CC BY
40
Международный научно-исследовательский журнал ■ № 9(40) ■ Часть 2 ■ Октябрь
Таблица 1 - Характеристики эффективности водозаборно - очистных установок
Технологическая схема Затраты времени, мин Степень очистки, % Эксплуатационные затраты, руб Информация
Напорная флотация -реагентная коагуляция-фильтрование 60 85 25 (коагуляция) Патент RU 2142419
Напорная флотация - электрофорез 40 90 2 (электрофорез) Патент RU 2453659
Электрокоагуляция -фильтрование 30 95 2 (электрокоагуляция) -
Как видно из таблицы 1 наиболее эффективной является третья технологическая схема. В перспективе планируется повышение эффективности каждой из этих схем путем применения систем гибкого управления процессами осветления и обесцвечивания воды [3, с.90 - 100].
Литература
1.Чудновский С.М. Водозаборы для комплексного использования и охраны водных ресурсов: учебное пособие / С.М. Чудновский, А.В. Зенков. - Вологда:ВоГТУ, 2007. - 95 с.
2. Патент RU 2453659. Установка для забора и очистки воды из поверхностных источников /С.М.Чудновский, А.И.Семенова, И.В.Пантюхина; заявитель и патентообладатель Вологодский государственный технический университет - Опубл. 20.06.12. - Бюл.№ 17.
3. Чудновский С.М.Улучшение качества природных вод: Учеб.пособие /С.М. Чудновский Вологда: ВоГУ, 2014.182с
References
1. Chudnovsky S.M. Water-intakes for the integrated use and protection of water resources: schoolbook /S.M.Chudnovsky, A.B. Zenkov- Vologda: VSTU,2007.- 95 S.
2. Patent RU 2453659. Installation for water intake and cleaning of water from surface sources/ S.M.Chudnovsky, A.I. Semenova, I.V.Pantyuhina; applicant and patent holder VSTU - published 20.06.12 - bulletin № 17.
3. Chudnovsky S.M. Quality improvement natural waters: schoolbook /S.M.Chudnovsky - Vologda: VSTU,2014.- 182 S.
Матвеева Т.В.* 1, Зубрев Н.И.2, Устинова М.В.3
1Аспирант, 2кандидат технических наук, доцент, 3кандидат технических наук,
Московский государственный университет путей сообщения (МИИТ)
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЗОЛЫ ОТ СЖИГАНИЯМАЗУТА В КОМПОЗИТНЫХ РАСТВОРАХ ДЛЯ
СТРОИТЕЛЬСТВА
Аннотация
Рассмотрено влияние золы от мазута на структурообразование бентонито-цементных композитных растворов. На основе проведенных исследований установлена, возможность замены до 40% цемента золой без потери прочности.
Ключевые слова: композитные растворы, зола от сжигания мазута, замена цемента.
Matveeva T. V.1, Zubrev N. I.2, Ustinova M.V.3
'Postgraduate, 2PhD in Engineering, associate professor, 3 PhD in Engineering,
Moscow State University of Railway Engineering (MIIT)
THE USE OF ASH FROM BURNING FUEL OIL IN COMPOSITE SOLUTIONS FOR THE CONSTRUCTION
Abstract
The influence of ash from the incineration of fuel oil on the structure formation of bentonite-cement composite mortars. On the basis of the conducted researches, the possibility of replacing up to 40% of cement with fly ash without sacrificing strength.
Keywords: composite solutions, ash from the incineration of fuel oil, replacement of cement.
В настоящее время для укрепления грунтов, трещин и разломов в железнодорожном строительстве, с троительстве метро, а также ремонте действующих метрополитенов применяются различные композитные растворы, которые, как правило, состоят из цемента, бентонита и жидкого стекла. Основным составляющим в рецептуре композитных растворов является цемент, стоимость которого постоянно растет. Одним из направлений направленных, на сокращение его расхода и повышению физико-химических свойств относится введение различных минеральных добавок активизирующих процессы твердения цемента. Наиболее перспективным направлением является применение золы как составной части цементов, что вполне объяснимо с точки зрения равномерного распределения частиц золы в объеме цемента. Кроме этого предлагается при производстве бетонов и растворов часть портландцемента заменять золой. Доказана возможность замены части цемента золой от сжигания шпал и рекомендован этот состав для широкого практического применения [1].
При проведении исследований использовались зола от сжигания мазута, бентонит марки П2Т2А, цемент марки М500 и жидкое стекло марки «ТЕКС» ГОСТ 13078-81. Рентгенофлюоресцентным методом был определен химический состав золы от сжигания мазута, мг/кг: Cu - 590; Zn - 148; Pb - 131; Cr - 216; As - 11; Sr - 23; Ni - 6997; MgO - 2200; K2O - 600; P2O5 - 600; Cl - 1123; Nb - 10; S - 143100; Y - 3; Fe2O3 - 512300; Th - <5; MnO - 5010; U - <5; V2O5 - 15400; Ba - 105; TiO2 - 300; Zr - 30; CaO - 7100; Rb - 9; SiO2 - 14900; AL2O3 - 4800; Na2O - 1400; Co - 100.
61
Международный научно-исследовательский журнал ■ № 9(40) ■ Часть 2 ■ Октябрь
По данным химического состава золы рассчитан класс опасности для окружающей среды и здоровья человека. Оказалось, что она относится к третьему классу опасности для здоровья человека и к четвертому для окружающей среды [2].
На основании рентгенограммы порошка золы от сжигания мазута, проведенного на рентгеновский дифрактометр X’Pert PRO MPD (PANalytical, Нидерланды) установлено, что в его состав входит: коэсит - 30%, графит - 3%, агидрид - 12%, плагиоглаз - 8%, сера - 3%, ярозит - 10% и кристобалит - 1%.
В композитных системах заменяли от 5 до 60% цемента золой от сжигания мазута. Водоцементное соотношение составляло 2:1.
В полученных растворах определяли изменение прочности в начальный период и при длительном хранении. Измерения в начальный период проводили на пластометре Ребиндера, полученные данные приведены в табл.1 и на рис 1.
Таблица 1 - Зависимость прочности композитной системы при различном содержании золы от времени
Время структурообразования, мин Содержание золы, % к весу цемента
0 5 10 20 30 40 50 60
Прочность глиноцементной смеси, Pm10" МПа
10 0,226 0,123 0,099 0,176 0,091 0,075 0,053 0,046
20 0,472 0,247 0,190 0,451 0,298 0,183 0,058 0,046
30 0,783 0,365 0,246 0,756 0,587 0,494 0,063 0,046
40 1,457 0,524 0,311 1,325 1,050 0,813 0,065 0,046
50 2,377 0,813 0,568 1,864 1,626 1,156 0,070 0,046
60 3,252 1,081 0,845 2,377 2,162 1,589 0,075 0,052
Рис. 1 - Изменение прочности композитных растворов в течение часа после приготовления в % к весу цемента: 1
без добавок; 2 - 5; 3 - 10; 4 - 20; 5 - 30; 6 - 40; 7 - 50; 8 - 60
1
6
7
8
Из рисунка видно, что при замене цемента золой во всех случаях происходит замедление скорости структурообразования по сравнению с контрольным образцом. При длительном хранении измерения проводились на сервогидравлической системе Advantest 9. Прочность отвержденных образцов определяли на гидравлическом прессе Controls 50-C0050/CAL50 (Италия), полученные данные приведены в табл. 2 и на рис. 2.
Таблица 2 - Зависимость прочности композитной системы при различном содержании _______________________золы при длительном хранении_________________________
Время хранения, сутки Содержание золы, %
0 10 20 30 40 50
Прочность глиноцементной смеси, МПа
7 1,00 1,16 1,85 1,56 1,92 0,29
14 1,40 1,47 2,37 2,00 2,43 0,31
21 1,45 1,67 2,61 2,28 2,67 0,34
28 1,51 1,85 2,77 2,56 2,80 0,39
62
Международный научно-исследовательский журнал ■ № 9(40) ■ Часть 2 ■ Октябрь
Рис.2 - Изменение прочности композитных растворов в течение 28 суток после приготовления в % к весу цемента:
1 - без добавок; 2 - 10; 3 - 20; 4 - 30; 5 - 40; 6 - 50
Изменение в структурообразовании композитных растворов при различных добавках золы можно объяснить способностью серы находящейся в золе к реакции диспропорционирования, которая протекает в концентрированных растворах щелочей с образованием растворимых сульфидов и сульфитов. Кроме того, возможно образование гомоцепей в концентрированных растворах основного сульфида: Na2S + (n-1) S = Na2Sn в присутствии которых по видимому происходит ускорение структурообразования системы.
В композитных растворах структурообразование протекает при рН 10-12. В такой среде кристаллическая сера может частично растворяться. Для подтверждения такого предположения 15 г золы помещали в раствор гидроксида натрия с рН=12, перемешивали и через 30 минут отделяли фильтрат и определяли содержание сульфатов на спектрофотометре UNICO 2800. Оказалось, что содержание сульфат-ионов в фильтрате соответствует 3176,6 мг/л. Это подтверждает возможность участия серы в ускорении структурообразования раствора.
Таким образом, на основе проведенных исследований установлено, что возможно заменить до 40% цемента золой без потери прочности композитных растворов.
63
Международный научно-исследовательский журнал ■ № 9(40) ■ Часть 2 ■ Октябрь
Литература
1. Аксенов В.А., Зубрев Н.И., Устинова М.В. Расширение области использования золы от утилизации отработанных деревянных шпал / Научно технический журнал «Наука и техника транспорта» №3. - М.: МИИТ РОАТ, 2011. - с. 12-14
2. Критерии отнесения отходов к классу опасности, утвержденные приказом МПР России от 15 июня 2001 г. № 511
3. Санитарные правила по определению класса опасности токсичных отходов производства и потребления СП 2.1.7.1386-03 (зарегистрированы в Минюсте 19 июня 2003 года № 4755)
4. А.А.Ищенко, Ю.М.Киселев Рентгенофазовый анализ. Учебно-методическое пособие, М., МИТХТ им. М.В. Ломоносова, 2008 - 52 с.
References
1. Aksenov V.A., Zubrev N.I., Ustinova M.V. Rasshirenie oblasti ispol'zovanija zoly ot utilizacii otrabotannyh derevjannyh shpal / Nauchno tehnicheskij zhurnal «Nauka i tehnika transporta» №3. - M.: MIIT ROAT, 2011. - s. 12-14
2. Kriterii otnesenija othodov k klassu opasnosti, utverzhdennye prikazom MPR Rossii ot 15 ijunja 2001 g. № 511
3. Sanitarnye pravila po opredeleniju klassa opasnosti toksichnyh othodov proizvodstva i potreblenija SP 2.1.7.1386-03 (zaregistrirovany v Minjuste 19 ijunja 2003 goda № 4755)
4. A.A.Ishhenko, Ju.M.Kiselev Rentgenofazovyj analiz. Uchebno-metodicheskoe posobie, M., MITHT im. M.V. Lomonosova, 2008 - 52 s.
Митрофанов Д.Г.
Доктор технических наук, Общество с ограниченной ответственностью "Смоленский научно-инновационный центр радиоэлектронных систем "ЗАВ АНТ"
ВАРИАНТ УЛУЧШЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ИМПУЛЬСНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ВОЗДУШНОГО ОБЪЕКТА
Аннотация
В статье изложен один из подходов к улучшению разрешающей способности в структуре импульсной характеристики, сформированной из отраженных от объекта сигналов с перестройкой частоты. Приведены результаты моделирования предложенного способа.
Ключевые слова: сигналы с перестройкой частоты, импульсная характеристика.
Mitrofanov D.G.
PhD in Engineering, Limited liability company of «Smolensk science-innovation radio electronic systems center «Zavant»
THE IMPROVEMENT VERSION OF INFORMATION FEATURES OF AN AIR OBJECT IMPULSE CHARACTERIC
Abstract
One of the approaches to the improvement of the resolution capability in the structure of impulse characteristic formed of reflected from an Air Object signals with frequency tuning is stated. The results of suggested modeling are brought.
Keywords: signals with frequency tuning, impulse characteristic.
В интересах повышения линейной разрешающей способности в радиальном направлении разработано множество высокоинформативных радиолокационных станций (РЛС) с перестройкой несущей частоты (ПНЧ) от импульса к импульсу [1-5], во многих из которых последовательные излучения в эфир сверхвысокочастотных импульсов на одной несущей частоте происходит неэквидистантно и с большими интервалами. Эти РЛС обладают повышенной помехоустойчивостью, так как несущая частота каждого очередного излучаемого импульса является случайной, что не позволяет влиять извне на эффективность работы таких станций. Случайный порядок использования частот в РЛС с перестройкой несущей частоты является главным преимуществом указанного режима излучения, исключающим постановку прицельных помех. В то же время аэродромные, в том числе и посадочные РЛС крайне нуждаются в настоящее время в возможностях по идентификации воздушных объектов (ВО), а значит и в режимах с ПНЧ. Применение сверхкоротких импульсов негативно влияет на дальность действия РЛС, чего нельзя сказать о РЛС, применяющих сигналы с перестройкой частоты (СПЧ).
При использовании СПЧ разрешающую способность определяет диапазон перестройки частоты Рпер, который назначен для излучения сигналов в соответствии с заранее выработанными требованиями к конкретной РЛС. При этом границы диапазона могут быть гибкими, то есть скользить по шкале частот, оставляя неизменной полосу частот, принадлежащую диапазону Рпер. Увеличение числа частот не улучшает разрешения, а только расширяет окно просмотра отражений. Обычно число частот в пачке СПЧ выбирают максимально возможным с учетом минимально допустимой скважности и времени, в течение которого ВО не изменяет своего пространственно-углового положения (ПУП) относительно РЛС. Этот интервал времени носит название интервала угловой корреляции (ИУК) или же интервала корреляции траекторных нестабильностей (ТН) полета ВО. Его величина оценивается временем порядка 5 мс [6]. Считают, что в течение ИУК с доверительной вероятностью 0,95 можно рассчитывать на неизменное ПУП ВО относительно РЛС. Соответственно и формируемая методом обратного преобразования Фурье из последовательности СПЧ импульсная характеристика (ИХ) ВО обладает максимальной информативностью. Таким образом, для каждого наперед заданного диапазона перестройки частоты существует объективно обусловленная предельная разрешающая способность по времени в ИХ [4-9]. При этом достигаемой разрешающей способности в ИХ может быть недостаточно для идентификации ВО по структуре этой ИХ, так как отдельные импульсные отклики отражений от элементов конструкции ВО будут сливаться в более крупный неинформативный отклик. Поэтому
64
