CC BY
11
УДК 691.4
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НЕФТЯНОГО ШЛАМА В СОСТАВЕ ВЫСОКОКРЕМНЕЗЕМИСТОЙ КЕРАМИЧЕСКОЙ КОМПОЗИЦИИ
С.А. Монтаев, А.М. Ибраева
ЗКАТУ им. Жангир хана, г. Уральск
Heai3zi жумыста мунай шламы кртысында жогарыкремнеземист1 композициясында керамикальщ масса курамы jepmmejEdi.
В настоящей работе исследуются соства керамических масс в высококремнеземистых композициях в присутствии нефтянного шлама.
In the present article the make-up of ceramic mixtures in high-silica compositions in the presence of о il slime.
Разработка составов и технологии получения керамического кирпича с использованием барханного песка посвящены труды ряда ученых Казахстана и Узбекистана. Однако все еще актуальными остаются вопросы экономии топливно-энергетических ресурсов и снижение веса изделий при сохранении прочностных показателей готовой продукции. Одним из эффективных путей достижения поставленной цели является использование недефицитных и недорогих выгорающих добавок в составе керамических масс. С этой точки зрения наибольший интерес представляет нефтешламы, отходы образующихся в процессе очистки нефтесодер-жащих сточных вод. Только на одном нефтеперерабатывающем заводе (ОАО «ШНОС», г. Шымкент) ежегодно образуется 600-700 тонн нефте-шлама, которые в настоящее время частично используются как топливо в цементных заводах Южного Казахстана.
Нефтешлам в естественном виде представляет собой пастообразную массу темного цвета, состоящий из эмульсии нефтепродуктов с механическими примесями коллоидных размеров и воды.
Цель работы - исследование составов керамических масс в высококремнеземистых композициях в присутствии нефтяного шлама. В
качестве высоко кремнеземистого компонента выбран барханный песок Кызылординского месторождения, а в качестве связующего, бентонитовая глина, химический состав которых представлены в таблице 1. Сырьевые материалы сначала высушивали в сушильном шкафу при температуре 100-110°С, затем размалывали в лабораторной шаровой мельнице до удельной поверхности 1100-1200г/см2. Молотые сырьевые материалы отвешивались в нужных количествах и насухо перемешивались. Далее, в сухую смесь добавлялся нефтяной шлам в пастообразном виде, и снова перемешивались до получения однородной массы. После чего добавлялась вода, и перемешивались до получения формовочной массы. Формовочная влажность масс корректировалась с учетом содержания воды в нефтяном шламе. Из керамических масс формовались образцы кубы(5*5*5см.) пластическим способом.
Таблица 1.
Химический состав сырьевых материалов
Наименование Содержание оксидов, масс.%
( А120з ТЮ2 СаО MgO РегО ЭОз N3,0 кго п.п.п
Барханный песок 73,6 55,6 - 9,05 1,0 1,99 - - 1,9 6,9
Бентонитовая глина 61,51 17,06 - 3,37 3,21 5,36 1,27 3,57 1,12 4,63
Таблица 2.
Физико-механические свойства керамических масс в зависимости от состава
Состав сырьевой смеси, масс.% Усадка,0/» Средняя плотность, г/см3
о ® сб | о О Барханный песок Бентонитовая глина Нефтяной шлам воздушная огневая Прочность при сжатии МПа Водопоглащение
I 40,0 59,0 1,0 3,1-33 2,1-2,4 17,5-18,4 1,86-1,89 23,4-24,6
2 45,0 52,0 3,0 2,9-3,1 1,7-1,8 16,7-17,1 1,68-1,74 25,4-26,4
3 50,0 45,0 5,0 2,4-2,8 1,4-1,6 13,6-13,8 1,57-1,61 26,8-27,1
4 55,0 38,0 7,0 1,8-1,9 13-и 12,4-12,9 1,54-1,58 28,1-29,4
5 60,0 30,0 10,0 1.6-1,7 1,2-13 11,3-11,8 1,44-1,48 30,2-31,6
Отформованные образцы сушились в сушильном шкафу при температуре 80 -100°С до постоянной массы. Обжиг производили в электрической муфельной печи при температуре 950- 1000°С со скоростью подъема температуры 1,5°С в минуту с экспозицией при конечной температуре обжига 1 час. Полученные образцы подвергались физико-механическим испытаниям. Исследуемые составы керамических масс и результаты экспериментальных исследований представлены в таблице 2.
Анализ полученных результатов показывает, что с увеличением содержание бентонитной глины за счет пропорционального уменьшения барханного песка и нефтяного шлама наблюдается рост прочностных показателей образцов от 11,5 до 18,9Мпа. Очевидно, увеличение содержание высокопластичной глины в составе композиции повышает степень спекаемости термообработанных образцов. Свидетельство тому -рост показателей воздушной и огневой усадки керамических масс. Увеличение содержания нефтяного шлама от 1,0 до 10% приводит к снижению средней плотности 1,86г/см3 до 1,44 г/см3 несмотря на увеличение содержания барханного песка, имеющую значительную насыпную плотность. Следует также отметить, несмотря на то, что увеличение содержания нефтяного шлама приводит к значительному снижению средней плотности образцов, рост показателей огневой усадки составляет всего 1,3%.
По видимому наличие в нефтяном шламе горючих фракции способствует повышению пористости образцов при термообработке, а барханный песок как кремнеземистый компонент служит армирующим элементом, чем и объясняется снижение средней плотности и незначительные изменения огневой усадки образцов. Таким образом установлена возможность получения изделий на основе композиции барханный песок -бентонитовая глина - нефтяной шлам по технологии стеновой керамики. При этом нефтяной шлам в составе керамической композиции можно использовать в качестве выгорающей добавки, что исключает специальной угольной добавки. Полученные данные исследования в этом направлений позволяют разработать энерго- и ресурсосберегающие технологи стеновой керамики с использованием некондиционных сырьевых ресурсов и отходов промышленности.
Литература
1. Умарова М., Нуцельман Б.И., Валишев Р.Л., Гашнова О.Г., Кирпич на основе барханного песка//Строительные материалы.-1988. №7.-С 4-5.
2. Ф.С 1641791. керамическая масса для изготовления кирпича / Ж.Т.Сулейменов, М.Т. Жугинисов, Б.Е. Косаев С,А .Монтаев, Ж.Б Жуги-нисов //Б .И. -1991. -№ 14.
3 Монтаев С.А.,Оразбек,Т.О. Исследование физико-механических своитств керамических композиций из кремнеземистых и высококальциевых сырьевых материалов //Научный журнал «Поиск-1здегас» Мине-стерства образования и науки,- Алматы,2000.-№3.-С. 7-9.
4. Патент РК 991309.1 Сырьевая смесь для изготовления строительного кирпича. / Бисенов К А, Монтаев С А, Оразбек Т.О., Удербаев С.С.// 2000.
