Научная статья на тему 'Использование фторгипса для получения минерального вяжущего'

Использование фторгипса для получения минерального вяжущего Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

CC BY
323
45
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
iPolytech Journal
ВАК
Ключевые слова
МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЯЖУЩИЕ / MINERAL BINDERS / ТЕХНОГЕННЫЕ ОТХОДЫ / TECHNOGENIC WASTE / ЦЕМЕНТ / CEMENT / ГИПС / GYPSUM / ТЕРМООБРАБОТКА / HEAT TREATMENT

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Левченко Евгений Александрович, Воробчук Василий Анатольевич, Пешков Артем Витальевич

Рассматриваются вопросы проявления ложного схватывания портландцемента от быстрой дегидратации сульфатсодержащего компонента при совместном помоле его клинкера. Показано удлинение сроков схватывания продуктов дегидратации фторгипса при повышенных температурах термообработки, а также устранение неудоб-ства быстрого схватывания природного гипса в случае получения сухих отделочных смесей на основе техногенного гипса.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Левченко Евгений Александрович, Воробчук Василий Анатольевич, Пешков Артем Витальевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

USING FLUORINE GYPSUM FOR MINERAL BINDER PRODUCTION

The problems of Portland cement false setting manifestation due to rapid dehydration of a sulfate-containing component under its clinker intergrinding is considered. The article shows time elongation of fluorine gypsum dehydratation products setting under heat treatment at elevated temperatures, as well as elimination of the inconvenience of natural gypsum fast setting under dry finishing mixture production based on man-made gypsum.

Текст научной работы на тему «Использование фторгипса для получения минерального вяжущего»

Библиографический список

1. Шимко В.Т. Архитектурно-дизайнерское проектирование городской среды: учебник. М.: Архитектура-С, 2006. 384 с.

2. Ян Гейл. Города для людей / пер. с англ. А. Токтонов. М.: Альпина Паблишер, 2012. 276 с.

3. Christopher Alexander, Sara Ishikawa, Murray Silverstein. A Pattern Language. Towns • Buildings • Construction. - New York:

Oxford University Press, 1977. 1171 p.

4. Chris van Uffelen. Urban spaces. Plazas, Squares and Streetscapes. - Berlin: Braun Publishing AG, 2013. 271 p .

5. Gehl Architects ApS. Partitur des öffentlichen Raums. -Wien: MA 21A - Referat Reprographie, 2009. 124 p.

УДК 691.002.68.004.12

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФТОРГИПСА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО ВЯЖУЩЕГО

© Е.А. Левченко, В.А. Воробчук, А.В. Пешков

Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Рассматриваются вопросы проявления ложного схватывания портландцемента от быстрой дегидратации суль-фатсодержащего компонента при совместном помоле его клинкера. Показано удлинение сроков схватывания продуктов дегидратации фторгипса при повышенных температурах термообработки, а также устранение неудобства быстрого схватывания природного гипса в случае получения сухих отделочных смесей на основе техногенного гипса.

Табл. 2. Библиогр. 3 назв.

Ключевые слова: минеральные вяжущие; техногенные отходы; цемент; гипс; термообработка.

USING FLUORINE GYPSUM FOR MINERAL BINDER PRODUCTION E.A. Levchenko, V.A. Vorobchuk, A.V.Peshkov

Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.

The problems of Portland cement false setting manifestation due to rapid dehydration of a sulfate-containing component under its clinker intergrinding is considered. The article shows time elongation of fluorine gypsum dehydratation products setting under heat treatment at elevated temperatures, as well as elimination of the inconvenience of natural gypsum fast setting under dry finishing mixture production based on man-made gypsum. 2 tables. 3 sources.

Key words: mineral binders; technogenic waste; cement; gypsum; heat treatment.

Известно, что для регулирования сроков схватывания портландцемента нормального минерального состава при помоле к клинкеру добавляют сульфатсо-держащие вещества. Количественно они должны обеспечивать в портландцементе содержание SO3 не менее 1,5% и не более 3,5%.

В Восточно-Сибирском регионе заводы, производящие портландцемент, длительное время для получения цемента с нормальными стандартными техническими свойствами вводят в помольные агрегаты природный гипсовый камень Заларинских карьеров. По петрографическому анализу его минеральный состав таков: двуводный гипс - от 33 до 90%, ангидрит -до 10%, карбонаты - до 30%, кварц и полевые шпаты - до 5%, глинистые вещества - до 5%. Неоднородность вещественного состава, а соответственно и химического, этого гипсового камня затрудняет получение качественного вяжущего вещества. Чаще всего из-за передозировки SO3 возникают условия для ускоре-

ния схватывания готового портландцемента, которое называют ложным.

В настоящее время рядом с Новонукутским карьером открыто ЗАО "Нукутский карьер" - предприятие по выпуску изделий фирмы КНАУФ. Основным сырьевым материалом для фирменной продукции является природный гипсовый камень. В связи с этим для цементных заводов Иркутской области создается дефицит в обогащенной корректирующей добавке - гипсовом камне.

Для восполнения недостатка наибольший интерес представляют гипсосодержащие отходы химической промышленности. Так, в районе г. Ангарска находятся шламовые поля: сульфатсодержащие отходы химического производства плавиковой кислоты. Эти многотоннажные отходы, около миллионов тонн, под названием фторгипс, содержат в той или иной форме значительное количество различных модификаций сульфата кальция.

1 Левченко Евгений Александрович, кандидат технических наук, доцент кафедры автомобильных дорог, тел.: 89149126175. Levchenko Evgeny, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Automobile Roads, tel.: 89149126175.

2Воробчук Василий Анатольевич, магистрант Института архитектуры и строительства, тел.: 89086610202, e-mail: [email protected]

Vorobchuk Vasily, Graduate student of the Institute of Architecture and Building, tel.: 89086610202, e-mail: vorobchuk.2013 @mail.ru

3Пешков Артем Витальевич, аспирант. Peshkov Artem, Postgraduate.

Таблица 1

Химический состав фторгипса

Содержа- SiO2 AL2Oз MgO Fe2Oз SOз п.п.п.

ние, %

Макси- 2,07 0,64 31,88 0,768 0,429 42,85 21,29

мальное

Мини- 1,93 0,58 31,56 0,731 0,422 42,45 22,25

мальное

Среднее 1,97 0,61 36,67 0,745 0,426 42,65 21,76

Согласно химическому анализу, фторгипс по составу более однороден, чем гипсовый камень Нукут-ского карьера (табл. 1). Так, природный обогащенный гипс может содержать до 40% примесей, а фторгипс имеет более 80% сульфатов кальция. В естественном состоянии фторгипсовый шлам содержит значительное количество - 12-20% - влаги. В сухом же состоянии это дисперсный порошок светло-серого цвета. Он имеет насыпную плотность 600-700 кг/м3, истинную плотность 2300-2350 кг/м3, его средняя удельная поверхность составляет 500-600 м2/г. Судя по количеству кристаллизационной воды, определенным выпариванием при температуре 105-1200С, в составе фторгипса без примесей имеется до 15,6% двуводного сульфата кальция. Остальное, по нашему мнению, представлено в-ангидритом.

Выпаренный при температуре 150-1600С в течение 60 мин порошок из фторгипса проявляет вяжущие свойства. Начало схватывания текучего теста с 60% воды по массе составляет 2 мин 17 сек. Прочность при сжатии полученного камня через час вызревания - 1,6-1,9 МПа.

Использование фторгипса для получения минерального вяжущего. Ранее проведенное предварительное исследование по использованию фторгипса в качестве сульфатсодержащей добавки [1] показало его технико-экономическую целесообразность при производстве портландцемента. Эта целесообразность проявлялась при механическом смешивании молотого клинкера с сухим фторгипсом. В заводских условиях гипсосодержащая добавка вводится при помоле клинкера, температура которого на выходе из мельницы достигает 300°С. Такая высокая температура получаемого портландцемента часто приводит к дегидратации природного гипсового камня. Это переводит его в гипсовое вяжущее вещество, что сказывается на "ложном" схватывании цемента (начало менее 15 мин: не соответствует техническим требованиям на цементы).

Фторгипс, как и природная гипсовая порода, состоящий в основном из двуводного сернокислого кальция или его смеси с ангидритом, может быть переработан или в вяжущее типа строительного гипса, или полугидрат (эстрихгипс).

Целью данной работы являлось исследование влияния степени дегидратации фторгипса на свойства получаемого термообработкой порошка. Для этого осажденный и высушенный в порошок фторгипс при температуре 600С подвергали "варке" в интервале температур 200-400°С. Полученный после часа тер-

мообработки порошок охлаждали в эксикаторе до комнатной температуры. После охлаждения оценивали массу дегидратируемой термообработкой воды. Параллельно проверяли сроки схватывания теста с 60% воды от массы порошка. Из такого же теста готовили образцы для определения механических свойств затвердевшей массы по методике ГОСТ 2378 [2]. Полученные результаты представлены в табл. 2.

Таблица 2 Строительно-технические свойства термообработанного фторгипса_

Наименование свойств Показатели свойств продуктов термообработки при температуре изотермы

200°С 300°С 400°С

Потери массы при термообработке, % масс 7,96 10,4 13,1

Начало схватывания, мин 115 195 210

Конец схватывания, мин 157 254 272

Прочность при изгибе во влажном состоянии, МПа 0,53 0,85 0,92

Прочность при изгибе в сухом состоянии, МПа 1,6 2,03 1,86

Прочность при сжатии во влажном состоянии, МПа 2,62 4,84 5,20

Прочность при сжатии в сухом состоянии, МПа 6,89 11,42 8,96

Коэффициент размягчения 0,38 0,42 0,58

Анализ химического состава фторгипса показывает, что в негидротированном материале присутствует как двуводный сульфат кальция, так и в-обезвоженный полугидрат. Термообработка фторгип-са обеспечивает выделение кристаллизационной воды, в основном в виде перегретого пара, и образование полуводного гипса. При температурах выше 2000С у обезвоженных в-полугидратов перестраивается кристаллическая решетка, и они переходят в растворимые ангидриты. В наших исследованиях при температуре изотермы 2000С в основном образуются: водный полугидрат и нерастворимый осажденный ангидрит. В соответствии с классификацией ГОСТ 125-79**, полученный после термообработки порошок представляет гипсовое вяжущее медленно твердеющее марки Г-2, с условным обозначением Г-2 BI [3].

Образованный в таких температурных условиях

сульфат кальция при помоле клинкера в производственных шаровых мельницах не будет способствовать ложному схватыванию цементного теста. Следовательно, использование фторгипса в качестве гипсовой добавки более целесообразно, т.к. применение природного гипса часто приводит к ложному схватыванию, особенно в высокоалюминатных цементах.

Полученные результаты по обжигу фторгипса при

повышенных температурах (300-400 С) дают основание для широкого использования техногенного отхода - фторгипса при производстве медленно твердеющего гипсового вяжущего вещества. Такое вяжущее успешно может применяться для получения сухих отделочных смесей различного функционального назначения.

Статья поступила 17. 06. 2014.

Библиографический список

1. Левченко Е.А., Воробчук В.А. и др. Портландцемент с использованием фторгипса // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2013. № 9. С. 151154.

2. ГОСТ 23789-86 Гипсовые вяжущие. Метод испытания.

Библиотека ГОСТов и нормативных документов [Электронный ресурс]. URL: http://libgost.ru/gost 3. ГОСТ 125-79** гипсовые вяжущие. Технические условия. Библиотека ГОСТов и нормативных документов [Электронный ресурс]. URL: http://libgost.ru/gost

УДК 711.4; 159.99

ТИПОЛОГИЯ И МОРФОТИПЫ ЖИЛЫХ КВАРТАЛОВ ИСТОРИЧЕСКОЙ ЗАСТРОЙКИ В КОНТЕКСТЕ СОЦИАЛЬНО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОГО ПОДХОДА

1 9

© О.В. Пуляевская1, Е.В. Пуляевская2

Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Представлены результаты систематизации социально-психологических характеристик, обеспечивающих жизне-пригодность и повышение качества организации жилых кварталов. Определены критерии объемно-планировочных характеристик, обеспечивающих социально-психологическую безопасность, социально-психологическую комфортность и удовлетворенность жилой средой. Библиогр. 10 назв.

Ключевые слова: социально-психологическая безопасность; социально-психологическая комфортность и удовлетворенность жилой средой.

TYPOLOGY AND MORPHOTYPES OF HISTORIC HOUSING DEVELOPMENT IN TERMS OF SOCIO-PSYCHOLOGICAL APPROACH O.V.Pulyaevskaya, E.V. Pulyaevskaya

Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.

The article introduces the systematization results of socio-psychological characteristics that provide livability and improve the quality of residential area organization. It identifies the criteria of space planning features, providing social and psychological safety, social and psychological comfort and satisfaction with living environment. 10 sources.

Key words: social and psychological safety; social and psychological comfort and satisfaction with living environment.

Исторически возникновение городов связано с реализацией потребности человека в защите и безопасности. В современном мире особенности проектирования городов отражают реализацию ведущих функций и ценностей его населяющих. Актуальность проблемы формирования планировочных решений объектов исторической застройки выходит на приоритет ценностей человека как носителя социально-психологических характеристик и основного потреби-

теля продуктов градостроительной деятельности. В связи с этим, возникает потребность разработки типологии и морфотипов жилых кварталов исторической застройки в контексте социально-психологического подхода.

Анализ теоретических концепций развития градостроительной деятельности в русле развития социально-психологического подхода позволил нам классифицировать следующие ведущие научные пред-

1Пуляевская Ольга Владимировна, кандидат психологических наук, доцент, зав. кафедрой психологии, тел.: 89148720592, e-mail: [email protected]

Pulyaevskaya Olga, Candidate of Psychology, Associate Professor, Head of the Department of Psychology, tel.: 89148720592, e-mail: [email protected]

2Пуляевская Евгения Владимировна, кандидат архитектуры, доцент кафедры архитектуры и градостроительства, тел.: 89149395136, e-mail: [email protected]

Pulyaevskaya Evgenia, Candidate of Architecture, Associate Professor of the Department of Architecture and Urban Planning, tel.: 89149395136, e-mail: [email protected]

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.