гнатишин, С.С. Лис, И.С. Бадера, О.В. Муха // Вiдходи i техноло-rii 1х перероблення. Еколопчний менеджмент. Монiторинг довкшля. Водне середовище : матер. доп. учасниюв Мiжнар. конф. - Львiв : Вист-ий центр ''Lemberg''. - 2008. - С. 19-22.
7. Hnatyshyn Y. An analysis of experimental researches of gasogene with a continuous layer / Y. Hnatyshyn, B. Dzyadevych, S. Lys // Przyrodnicze wykorzystanie ubocznych produktow spalania wegla, biomasy oraz wpolspalnia wegla z biomasa. - Szczecin. - 2010. - P. 23-30.
8. Гайда С.В. Хiмiчний склад та ступшь забруднення - основа систематизацп вживано'1 деревини / С.В. Гайда // Науковий вюник НЛТУ Укра1ни : зб. наук.-техн. праць. - Львiв : РВВ НЛТУ Укра1ни. - 2008. - Вип. 34. - С. 68-79.
9. Гайда С.В. Ефективне використання вживано1 деревини як основа для зменшення ви-кидiв СО2 / С.В. Гайда // Науковий вюник НЛТУ Укра1ни : зб. наук.-техн. праць. - Львiв : РВВ НЛТУ Укра1ни. - 2009. - Вип. 19.14. - С. 72-88.
Лыс С. С., Гнатышин Я.М. Термическая переработка загрязненной использованной древесины методом сплошного слоя в газообразное топливо
Рассмотрены технологии переработки загрязненной использованной древесины (ДСП) в газообразное топливо (синтез-газ). Приведены результаты исследования влияния входных факторов, влияющих на процесс газификации, на низшую теплоту сгорания синтез-газа. Определены оптимальные параметры работы газогенераторной установки (размеры древесины, количество воздуха, которое подается в камеру газификации и количество ДСП в смеси древесины из ДСП), которые позволяют в процессе газификации получать высококалорийный синтез-газ. Экспериментально установлено, что древесные отходы в категории загрязненных опасными веществами целесообразно перерабатывать в газообразное топливо. С увеличением количества ДСП в смеси при газификации смеси древесины с ДСП теплота сгорания синтез-газа растет.
Ключевые слова: газификация древесины, синтез-газ, теплота сгорания синтез-газа, загрязненная использованная древесина, количество ДСП.
Lys S.S., Hnatyshyn Ya.M. Thermal recycling of contaminated postconsumer wood by method of a continuous layer in the gaseous fuel
The work is devoted to research technologies recycling of contaminated post-consumer wood (chipboard) in the gaseous fuel (synthesis gas). In the article presents results of research of the effect of input factors, influencing in the process of gasification, on the lower warmth of combustion synthesis gas. The optimum parameters work of gazogene (sizes of wood, amount of air that is fed into the gasification chamber and amount of chipboard in a mixture wood with chipboard), which provide high-calorie synthesis gas. Established experimentally that waste of wood in the category of contaminated by hazardous substances is expedient recycling in gaseous fuel. With the increase amount of chipboard in a mixture wood with chipboard increases warmth of combustion synthesis gas.
Keywords: gasification of wood, synthesis gas, warmth of combustion synthesis gas, contaminated post-consumer wood, gazogene, amount of chipboard.
УДК 666.94:543.57 Астр. Л.Я. Паращук;
доц. В.В. Кочубей, канд. хм. наук - НУ "Львiвська полтехшка"
ДОСЛ1ДЖЕННЯ Г1ДРАТАЩ1 РОЗШИРНИХ ЦЕМЕНТ1В З ДОДАТКАМИ ГРАНУЛЬОВАНОГО МОДИФ1КОВАНОГО ВАПНА
Показано можливють використання гранульованого негашеного вапна як роз-ширеного додатку для вироблення цеменпв з високою енерпею самонапруження та дослщжено його вплив на процеси гщратацп цеменпв.
Ключов1 слова: гранулювання, зусилля розширення, фазовий склад, термогра-вiметричний аналiз, мшроструктура.
Постановка проблеми. З моменту винаходу цементу i дотепер його застосування для виготовлення бетонних та зашзобетонних конструкцш пот-ребуе подолання труднощiв, пов'язаних зi зменшенням розмiрiв виробiв, тоб-то зсщанням [1]. Як вiдомо, портландцемент, а також iншi види цементу в процес пдратаци утворюють крист^чш та коло!дш гiдратнi сполуки. Внас-лiдок тверднення на повiтрi коло!дт новоутворення з часом висихають й ушдльнюються, що супроводжуеться зсiданням цементного каменю. Цю проблему можна усунути, використовуючи заповнювач рiзнофракцiйного складу, але найефективнiшим методом зменшення зсiдання е використання розширних композицiй [2].
На сьогодш опублiковано данi про умови одержання розширних та нап-ружних цементiв, де розширними компонентами використовували гiпс, вапно, глиноземистий цемент та ш. [3]. На початковш стади пдратаци у процесi структуроутворення цементу зерна мiнералiв клiнкеру з'еднуються мiж собою точковими контактами пдратних оболонок, сформованих навколо зароджених субмшрокристашв гiдратних фаз. Введення в цемент розширного додатку СаО спричиняе штенсивне зародження у промiжках мiж зернами мiнералiв тонко-дисперсних голкоподабних кристалiв портландиту, якi в процесi формування збшьшуються у розмiрах i поступово заповнюють весь вiльний простiр [4].
З лггературних джерел [5] вщомо, що збiльшення розмiру частинок вапна зумовлюе змшу процесiв його гасшня, тому метою роботи було досль дження процесiв гiдратацiйного тверднення, як вiдбуваються у цементi з ви-користанням гранульованого негашеного вапна.
Результата дос.п-дження. У попередньому дослiдженнi встановлено, що для отримання компози-цiй з високою енерпею са-монапруження (рис. 1) вмют меленого модифiкованого (прогрiтого з сахарозою) вапна повинен становити не менше 25 % за умови рiвно-мiрного розподiлу в об,емi та обмеженнi розширення. При цьому досягаеться зу-силля розширення бшьше, нiж 23 кг сили/см2. Подальше збiльшення кiлькостi розширного додатку до 30 % спричиняе зростання зусилля розширення майже вдвiчi (43 кг сили/см2), а до 40 % - руйнування само! композицп.
Використання додатку у виглядi гранульованого модифжованого вапна часткою 30 % вщ маси цементу спричиняло зростання зусилля розширен-ня до 140 кг сили/см на сьому добу тверднення. Орiентовну схему розширен-ня зображено на рис. 2.
Шсля розформування зразка з гранульованим вапном було помiчено, що мiж гранулою i цементним каменем утворюеться промiжна зона, яка на-
Кшьккть вапна, %
Рис. 1. Вплив кiлькостi вапна на зусилля розширення композицШ на сьому добу тверднення у стиснутих умовах
вiть вiзуально вiдрiзняеться вiд основно! На рис. 3 зображено оптичну фо-тографда всiх зон. Вапно на них спостер^аеться як щiльний однорiдний ма-терiал, перехiдна зона характеризуеться бшьшою щiльнiстю i свiтлiшим вщ-тшком, основна (цементний камiнь) - достатньо пориста i темнiша.
ш
ш
ж
гЩ
ШН
т
Ш
Рис. 2. Схема ди гранул вапна на цемент у складiрозширено'1 композици
Рис. 3. Фотографiя сколу розширно'1
композици, що тверднула 7 дiб в умовах обмеження простору (х2)
Рис. 4. Дифрактограми цементного каменю, що тверднув 7 дiб в умовах обмеження розширення: 1 — перехiдна зона; 2 — основна зона
Для дослщження фазового складу продукпв пдратацп цементного каменю основно! та перехщно! зон виконували рентгенофазовий аналiз зразюв, що тверднули 7 дiб (рис. 4). Дослщження показало, що в промiжнiй зош вмют пдратних сполук е вищим, порiвняно з основною. Пщтвердженням цього е бшьша iнтенсивнiсть пiкiв портландиту та етринпту, що проявляють-ся на дифрактограмi зразка перехщно! зони, та поява нових шюв, якi вщповь дають високоосновним гiдроалюмiнатам С2АН8 та С3АН6. Таким чином, на-
явшсть вшьного СаО за умов обмеженого простору змшюють якiсний та кiлькiсний склад продуклв пдратаци портландцементного каменю.
Даш термiчного аналiзу (рис. 5) тдтверджують результати РФА. У про-цес нагрiвання зразки перехщно! та основно! зон втрачають масу впродовж чо-тирьох стадiй, яким вщповщае поява ендотермiчних ефектiв на кривих ДТА.
0 100 200 300 400 500 600 0 100 200 300 -100 500 600
Температура, °С Температура. °С
Рис. 5. Результати комплексного термогравiметричного та диференцшно-термiчного аналЬу цементного каменю, що тверднув 7 di6 в умовах обмеження розширення: 1 - перех1дна зона; 2 - основна зона
За даними термогравiметричного анашзу, зразок перехщно! зони характеризуемся бшьш штенсивною втратою маси (табл.) внаслщок переб^у процеЫв депдратаци етринпту, пдросилжа^в та гiдроалюмiнатiв кальцiю на рiзних стадiях термолiзу. В областi температур 20-330 °С, упродовж перших двох стадш, гiдратну воду ступiнчасто втрачають етринпт та низькоосновнi гiдросилiкати типу CSH(II). Зразок перехщно! зони характеризуеться бшь-шим вмiстом вказаних пдратних фаз.
Табл. Даш термiчного аналiзу портландцементного каменю з додатком 30 % _гранульованого модифнкованого вапна, що тверднув 7 дiб_
Назва зони Температурний штервал, °С Втрата маси, A m, % Процес
Перехвдна 20-130 2,25 втрата ф1зично! вологи, дегвдратащя CSH(II), етринпту
130-320 2,5 дегвдратащя CSH(II), етринпту, CAH10
320-450 1,125 дегвдратащя CAH10, C2AH8, C3AH6
450-550 1 розклад Ca(OH)2
Загальт втрати 20-550 6,875 -
Основна 20-140 2 втрата ф1зично! вологи, дегвдратащя CSH(II), етринпту
140-330 2 дегвдратащя CSH(II), етринпту, CAHi0
330-440 0,75 дегвдратащя CAH10
440-550 0,75 розклад Ca(OH)2
Загальт втрати 20-550 5,5 -
Зменшення маси зразюв у температурному iнтервалi 320-550 °С, яка вщповщае наступним двом стадiям, пов'язуеться з депдратащею пдроалюмь натiв, зокрема C2AH8 та С3АН6, наявних у зразку перехщно! зони, та розкладу портландиту. Зразок перехщно! зони вщзначаеться бiльшим вмiстом Ca(OH)2, утвореним унаслiдок пдратаци гранули CaO. Отже, данi комплексного термiчного аналiзу зразкiв цементного каменю тдтверджують бшьший вмiст гiдратних фаз у зразку перехщно! зони.
Кiлькiсний склад продуклв пдратаци, отриманий за даними комплексного термогравiметричного та диференцiйно-термiчного аналiзу, представлено в табл.
Висновок. Дослiджено, що введення до складу цементу гранульова-ного модифжованого вапна спричиняе в процес тверднення збiльшення зу-силля розширення порiвняно з цементною композищею, до складу яко! входить мелене модифжоване CaO. Результатами дослщжень встановлено, що поблизу гранули вапна формуеться перехщна зона, яка ущшьнюеться не лише внаслiдок тиску кристалiзацil портландиту, але й утворення бшьшо! кшь-костi гiдратних фаз, порiвняно з основною зоною композици.
Л1тература
1. Heirich U. Shrinkage of concrete - important research / U. Heirich, J. Stark // Concrete. -2003. - № 46. - Р. 28-30.
2. Кузнецова Т.В. Специальные цементы / Т.В. Кузнецова, М.М Сычев, А.П. Осокин, Л.Г. Судакас. - СПб. : Изд-во "Стройиздат", 1997. - 315 с.
3. Producing the expansive additives to portlandcement / Konik Zofia, Stock Andrej, Malo-lepszy Jan, Roszczynialski Wojciech // Jornal European Ceramic Society. - 2007. - № 2-3. - P. 605-608.
4. Lou Zonghan. Hydration of MgO in clinker and its expansion property / Lou Zonghan, Ye Qing, Chen Huxing, Wang Yuqing, Shen Jinlin // Journal of the Chinese ceramic society. - 1998. -№ 4. - Р. 1321-1326.
5. Расс Ю.Г. Зависимость самонапряжения и расширения твердеющего цемента от дисперсности золы / Ю.Г. Расс, А.Н. Тюманок // Труды Таллиннского политехнического ин-та. -1985. - № 602. - С. 9-23.
Паращук Л.Я., Кочубей В.В. Исследование гидратации расширных цементов с дополнениями гранулированной модифицированной известки
Показана возможность использования гранулированной негашеной известки как расширенного дополнения для выработки цемента с высокой энергией самого напряжения и исследовано его влияние на процессы гидратации цемента.
Ключевые слова: гранулирование, усилие расширения, фазовый состав, термогравиметрический анализ, микроструктура.
Parashchuk L.Ya., Kochubei V.V. Research of hydration of expansive cements with additions of the granular modified lime
The article shows the possibility of the use of granular quicklime as an expanding addition during the development of cements with high energy of self-tension and examines its impact on the processes cements hydration.
Keywords: granulation, expansion strength, phase structure, thermogravimetric analysis, microstructure.
