Научная статья на тему 'ИССЛЕДОВАНИЯ ЗОЛО-ШЛАКОВЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ.'

ИССЛЕДОВАНИЯ ЗОЛО-ШЛАКОВЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ. Текст научной статьи по специальности «Техника и технологии»

CC BY
1
0
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
Бетон / вяжущее / цемент / золо-шлаковые смеси / пластифицирующие добавки / сульфитно-дрожжевая барда / суперпластификаторы / наномодификаторы / наночастицы / прочность / Бетон / боғловчи / цемент / кул-шлакли аралашма / пластификловчи қўшимчалар / сульфат-ачитқи бардаси / суперпластификаторлар / наномодификаторлар / нанозаррачалар / мустаҳкамлик

Аннотация научной статьи по технике и технологии, автор научной работы — Хамидов А.И.

В статье рассмотрены вопросы использования золо-шлаковых смесей при производстве строительных материалов, приведены результаты исследований по определению физико-механических характеристик растворов, приготовленных из различных составов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по технике и технологии , автор научной работы — Хамидов А.И.

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

Research of ash-slag mixtures for the production of construction materials

Мақолада қурилиш материалларни ишлаб чиқаришда кул-шлакли аралашмаларини ишлатиш масалалари кўриб чиқилган ва турли аралашмалардан тайёрланган қоришмалар физик-механик хоссаларини аниқлаш бўйича олиб борилган тадқиқотлар натижалари келтирилган

Текст научной работы на тему «ИССЛЕДОВАНИЯ ЗОЛО-ШЛАКОВЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ.»

bu yerda w1 - chastota o'zgartirgichli asinxron motorning o'rtacha 1 soatlik energiya sarfi; W2 -to'g'ridan - to'g'ri tarmoqqa ulangan asinxron motorning o'rtacha 1 soatlik energiya sarfi;

Ushbu natijadan shuni xulosa qilish mumkinki, Elevatordagi asinxron elektr yuritmalarda chastota o'zgartiruvchi qurilmalarni qo'llagan holda 15-20 % atrofida energiya tejashimiz mumkin bo'lar ekan.

U holda yillik energiya sarfi ham 16,65 % ga kamroq sarflanadi deb hisoblasak, iqtisodiy samaradorlikni 2021 va 2022-yillardagi energiya sarfi bilan taqqoslaymiz.

Ushbu usulni qo'llash orqali, ham iqtisodiy, ham texnik tarafdan samarali tadbirni amalga oshirish mumkin bo'lar ekan. Agar iqtisodiy ko'rsatgichlarga e'tibor qaratilsa ushbu tejalayotgan mablag' hisobidan o'rnatilishi mumkin bo'lgan chastota o'zgartirgichlarni sotib olish harajatlarini 2 yilda qoplash mumkin bo'ladi.

ADADIYOTLAR

1. Nurali Pirmatov and Uchkun Mirzaev. "Ways to Improve the Energy Efficiency of an Electric Drive with Asynchronous Motors." International Journal of Engineering and Information Systems (IJEAIS) ISSN (2021): 230-233.

2. Duvlonov, Jaloliddin. "Analysis Of Frequency Control Systems For Asynchronous Electric Drive." International Journal of Engineering and Information Systems (IJEAIS) ISSN (2021): 102-104.

3. Mirzaev Uchkun, and Hiloliddinov Diyor. "Methodology Of Energy Audit In Uzbekistan." International Journal of Engineering and Information Systems (IJEAIS) ISSN (2021): 197-199.

4. Orzikul Nurullaev. "Analysis of Energy Saving In Enterprises." International Journal of Engineering and Information Systems (IJEAIS) ISSN (2020): 130-134.

5. Xoshimov F.A., Taslimov A.D. Energiya tejamkorligi asoslari. O'quv qo'llanma. - Т.: Voris, 2014.

УДК 91.100.15

ИССЛЕДОВАНИЯ ЗОЛО-ШЛАКОВЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ.

Хамидов А.И.

профессор Наманганский инженерно-строительный институт

Аннотация. В статье рассмотрены вопросы использования золо-шлаковых смесей при производстве строительных материалов, приведены результаты исследований по определению физико-механических характеристик растворов, приготовленных из различных составов.

Аннотация. Маколада курилиш материалларни ишлаб чикаришда кул-шлакли

аралашмаларини ишлатиш масалалари куриб чикилган ва турли аралашмалардан тайёрланган коришмалар физик-механик хоссаларини аниклаш буйича олиб борилган тадкикотлар натижалари келтирилган.

Abstract. The article deals with the use of ash-slag mixtures in the production of building materials, presents the results of studies to determine the physical and mechanical characteristics of solutions prepared from various compositions.

Ключевые слова. Бетон, вяжущее, цемент, золо-шлаковые смеси, пластифицирующие добавки, сульфитно-дрожжевая барда, суперпластификаторы, наномодификаторы, наночастицы, прочность,

Калит сузлар. Бетон, богловчи, цемент, кул-шлакли аралашма, пластификловчи кушимчалар, сульфат-ачитки бардаси, суперпластификаторлар, наномодификаторлар, нанозаррачалар, мустах,камлик.

Keywords. Concrete, binder, cement, ash-slag mixtures, plasticizing additives, sulfite-yeast stillage, super-plasticizers, nanomodifiers, nanoparticles, strength.

Введение. Основная задача материаловедения - для эффективного использования бетона, совершенствование его состава и улучшения физико-механических свойств. Современные бетоны по сравнению с обычным, должны быть долговечными, при этом уменьшения расхода материалов без потери эксплуатационных свойств.

Среди промышленных отходов одно из первых мест по объемам занимают золы и шлаки от сжигания твердых видов топлива (уголь разных видов, горючие сланцы, торф) на тепловых электрических станциях.

Золо-шлаковые отходы (ЗШО), отрицательно воздействуют на окружающею среду, их накопление приводит к загрязнению грунтовых вод и землянных ресурсов.

Необходимо отметить, что ЗШО не вывозятся с территории ТЭС, они соединяясь с оборотнами водами образуют гидропульпы.

Территории отведенные под ЗШО становятся непригодными для использования в сельском хозяйстве или для других целей, становятся зонами отчуждения.

Для создания зон отходов (золоотвалов) для золо-шлаковых примесей (ЗШП) в ТЭС, работающих на углях приведенные затраты, платежи на экологию, инвестиционные расходы составляют 5-7% от стоимости вырабатываемой электроэнергии.

В частности для создания новых золоотвалов расходы могут составит 2-4 миллиарда рублей, для строительства ограждающих дамб более 1 миллиарда рублей, и эти расходы оплчиваются потребителями энерги и тепла.

В связи с этим обеспечение экологической безопасности ТЭС - это утилизация

ЗШП.

В большинстве развитых странах уделяется большое внимание использованию ЗШП для производства строительных материалов: в Германии и в Дании около 100%, в США, Великобритании, Польше и в Китае около 50-70%. Однако в странах СНГ только 8-10% ЗШП подвергается утилизации и используется при производстве строительных материалов.

На рынке товаров основные потребители ЗШО - строительная индустрия и промышленность строительных материалов. Использование ЗШП уменьшает себестоимость строительных материалов (цемента, сухих строительных смесей, бетона, строительных растворов и др.) минимум на 15-30%.

Наибольший интерес вызывают технологии применения золо-шлаковых отходов в следующих производствах [1]:

• в производстве портландцемента (как активные кремнеземистые добавки) в

количестве 10-15 процентов, в производстве пуццолановых портландцементов марок 300-400- до 30-40 процентов (золопортландцемент);

• при изготовлении строительных растворов - как активная добавка в количестве 10-30 процентов от массы цемента, при использовании в строительных растворах портландцемента высоких марок (400-500) применение пылевидной золы может сократить его расход до 30 процентов;

• в качестве активного микронаполнителя в тяжелых бетонах, что позволяет снизить расход цемента от 6-10 процентов в бетонах нормального твердения до 12-25 процентов в пропариваемых;

• в производстве силикатного кирпича;

• в жаростойких бетонах - в качестве наполнителя вместо шамотного порошка, что существенно снижает себестоимость таких бетонов;

• при изготовлении зольного и аглопоритового гравия;

• в производстве мелкозернистого аэрированного золобетона и изделий на его основе, в качестве мелкой фракции легких бетонов на пористых заполнителях плотной и поризованной структуры;

• в качестве сырьевых материалов для дорожной промышленности;

• использование золо-шлаковых отходов с повышенным содержанием частиц несгоревшего топлива в производстве глиняного кирпича, что не только улучшает его качество, но и снижает расход технологического топлива на обжиг.

При производстве бетонных смесей и строительных растворов в качестве минеральной добавки, частично заменяющей цемент, а также для частичной или полной замены мелкого заполнителя могут использоваться зола-унос и золо-шлаковый материал. Наиболее эффективно применение золы-унос в бетонах низких классов (до В20), в частности в бетонах, применяемых для строительства плотин, фундаментов, оснований. Количество вводимой золы колеблется от 30 до 90 кг на 1 м3 бетонной смеси.

В последние годы проведены много исследований по использованию золы-уноса в производстве строительных материалов.

Введение в состав вяжущих, используемых для бетона, тонко измельчённой золы-уноса - одно из перспективных и эффективных направлений уменьшения расхода цемента и решения экологической проблемы. В результате использования золы для бетона решаются основные задачи: экономия энерго-материальных ресурсов, утилизация промышленных отходов, улучшение экологических условий.

Химический состав золы близок составу клинкера цемента, в связи с чем, его с успехом можно использовать в качестве добавок при производстве цемента. В таблице-1 приведены примерный состав оксидов золы и клинкера цемента.

Таблица-1

Состав золы и клинкера цемента__

Состав золы В проценте, % Состав клинкера цемента В проценте, %

БЮ2 35 - 60 БЮ2 19-24

А12О3 15 - 35 А12О3 4-8

Ге203 20 Ге20э 2-6

СаО 30 СаО 63-68

Качество применяемой в бетонах и строительных растворах золы-унос должно соответствовать требованиям ГОСТ 25818-91 «Золо-шлакововые материалы».

ГОСТ 25818-91 распространяется на золу-унос, которая применяется в качестве

компонента для изготовления тяжелых, легких, ячеистых бетонов и строительных растворов, а также в качестве тонкомолотой добавки для жаростойких бетонов и минеральных вяжущих для приготовления смесей и грунтов в дорожном строительстве.

Для изготовления тяжелых и легких бетонов, строительных растворов золы-унос применяют для снижения расхода цемента и заполнителей, улучшения технологических свойств бетонных и растворных смесей, повышения качества бетонов и растворов [2].

Проблемы. Недостаточный объём использования ЗШП объясняется слудующими их недостатками - повышенное содержание зол (до 53%), пористость (до 1600 м2/кг), повышенное водопотребнось, приводяшяя к снижению прочности строительных материалов и изделий на их основе.

Необходимо отметить, что совместный помол цементного клинкера и ЗШО приводит не только к уменьшению фракции цемента, но и к повышению их удельной поверхности, что увеличивает взаимодействие цементных частиц с водой. Однако, помол смесей снижает эффективность производства, а также использование ЗШО в бетонных смесях приводит к увеличению водопотребности, что приводит к снижению прочности бетонов.

Исследования. На кафедре "Строительные материалы и изделия" Наманганского инженерно-строительного института проводятся научно-исследовательские работы для получения строительных материалов на основе золо-шлаковых примесей.

Для этих целей из различных компонентов приготовлены образцы размером 70х70х70 мм. В качестве добавок использован суперпластификатор Джалилова-СДж-3 [4]. Водоцементное отношение прниято 0,5. В качестве эталона использован портландцемент марки 400 (без добавок). После 28-суточного твердения в нормальных условиях, образцы испытаны в лабораторных условиях для определения физико-механических характеристик. В исследованиях использованы результаты научных работ В.С.Прокопеца [5].

В таблице 2 приведены результаты исследований по определению физико-механических характеристик растворов, приготовленных из различных составов.

Таблица - 2

Физико-механических характеристики образцов

№ сост ава Содержание компонентов в вяжущем, % Плотность, г/смЗ Время схватыва ния, начало-конец, мин. -час. Предел прочности после 28-суточного твердения, МПа

Цемент (М400) Зола Шлак Добавки При сжатии Растяже нии при изгибе

1 100 - - 3,1 45 - 10 40,2 6,2

2 70 30 - 3,2 50 - 11 34,8 3,2

3 27 40 30 3 3,04 52 - 11 39,5 6,4

4 36 40 20 4 3,05 53 - 13 40,7 6,5

5 47 29 19 5 3,07 55 - 14 41,5 6,6

Из таблицы видно, что при добавлении в состав растворной смеси только золы (2 состав) уменьшает его прочность.

При добавлении в состав растворной смеси (5-состав) золы, шлака и добавок -суперпластификатор Джалилова-СДж-3 показатели образцов выше (по сравнению с 1 составом).

Перспективные направления снижения водопортребности смесей - это использовние пластифицирующих добавок и наномодификаторов (углеродные астралены, фуллероны и нанотрубки, оксиды металлов, известь, наночастицы и др.). Введение в состав бетона пластифицирующих добавок и наномодификаторов улучшает их физико-механические характеристики, повышает прочность и величину модуля упругости, водонепроницаемость, и морозостойкость, снижает значения предельной деформации усадки [6].

Применеие наномодификаторов для улучшения свойств бетонов на основе золошлаковых смесей открывает широкие возможности целенаправленного управления экономическими, технологическими и физико-механическими свойствами бетонов.

Вывод. Использование золо-шлаковых примесей (ЗШП) при производстве строительных материалов в настоящее время является весьма актуальной как с экономической так и с экологической точки зрения. Цементные растворы на золошлаковых отходах имеют достаточную прочность и могут быть исполльзованы для приготовления бетонов.

Комплексный подход к переработке золо-шлаковых отходов способен дать большой экономический эффект. Для этого необходимо разработать промышленные технологии использования золо-шлаковых отходов, а также выработать комплекс маркетинговых мероприятий по продвижению продукции на основе ЗШО. Необходимо всестороннее изучение рынка строительных материалов (производителей, их возможности и желание использовать золо - шлаковые отходы в своем производстве), а также поиск и налаживание контактов с потенциальными потребителями нового продукта.

ЛИТЕРАТУРА

1. А.Бернацкий, Н.Машкин. Золошлаковые отходы: опыт и перспективы использования. Новосибирский архитектурно-строительный университет. \Газета "Энергетика и промышленность России" \№ 10 (102) май 2008 года \Энергетика.

2. Copyright © 2012 - ООО ЭнергоЗолоРесурс.

3. ГОСТ 24211-03 «Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия»

4. Samigov N.A, Karimov M.U, Mazhidov S.R, Mirzaev B.K. Physico-chemical structure of expanded clay concrete properties with complex chemical additive KDj-3 of the "relaxol" series//Intemational Journal.

5. В.С.Прокопец. Использование золо-шлаковых отходов для бетонов. // Вестн. СибАДИ. - 2008. - Вып.7. - 22-30 с.

6. А.Хамидов, Б.Шаропов, М.Мухторалиева. Определение свойств бетона на основе золо-шлаковых отходов. Материалы международной конференции "Инновации в строительстве, энергосберегающие технологии и сейсмическая безопасность конструкций сооружений", Узбекистан, Наманган, 7-8 ноября 2019.- 188-190 с.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.