CC BY
64
СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА
ИССЛЕДОВАНИЕ НОВЫХ ВИДОВ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ КАРАКАЛПАКСТАНА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА
Оразымбетова Гулистан Жаксылыковна
канд. техн. наук, докторант, Институт общей неорганической химии Академии наук Республики Узбекистан, Научно-исследовательская лаборатория и испытательный центр «СТРОМ», 100170, Узбекистан, г. Ташкент, Мирзо-Улугбекский район, ул. Мирзо Улугбека, 77а
E-mail: [email protected].
Искандарова Мастура
д-р техн. наук, профессор, член-корреспондент Российской академии естественных наук,
Институт общей неорганической химии Академии наук Республики Узбекистан, Научно-исследовательская лаборатория и испытательный центр «СТРОМ», 100170, Узбекистан, г. Ташкент, Мирзо-Улугбекский район, ул. Мирзо Улугбека, 77а
E-mail: [email protected]
RESEARCH OF NEW SPECIES OF RAW MATERIALS OF KARAKALPAKSTAN FOR THE PRODUCTION OF PORTLANDCEMENT
Gulistan Orazimbetova
doctor of philosophy (Ph. D.) in technics, senior scientific research head of the scientific-research and test center "Strom" Institute of General and inorganic chemistry of Academy
of Sciences of the Republic of Uzbekistan, 100170, Uzbekistan, Mirzo Ulugbekdistrict,77аMirzo Ulugbekstreet
Mastura Iskandarova
doctor of technical Sciences, Professor, Corresponding Member of the Russian Academy of Natural Sciences head of the scientific-research and test center "Strom" Institute of General and inorganic chemistry of Academy
of Sciences of the Republic of Uzbekistan 100170, Uzbekistan, Mirzo Ulugbek district,77а Mirzo Ulugbek street
АННОТАЦИЯ
Установлена возможность получения высококачественного портландцемента на базе новых сырьевых материалов Каракалпакстана, что создает технологическую основу для строительства предприятий малой мощности по производству цемента для обеспечения потребности региона на местном уровне.
ABSTRACT
The possibility of obtaining high-quality portland cement based on new raw materials of Karakalpakstan is established, which creates a technological basis for the construction of small capacity enterprises for the production of cement to meet the needs of the region at the local level.
Ключевые слова: известняк, барханный песок, глина, титаномагнетитовая железосодержащая порода, осадочное железосодержащее проявление, обжиг, клинкер, минералообразование, структура, цемент, прочность, сульфатостойкость.
Keywords: limestone, barkhan sand, clay, titanomagnetite iron-bearing rock, sedimentary iron-containing manifestation, roasting, clinker, mineral formation, structure, cement, strength, sulfate resistance.
В предложенной Президентом Республики Узбекистан Ш. Мирзиёевым Стратегии действий по развитию экономики страны на 2017-2021 гг. особое место уделено строительной отрасли как локомотиву экономики по дальнейшему ускоренному развитию строительства
зданий и сооружений, новых объектов промышленности и субъектов частного предпринимательства, железнодорожных полотен, автомобильных дорог и жилых корпусов [3]. Стройиндустрия определена приоритетной отраслью экономики. Она является одной из самых
Библиографическое описание: Оразымбетова Г.Ж., Искандарова М. Исследование новых видов сырьевых материалов Каракалпакстана для производства портландцемента // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. 2018. № 5(50). URL: http://7universum. com/ru/tech/archive/item/5 765
заметных национальных отраслей экономики Республики Узбекистан, показывающей стабильный ежегодный рост. Она в числе других отраслей должна внести достойный вклад в развитие страны, развивать промышленное и сельскохозяйственное строительство, в первую очередь жилищное, чтобы обеспечить граждан Узбекистана жильём для дальнейшего улучшения условий проживания и быта [2].
На современном этапе экономического и социального развития Республики Узбекистан большое значение приобретает вопрос комплексного использования сырья, экономии топлива и электроэнергии при производстве строительных материалов, в частности портландцемента, т. к. он весьма востребованный, но энергоемкий строительный материал. В связи с этим важно изыскивать пути снижения энергозатрат на его производство путем комплексного использования местных ресурсов и отходов различных отраслей промышленности, что способствует уменьшению себестоимости продукции.
В настоящее время в Узбекистане поэтапно возрастает роль регионов как важного фактора обеспечения устойчивого развития и структурных преобразований в стране. Результативность структурных преобразований в экономике страны во многом определяется происходящими изменениями в регионах, эффективностью использования их природно-эконо-мического потенциала.
В результате проведенных в последнее время исследований стало возможным рациональное использование местных сырьевых материалов, что создает благоприятные условия для строительства цементных заводов в каждом регионе республики, к числу которых
относится также и Республика Каракалпакстан, богатая различными видами полезных ископаемых. В связи с этим нами проводились исследования, посвященные вопросам научного обоснования их переработки и проблемам эффективного использования в промышленности строительных материалов [1]. Для создания новых видов цемента необходимо проведение комплексных технологических испытаний имеющихся месторождений цементного сырья с выдачей оптимальных химико-технологических параметров формирования состава сырьевой смеси и режимов ее обжига, причем в настоящее время в Республике Каракалпакстан ведется строительство новых цементных заводов суммарной мощностью около 3,5 млн т.
По оценкам специалистов, только в Каракалпакс-тане при строительстве социальных объектов потребуется свыше 3 миллионов тонн цемента, не говоря уже о промышленном секторе, в котором реализуются десятки крупнейших проектов в масштабах республики. Этот регион расположен достаточно далеко от основных производителей цемента в Узбекистане, поэтому только появление новых местных производителей может обеспечить строительную индустрию региона дешевым цементом.
В связи с этим проведены комплексные исследования известняков и глин Жамансайского месторождения, титаномагнетитовой породы Тебинбулакского месторождения и барханного песка Табаккумского месторождения с целью определения их пригодности в качестве компонентов сырьевой смеси для обжига клинкера. Химические составы сырьевых материалов для получения клинкеров приведены в табл. 1.
Таблица 1.
Химический состав сырьевых материалов
№ Наименования проб п.п.п. О ей О н + о «в О £? № СаО О ел О СЛ О я г О £ 1Л о о.
1 Известняк Жамансай-ского месторождения 42,39 2,28 1,99 сл. 51,61 0,70 1,03 - - - 100
2 Глина Жамансайского месторождения 7,90 61,91 20,50 4,05 1,99 2,03 1,62 - - - 100
3 Барханный песок Табаккумского месторождения 2,98 85,73 6,53 сл. 2,58 0,93 1,25 - - - 100
4 Титано-магнетитовая железосодержащая порода - 32 ,80 4,60 26,12 9,70 21,81 3,33 1,42 0,11 0,11 100
Исследование химико-минералогического и фазового составов клинкеров и продуктов гидратации проводили современными методами анализа, такими как химический, рентгенофазовый и электронно-микроскопический. Подготовку материалов и проведение испытаний осуществляли в соответствии с ГОСТ 25094. Химический состав исходных материалов определяли по
ГОСТ 5382-91 «Цементы и материалы цементного производства. Методы химического анализа». Расчет состава сырьевых смесей для обжига клинкеров проводился исходя из химического состава усредненных проб исходных сырьевых материалов по специальной программе в соответствии с «Ведомственными нормами технологического проектирования цементных заводов».
На основе данных химического анализа сырьевых компонентов рассчитаны составы четырехком-понентных сырьевых смесей, включающих известняк и глину Жамансайского месторождения, барханный песок Табаккумского месторождения, титано-магнетитовую породу Тебинбулакского месторождения (1 вариант) и известняк и глину Жамансайского месторождения, барханный песок Табаккумского месторождения Каракалпакстана.
Сырьевые смеси рассчитаны при значениях коэффициента насыщения (КН) в диапазоне от 0,82 до 0,92; силикатного модуля п=1,39-2,91; глиноземного модуля р= 0,9-3,0.
Расчетное содержание основного минерала Сз8 в клинкерах, в зависимости от значений модульных характеристик, составляет от 49,28% до 59,92%; С2§ -16,62-29,24%; СзА - 3,12-12,12%; С4АР - 12,64-16,60%.
При получении опытных образцов портландце-ментного клинкера сырьевые смеси рассчитывались по заданной величине коэффициента насыщения (КН), кремнеземистого (р) и глиноземистого (п) модулей. Для приготовления сырьевых смесей на клинкер сырьевые материалы подвергались совместному помолу в лабораторной мельнице до прохождения через сито № 008 в соотношениях, определенных расчетным путем. Из полученных сырьевых смесей приготовлены брикеты, которые подвергались обжигу в лабораторной силитовой печи при различной
май, 2018 г.
температуре в течение одного часа. Обожженные продукты подвергались резкому воздушному охлаждению, после чего их измельчали до тонкости, определяемой остатком на сите № 008, регламентируемой ГОСТ 10178-85 (не более 15%).
Исходя из расчетного минералогического состава клинкеров, выбраны оптимальные составы сырьевых смесей для проведения комплексных физико-химических исследований по изучению их реакционной способности. Оптимизирован температурный режим в процессе их обжига и проведены физико-механические испытания цементов на основе синтезированных клинкеров с целью разработки и выдачи практических рекомендаций по реализации полученных результатов при вводе в эксплуатацию строящегося в Каракалпакстане цементного завода ООО «Ти-танцемент» мощностью 200 тыс. тонн в год.
По данным рис. 1, при 1000°С и выдержке 30 мин. на дифрактограмме спека из сырьевой смеси с КН=0,89, составленной с использованием известняка и глины Жамансайского месторождения, барханного песка Табаккумского месторождения и тита-номагнетитовой породы, наряду с линиями ^п=0.491, 0.335 пт, соответствующими СаСОз и 8Ю2, присутствуют характерные линии СаО (^п=0.239; 0.169 и 0.144 пт), отмечена небольшой интенсивности линия Р-С28.
Рисунок 1. Дифрактограммы спеков сырьевых смесей, КН=0.89, «известняк+барханный песок+глина+титаномагнетитовая железосодержащая порода», обожженные в течение 30 мин. при:
1) 1000°С; 2) 1200°С; 3) 1400°С; 4) 1450°С.
Обжиг при 1200°С и выдержке 30 мин. способствует уменьшению интенсивности линии С28, что объясняется его переходом в трехкальциевый силикат.
С повышением температуры обжига до 1400-1450°С интенсивность линии силикатных минералов увеличивается. Характер дифрактограмм полученных спеков линии С38 ^п=0.278 пт показывает одинаковую интенсивность цемента, что говорит о полноте завершения процесса минералообразования при 1400°С. Цементы на основе клинкеров из новых сырьевых смесей соответствуют требованиям ГОСТ 10178-85 на портландцементы марки ПЦ400-Д0, которое показывают малое отличие на полученных ди-фрактограммных спеках при температуре 1400 и 1450°С.
Таким образом, на основе проведенных исследований установлена принципиальная возможность изготовления высококачественного портландцемента марки ПЦ400-Д0 на базе сырьевых материалов новых месторождений Каракалпакстана.
Результаты проведенных технологических испытаний сырьевых материалов показали, что по оптимальным составам сырьевых смесей и химико-технологическим параметрам обжига клинкера и цементов из него будут использованы при расширении СП ООО «Каракалпакцемент» и ООО «Титан цемент», который строится также в Караузякском районе Ка-ракалпакстана.
Список литературы:
1. Аимбетов Н.К. К вопросу о транспортной инфраструктуре в освоении полезных ископаемых Каракалпакс-тана // Вестник ККО АН РУз. - 2013. - № 2.- С. 48-52.
2. Ахунова Ш.Н., Аширалиев Ф.К. К вопросам развития строительной индустрии в сельской местности Узбекистана // Молодой ученый. - 2015. - № 6. - С. 375-377.
3. Мирзиёев Ш.М. Критический анализ, жесткая дисциплина и персональная ответственность должны стать повседневной нормой в деятельности каждого руководителя // Доклад на расширенном заседании Кабинета Министров, посвященном итогам социально-экономического развития страны в 2016 году и важнейшим приоритетным направлениям экономической программы на 2017 год. - Ташкент: Узбекистан, 2017. - С.
