Научная статья на тему 'Научно обоснованный подход к использованию техногенных отходов в производстве строительных материалов'

Научно обоснованный подход к использованию техногенных отходов в производстве строительных материалов Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
206
49
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
МИНЕРАЛЬНЫЕ ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ / ТЕХНОГЕННЫЕ ОТХОДЫ / ВТОРИЧНЫЕ ПРОДУКТЫ / D-ЕЛЕМЕНТЫ / ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ / МіНЕРАЛЬНі ДИСПЕРСНі СИСТЕМИ / ТЕХНОГЕННі ВіДХОДИ / ВТОРИННі ПРОДУКТИ / D-ЕЛЕМЕНТИ / ЕФЕКТИВНЕ ВИКОРИСТАННЯ / MINERAL DISPERSED SYSTEMS / TECHNOGENIC WASTE PRODUCTS / SECONDARY PRODUCTS / S- / P- / EFFECTIVE APPLICATION / D- ELEMENTS

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Приходько А. П., Савин Л. С., Еременко В. А., Сторчай Н. С., Маляр Д. О.

Данная статья является обзором научно-исследовательских разработок, которые проводятся на кафедре «Технология строительных материалов, изделий и конструкций» под руководством д. т. н. проф. А. П. Приходько. Научно-исследовательская работа посвящена актуальным проблемам модификации строительных материалов отходами производства - минеральными дисперсными системами техногенного происхождения. Решения данных проблем имеет большое научно-практическое значение, позволяет расширить представления об изменении структуры и свойств модифицированных строительных материалов, а также расширить сырьевую базу, и способствует экологическому оздоровлению окружающей среды.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по энергетике и рациональному природопользованию , автор научной работы — Приходько А. П., Савин Л. С., Еременко В. А., Сторчай Н. С., Маляр Д. О.

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

The science-based approach to the use of technogenic waste products in the production of building materials

The article reviews the research performed at the department of “Technology of building materials, products and structures” under the supervision of professor A.P. Prikhodko. The research is devoted to the actual problems of building materials modification with such waste products as mineral disperse systems of technogenic origin. The solution of these problems is of a great theoretical and practical importance, it allows one to extend the knowledge of structural changes and properties of modified building materials. This solution also allows extending the raw materials base and improving the environment.

Текст научной работы на тему «Научно обоснованный подход к использованию техногенных отходов в производстве строительных материалов»

6. Синтез марганецсодержащих стеклокристаллических материалов на основе горных пород и шлаков / М. Д. Щеглова, В. В.Запорожец, Е. Д.Лещенко, И. Г.Здакович. — Чимкент : Каз. ХТИ, 1974. — С.281—284.

7. Неведомский В. А. Литые изделия на основе шлаков от производства силикомарганца / Неведомский В. А., Вагин В. В., Ткач Г. Д. // Комплексная переработка шлаков металлургического производства. Свердловск : УралНИИчермет, 1982. — С.130—136.

8. Неведомский В. А. Припечная переработка огненно-жидких ферросплавных шлаков / Неведомский В. А., Щербак Ю. В. // Совершенствование технологии производства марганцевых сплавов.— Тбилиси : Сабчота Сакартвело, 1983. - С. 508—511.

9. Зубанов В. Т. Технология малоотходной припечной переработки огненно-жидких шлаков в шлакокаменные изделия / Зубанов В. Т., Неведомский В. А., Люберец И. И. // Малоотходные и безотходные технологии - главный фактор охраны окружающей среды. — М., 1983.—

С. 238—240.

10. Тобольский Г. Ф. Некоторые литейные свойства расплавов магнитогорских доменных печей и процесс формирования отливок из них // Вопросы шлакопереработки. — Челябинск, 1960. — С. 307—328.

11. Тобольский Г. Ф. Производство литых изделий из шлаковых расплавов // Вопросы шлакопереработки. — Челябинск, 1960. — С. 384—402.

12. Атлас шлаков. Справочное изд. / Перевод с нем. под ред. И.С. Куликова. — М.: Металлургия, 1985. — 208 с.

13. Варгин В.В. Физико-химические свойства стекла и их зависимость от его состава /

В. В.Варгин, К. С.Евстропьев, К. А. Крокау. — М. : Гизлегпром, 1937. — 199 с.

УДК 691.327:666.973.6

НАУКОВО ОБГРУНТОВАНИЙ П1ДХ1Д ДО ВИКОРИСТАННЯ ТЕХНОГЕННИХ В1ДХОД1В У ВИР ОБНИЦТВ1 БУД1ВЕЛЬНИХ МАТЕР1АЛ1В

А. П. Приходъко, д. т. н., проф., Л. С. Сав1н, д. т. н., проф., В. О. Сръоменко, к. т. н., доц., Н. С. Сторчай, к. т. н., доц., Д. О. Маляр, асп.,

Д. В. Кононов, асп.

Ключовi слова: м1нералът дисперсн системи, техногенн в1дходи, вторинн продукти, s-,р-,ё-елементи, ефективне використання.

Вступ. Одним ¡з напрям1в зниження сумарних витрат на виробництво буд1вельних матер1ал1в та шдвищення конкурентоспроможност продукци е регулювання ф1зико-х1м1чними процесами формування структури та полшшення властивостей буд1вельних матер1ал1в шляхом !х модифшаци р1зними речовинами.

Як, речовини, що ефективно впливають на параметри технолопчних процес1в, структуроутворення в'яжучих, розчишв { бетошв, можна використовувати мшеральш дисперсш системи техногенного походження, як в своему склад1 мають сполуки ъ-,р-Д-елеменпв, що е типовими для природних матер1ал1в. Тенденци, як нам1чаються як у св1товому, так \ у в1тчизняному виробнищга буд1вельних матер1ал1в, визначають розширення сировинно! бази за рахунок використання вторинних продукпв промисловосп, що дозволяе знизити енергоемшсть технолопчних процес1в та соб1вартють продукци.

До таких матер1ал1в можна вщнести багатотоннажш вщходи Вшьнопрського прничо-металургшного комбшату (ВГМК), червош шлами Запор1зького алюмшевого комбшату (ЗАЛК), шлак метал1чного марганцю Запор1зького заводу феросплав1в (ЗЗФ), електрокорундовий шлам Запор1зького абразивного комбшату та ш.

Слщ вщзначити, що !х упровадження у виробництво стримуеться вщсутшстю загально! теоретично! бази вщносно впливу основних складових сполук вторинних продукпв на процеси пдратаци цеменпв, регулювання властивостей бетошв та розчишв, на формування структури клшкер1в \ т.д.

Актуальшсть проблемы. Розробка теоретичних основ модифшаци буд1вельних матер1ал1в за рахунок реал1заци ефективно! ди мшеральних дисперсних систем техногенного походження е актуальною проблемою. Ршення дано! проблеми мае велике науково-практичне значення, яке

дозволяе розширити уявлення про змши структури та властивостей у модифшованих цементних системах, розчинах та бетонах, що дозволяе також розширити сировинну базу для виробництва будiвельних матерiалiв та сприяе екологiчному оздоровленню навколишнього середовища.

Основна частина. В рамках ршення даних проблем, з метою полшшення властивостей в'яжучих та бетошв протягом понад 20 роюв у ПДАБА пiд керiвництвом д. т. н., проф.

А. П. Приходько проводяться науково-дослiдницькi роботи з використання мшеральних дисперсних систем техногенного походження у виробнищи будiвельних матерiалiв. Науково обгрунтоване доскональне вивчення природи !х утворення, вплив на структуру та властивосп будiвельних матерiалiв - ось основш завдання вирiшення актуальних проблем використання техногенних мiнеральних дисперсних систем.

Даш системи становлять штерес з точки зору того, що вони мютять у своему складi сполуки s-,p-,d-елементiв. Вказанi сполуки базуються на елементах таблицi Д. I. Менделеева i поеднанi в таю блоки: 5-елементи - Ка, К, Са, Mg; р-елементи - А1, 81; d-елементи - Бе, Мп, Т1, Со, Сг.

З точки зору будiвельного матерiалознавства iз сполук 5-елемеш!в найбiльш цiкавi СаО, MgO, Ка20, К20. За послiдовнiстю енергетичних рiвнiв !х можна подiлити на 35 (Ка, Mg) i 4 5 (К, Са), вщповщно !х енергii iонiзацii складають Ка - 498 ев, Mg - 736 ев, К - 418 ев, Са - 590 ев, електровщ'емшсть Ка - 0,93 ев, К - 0,82 ев, Са - 1,00 ев, Mg - 1,33 ев [1], катюни у порядку зменшення замiщувальноi здатност розташованi у такому порядку: Mg - Са - К - Ка.

Оксиди СаО i Mg0 входять до групи карбонатних i сульфатних порщ земноi кори, якi використовуються для одержання в'яжучих. Практично бiльшiсть мiнералiв в'яжучих утворюеться на базi оксидiв СаО i Mg0. Характерним е те, що температура фазових перетворень знаходиться у межах 673 - 1673 К.

Елементи К i Ка утворюють сполуки, яю впливають на температуру плавлення жаростiйких матерiалiв та процеси гiдратацii мiнеральних в'яжучих [2].

Проведений огляд науково-технiчноi лтератури дозволяе дiйти висновку, що при використанш природно1' сировини технологiя повинна передбачати попередш процеси, якi вщбуваються у сировинних матерiалах, такi, наприклад, як видалення хiмiчно зв'язано1' води, декарбошзащя. Використання мiнеральних дисперсних систем техногенного походження у вигщщ шламiв, шлакiв дозволяе прискорити технологiчний процес, зменшити витрати сировинних матерiалiв для одержання кондицшно1' продукцii.

Важливими для будiвельних матерiалiв iз сполук р-елемеш!в е А1203 i 8102. Таю оксиди е основними складовими портландцементного клшкеру i багатьох керамiчних матерiалiв. Цi сполуки е характерними i для ряду мiнеральних дисперсних систем техногенного походження. Цшавими з точки зору фiзичноi хiмii е сполуки d-елементiв. До них належать сполуки залiза, марганцю, титану, цирконiю, гафшю та iн.

Так, d-елемент (Бе) i р-елемент (А1) у клшкерному розплавi, завдяки амфотерностi i залежно вiд умов, iснують у виглядi комплексiв з четвертною [Me04]5- або шютковою ^е06]6-координацiею. У четвертый координацii вони виявляють кислотнi, а в шютковш - основнi властивосп [3].

Сполуки d-елементiв - вщновлювач1 Сг203, Mn203, Т102, Бе203 е мiнералiзаторами i прискорюють твердофазовi реакци. Вони сприяють формуванню регламентовано1' структури випалюваних матерiалiв.

Застосування сполук d-елементiв, зокрема сполук на основi марганцю як модифшатора, дозволяе значно полшшти якiсть жаростiйких матерiалiв.

Вказанi сполуки 5-,р-^-елемеш!в мiстяться у рiзних мшеральних дисперсних системах техногенного походження, наприклад, 5-,р-^-елементи - у червоних шламах глиноземного виробництва, р-елементи - в електрокорундовому шламi, сполуки d-елементiв - у шлаках металiчного марганцю i вiдходах збагачення iльменiтовоi руди.

Аналiз застосування вторинних продуктiв свiдчить про фрагментальне 1'х використання в технологii виробництва будiвельних матерiалiв. Обмежене використання сполук даних елеменпв пояснюеться вщсутшстю науково обгрунтованих методик, якi пов'язаш з вибором виду сполук, юльюсним спiввiдношенням, режимами технологiчних процесiв при виробницга багатотоннажних продуктiв будiвельноi iндустрii.

Одним з техногенних вiдходiв кольорово1' металургii е червоний шлам. Залежно вщ способу переробки бокситiв на глинозем розрiзняють такi види вщвальних бокситових шламiв:

байер1всью, сшкальш та змшаш байер-сшкальш [4]. Вщвальш шлами глиноземного виробництва е багатотоннажними вщходами виробництва, оскшьки !х вихщ часто значно перевищуе вихщ глинозему [4, 5]. Щор1чний обсяг червоних шлам1в в Укра!ш складае понад 1 млн м3, а загальний обсяг - 20 млн. м3 \ площа тд шламосховища - близько 1 000 га. При скиданш шламу на шламове поле потр1бш значш витрати на спорудження шламових сховищ та !х експлуатащю, а також попршуються саштарно-гшешчш умови навколишшньо! мюцевосп, можливе забруднення близьких р1чок та водойм, неращонально використовуеться земля [4, 6].

Червош шлами у своему склад! мають: пдрогранати, гематит, гетит, пдроалюмосилшати, незначш домшки шамозиту та перовситу. Х1м1чний склад представлено в основному сполуками 5-,р-елемент1в А1203, СаО, 8Ю2, Ка20 та ш.

В результат! дослщжень, проведених п!д кер!вництвом д. т. н., проф. А. П. Приходька [7], було отримано комплексне в'яжуче, яке включае техн!чн! л!гносульфонати, кремнеземистий пил (м!крокремнезем), червоний шлам та портландцемент. Отримане в'яжуче мае шдвищену на 10 - 15 % сульфатостшюсть, воно рекомендоване до використання для виготовлення бетонних та зал!зобетонних вироб!в та кладкових розчишв. Також п!д кер!вництвом проф. А. П. Приходька проведен! дослщження з використання червоного шламу у шлаколужних в'яжучих [8 - 10]. Дане в'яжуче мае в 28-добовому вщ1 м!цн!сть на стискання 70 - 100 МПа, воно е корозшностшким у сульфатних та магнез!альних середовищах.

Було досл!джено вплив червоного шламу та мшро кремнезему, як! в своему склад! мають сполуки s-,p-,d-елементiв, на властивосп бетонних сум!шей та бетошв. Досл!дження показали, що дан! добавки сприяють п!двищенню м!цност! (рис.) за рахунок актив1зацн процес!в пдратацн цементного каменю. При цьому кшьюсть червоного шламу ! м!крокремнезему, як! мають у своему склад! л-,/?-с/-слсмснти, може бути доведена до 15 %.

Рис. Змгна мщностг важкого бетону у нормальных умовах тверднення: 1, 3 - контролъм склады бетону;

2, 4 - склады бетону з добавкою червоного шламу 7 м1крокремнезему

Дослщження залежносп пористосп ! водопоглинання вщ вмюту сполук 5-,р-^-елемент1в

червоного шламу показали, що диференщальна пористють, а саме середнш розм1р Л у бетонах

з добавкою у нормальних умовах тверднення зменшуеться. Умовш рад1уси Л характеризуються високою однорщшстю (а = 0,9 - 0,95). Це пояснюеться тим, що, по-перше, наявшсть лупв призводить до бшьш штенсивно! диспергац!! частинок мшрокремнезему, збшьшення !х кшькост1, що, в свою чергу, впливае на взаемодда кремнезему ¿з пдроксидом кальщю, в результат! цього збшьшуеться кшьюсть низькоосновних пдроксид1в кальщю, як заповнюють поровий прост1р, а, по-друге, високодисперсш частинки шламу заповнюють поровий прост1р { сприяють утворенню оптимально! порово! структури.

У результат! експериментально-теоретичних дослщжень встановлено ряд показниюв, як! визначають властивост! сум1ш1 ! бетону: зниження В/Ц; тдвищення ступеня пдратацн

цементного каменю; шдвищення однорщносп структури цементного каменю i бетону; шдвищення стшкост мшроармувально! фази цементного каменю, модифшувальну дiю добавок на льодоутворення.

Дослiдженнями сульфатостiйкостi бетону, модифшованого сполуками s-,p-,d-елементiв, встановлено, що шдвищення стшкосп арматури досягаеться за рахунок шдвищення рН середовища при використанш червоного шламу. Результати дослiдження мщшсних i деформативних характеристик важких бетошв на портландцементi й шлакопортландцементi нормального тверднення та в умовах теплово! обробки показують ефективнють модифiкацii сполуками 5-,р-^-елемеш!в червоних шламiв.

В подальших роботах було дослiджено вплив сполук я-р-^-елеменпв червоного шламу i мшрокремнезему на процеси структуроутворення у шздрюватих бетонiв.

Аналiзом механiзму дii сполук 5-,р-елемеш!в червоного шламу i мiкрокремнезему встановлено, що вони сприяють бiльш активному проходженню процесiв зростання структурно!' мщносп при достатньо низькш початковiй в'язкостi сумiшi газобетону.

Результати дослщжень пiдтверджують, що введення сполук 5-елемеш!в червоного шламу також впливае на штенсифшащю процесу зростання мщносп газобетону. Введення сполу^-елементiв, яю мiстяться в мiкрокремнеземi, дозволяе керувати процесами зростання структурно! щшьносп.

d-елемент а-Бе00Н - оксигiдрооксид зaлiзa (гетит), який мютиться в червоному шлам^ здiйснюе кaтaлiтичний вплив на розвиток процешв гiдрaтaцii. Тaкi процеси суттево iнтенсифiкуються при гiдротермaльнiй обробцi газобетону.

Проведеними дослщженнями встановлено, що присутнють сполук 5-елемеш!в в луговмiсному червоному шлaмi i сполук p-елементiв aморфноi форми кремнезему збiльшують розчиннiсть кремнезему на початковому етaпi в той момент, коли i розчиннiсть вапна висока. Таким чином, процеси утворення пдросилшапв прискорюються. Перехвд рiзних сполук у тоберморит прискорюеться в присутносп невеликих добавок p-елементiв А1203. Зaлiзовмiснi сполуки d-елементiв також енергiйно зв'язують кремнезем. У таких випадках новоутворення поряд з пдрогранатами кaльцiю представлен гiдросилiкaтaми С8Н(В). На основi aнaлiзу одержаних результaтiв розроблено склади шздрюватобетонних сумiшей та технологiчнi режими виготовлення на 'х основi бетонiв широко! номенклатури [11].

На сьогодшшнш день проводяться дослщження за перспективним напрямом використання вiдходiв ВГМК та 1ршанського ГЗК. Серед кра'н СНД Укра'на вiдомa як монопольний виробник титанових (iльменiтових) та цирконових концентрaтiв. 1х випуск здiйснюеться на Вiльногiрському прничо-металургшному комбiнaтi (ВГМК) та 1ршанському прничо-збагачувальному комбiнaтi. За чaсiв СРСР випуск цих концентра^в складав близько 20 % св^ового випуску. Треба сказати, що все, що пов'язано з добуванням та переробкою таких цшних руд, яю мiстять титан та цирконш i т. д., у колишньому СРСР було засекречено. У зв'язку з цим систематичних дослщжень та використання даних вторинних продукпв до недавнього часу практично не проводилось.

На початковому етат було проведено дослщження фiзико-хiмiчноi характеристики техногенних вiдходiв ВГМК. Було встановлено, що вказаний мaтерiaл являе собою високодисперсний порошок св^ло-коричневого кольору. Рентгенофазовий та комплексний термiчний aнaлiзи показали наявнють в ньому таких мiнерaлiв, як монтморилонiт, кaолiнiт, кварц, польовi шпати, зaлiзовмiснi мiнерaли, титано вмюш мiнерaли, карбонати. Хiмiчний склад представлено такими оксидами як 8102, А1203, Бе203 Са0 Mg0 Т102 та ш.

Були виконaнi дослiдження щодо впливу d-елементiв вiдходiв збагачення шьмештово' руди ВГМК на структуру та властивоси мiнерaлiв портландцементного клiнкеру, обпалювальш влaстивостi та 'х гiдрaвлiчну активнють.

Одним iз мiнерaлiв портландцементного клшкеру е двокaльцiевий силiкaт (С28), який багато в чому визначае нaйвaжливiшi властивосп портландцементу. При помiрному охолодженш Р-С28 переходить в у-С28, що зумовлюе зниження гiдрaвлiчноi aктивностi, а збереження Р-, а'-, а-модифiкaцii С28 можна здiйснювaти за рахунок рiзних стaбiлiзaцiйних добавок або спецiaльних технологш. Домiшковi елементи з метою змши ентропii кристaлiчноi решiтки мiнерaлу повинш значно вiдрiзнятися вiд основних aтомiв решiтки.

Уведення до складу сировинно! сумш! мшеральних дисперсних систем техногенного походження, яю в своему склад! мають а-елементи (Бе2+, Мп2), що ¿зоморфно замщують Са2+, дозволяе стабшзувати високотемпературш модифшаци 2СаО8Ю2.

Домшки, яю створюють ¿зоморфш тверд! розчини втшення, викликають значне збшьшення ентропп 2СаО8Ю2. Це пояснюеться тим, що юни У5+, Сгб+, Мп6+ значно вщр!зняються вщ юшв Са2+ та 814+ 1 не можуть р!вноцшно замщати !х в структур! С28. Вони мають малу розчиншсть \ стабшзують метастабшьну модифшащю Р-2СаО-8Ю2.

В дослщженнях розглянуто вплив а-елеменпв на вмют 3СаО8Ю2, алюмосилшатних \ алюмоферитних фаз. Вплив сполук а-елемеш!в ТЮ2, Сг203, Мо203, Бе203 на поверхневий натяг розплаву, мщшсть опалених гранул, пдравл!чну актившсть, рют мщност вщображають даш таблиц! 1.

Т а б л и ц я 1

Ф1зико-мехатчш властивост1 цемент1в

№ цементу ^08, мас. % м /кг НГ, % Термши тужавлення, год. - хв. Межа мщност при стисканш, МПа, у в1щ, д1б

початок кшець 2 7 28

Без дом. 10,4 382 28,5 2 - 40 5 - 20 24,4 46,7 75,8

з дом. 11,2 376 29,0 3 - 00 5 - 40 26,2 45,9 74,2

Цементи, отримаш на основ! клшкер!в, виготовлеш з упровадженням вщход!в збагачення шьмештово! руди Вшьнопрського г!рничо-металург!йного комб!нату, як! в своему склад! мають сполуки а-елемент!в, за сво!ми властивостями в!дпов!дають типу цементов II, ДСТУ Б.В. 2.7-46-96. Було одержано патент на сировинну сумш для отримання портландцементного кл!нкеру [12].

Часткова замша в сировиннш сумш! глиняного компонента в!дходами збагачення шьмештово! руди також дозволяе значно розширити сировинну базу для одержання клшкеру портландцементу, ефективно впливати на технолопчний процес випалу.

Досл!джено вплив вщход!в ВГМК у бетонних сум!шах. Синтезована бетонна сумш включае цемент, заповнювач та добавку, добавка використовувався водний розчин техногенних в!дход!в г!рничо-металург!йного комбшату при такому сп!вв!дношенн! компонент!в, мас. %: цемент 10,0 - 15,0; заповнювач 82,0 - 89,5; добавка 0,5 - 3,0.

Пол!функцюнальнють техногенних вщход!в ВГМК, що застосовуються у вигляд! добавки, пояснюеться !! х!м!чним складом.

Ця добавка добре розчиняеться у вод! ! може використовуватись у вигляд! водного розчину при приготуванш бетонних сум!шей. Добавку вводять у кшькосп 0,4 - 3,5 мас. %, при цьому вмют хлору у розрахунку на суху речовину, введену в бетон, не повинен перевищувати 1,5 %. Наявшсть юшв хлору надае бетонн!й сумш! пластичност!, зручного укладання, одночасно забезпечуе прискорення тверд!ння.

БеС13, що входить до складу добавки, збшьшуе термш служби бетон!в ! робить !х б!льш щ!льними ! вологонепроникними, що дуже важливо у г!дротехн!чному буд!вництв!, а також при ремонт! ! в!дновленн! штучних шженерних споруд.

Завдяки великш об'емн!й мас! ! хорошим в'яжучим властивостям добавка дозволяе скоротити витрати цементу на 10 - 15%.

Спошб приготування бетонно! сум!ш! полягае в тому, що добавку - техногенш вщходи г!рничо-металург!йного комб!нату - пдрол!зують водою на установц! г!дрол!зу хлорищв до отримання розчину з густотою 1,05 г/см3, а пот!м р!вном!рно подають у бетонозм!шувач ! замшують з шшими компонентами в!дпов!дно до склад!в, наведених у таблиц! 2.

Т а б л и ц я 2

Сировинт склади

Компоненти Склад сировинних компонента, мас. %

1 2 3 4 5 6

Цемент 8,5 10,0 12,5 15,0 17,5 15,0

Заповнювач 91,1 89,5 85,5 82,0 79,3 85,0

Добавка 0,4 0,5 2,0 3,0 3,2 -

Характеристика ф1зико-мехашчних властивостей дослщних зразюв бетонних сумшей, визначених вщповщно до д1ючих стандарта, наведена в таблищ 3.

Анал1з даних, наведених у таблищ 3, показуе, що пор1вняно з сумшшю без додавання добавки (склад № 6), сумш з добавкою мае переваги майже за вс1ма ф1зико-мехашчними та експлуатащйними характеристиками, що значно розширюе сферу !! застосування. На отриману бетонну сумш одержано патент на корисну модель [13].

Т а б л и ц я 3

Ф^зико-мехашчш властивост1

Показники Сировинна сумш

1 2 3 4 5 6

Початок тужавлення, хв. 45 45 52 65 70 75

Кшець тужавлення, хв. 230 220 235 250 260 260

Осадка конуса, см 1,9 2,0 2,5 3,0 3,0 2,5

Морозостшюсть, цикл 340 360 350 380 385 315

Мщшсть при стисканш, МПа 40,5 41,8 42,3 42,8 43,0 35,8

Було дослщжено використання вщход1в ВГМ К у буд1вельних розчинах. 5уд1вельний

розчин, включае цемент, шсок, добавку { воду. Як добавки використовуються техногенш вщходи прничо-металурпчного комбшату, при такому сшввщношенш компонент, мас. %: цемент 12 - 15; шсок 60 - 75; техногенш вщходи прничо-металургшного комбшату 3 - 7; вода решта.

Дослщш зразки буд1вельного розчину готують у такий спошб. Спочатку у бетонозмшувач завантажують половину вщ дозовано! води, цемент, шсок та техногенш вщходи прничо-металургшного комбшату, шсля чого додають решту води { вс компоненти ретельно перемшують протягом 5 хвилин. Склад 1 властивост буд1вельних розчишв наведеш у таблищ4

Т а б л и ц я 4

Основм властивост1 буд1велънихрозчишв

№ скла ду Вмют компонента, мас. % Зручшсть укладання за зануренням конусу, мм Межа мщносп, МПа у в1щ 28 д1б. Водо-утримува льна здатшсть, %

Цемент Шсок Добавка Вода на стискання на згин

1 16,6 75,4 - 8,0 7,5 5,5 1,8 40

2 12,0 75,0 7,0 6,0 10,0 8,5 2,7 50

3 13,5 73,5 5,0 8,0 10,5 8,7 2,7 51

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4 15,0 60,0 3,0 7,0 9,5 7,5 2,2 45

Даш, наведеш в таблищ 4, шдтверджують переваги буд1вельного розчину з добавкою вщходу прничо-металурпчного комбшату за ус1ма основними технолопчними показниками. На дослщжеш буд1вельш розчини одержано патент на корисну модель [14].

Висновки. У результат виконання науково-дослщницько! роботи виршуються актуальш науково-техшчш проблеми й обгрунтовуються рекомендацп з ефективного використання вторинних продукта виробництва - мшеральних дисперсних систем техногенного походження. Дослщження в цьому напрямку продовжуються. Питання ефективно! модифшацн буд1вельних матер1ал1в техногенними вщходами треба розглядати з р1зних сторш, досконально вивчаючи природу утворення вщход1в, особливосп !х мшералопчного та х1м1чного складу, можливосп використання, все це в кшцевому результат впливае на структуроутворення та властивосп модифшованих буд1вельних матер1ал1в.

ВИКОРИСТАН1 ДЖЕРАЛА

1. Дикерсон Р. Основные законы химии / Дикерсон Р., Грей Г., Хейм Дис. - М. : Мир, 1982. - 656 с.

2. Пащенко А. А. Физическая химия силикатов / Пащенко А. А. - К. : Вища школа, 1977.

- 384 с.

3. Пащенко А. А. Вяжущие материалы / Пащенко А. А., Сербин В. П., Старческая Е. А.

- К. : Вища школа, 1985. - 440 с.

4. Корнеев В. И. Красные шламы - свойства, складирование, применение / Корнеев В. И., Сусс А. Г., Цеховой А. И. - М. : Металлургия, 1991.-144 с.

5. Производство глинозема: 2-е изд., перераб. и доп. / [Лайнер А. И., Еремин Н. И., Лайнер Ю. А., Певзнер И. З.]. - М. : Металлургия, 1978. - 344 с.

6. Приходько А. П. Складирование отходов глиноземного производства / А. П. Приходько, Н. С. Сторчай // Вюник Придншровсько! державно! академи буд1вництва та архггектури. - 2005. - № 6. - С. 31 - 34.

7. А. с. 1495321 А1. СССР. МКИ С О4 В 7/00. Вяжущее / К. В. Петриченко, А. П. Приходько, В. Н Пунагин, В. А. Селезень, В. А. Утков, И. М. Бастрига, В. В. Колохов (СССР).

- № 4285156/31-33; заявл. 15.07.87; опубл. 23.07.89, Бюл. № 27.

8. Приходько А. П. Использование бокситового шлама алюминиевой промышленности в комплексном шлакощелочном вяжущем / А. П. Приходько, В. Н. Пунагин, В. Е. Онищенко // Вюник Придшпровсько! державно! академи буд1вництва та архтектури. - 2001. - № 2. - С. 39

- 46.

9. Пат. 43115А Украина, МКИ С О4 В 7/14. В'яжуче / Приходько А. П., Онищенко В. Е.; заявитель и патентообладатель Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры. - № 2001021282; заявл. 22.02.2001; опубл. 15.11.2001, Бюл. № 10.

10. Приходько А. П. Тяжелые, легкие и ячеистые бетоны с использованием отходов промышленности Приднепровья / А. П. Приходько, В. А. Еременко, А. К. Карпухина, В. А. Мартыненко // Теория и практика производства и применения ячеистого бетона в строительстве. Сб. науч. трудов. Вып. 1 - Днепропетровск : ПГАСА. 2005. - С. 15 - 23.

11. Пат. 31754 Украина, МПК С 04 В 38/00 Сировинна сумш для отримання шздрюватого бетону / Приходько А. П., Сторчай Н. С.; заявитель и патентообладатель Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры. - № и 2007 12268; заявл. 25.04.2008; опубл. Бюл. № 8.

12. Пат. 34907 Украина, МПК С 07 С 7/00. Сировинна сумш для отримання портландцементного клшкеру / Большаков В. I., Приходько А. П., Савин Ю. Л.,Савин Л. С., Баранов Ю. Д. Лисенко С. В., Шматков Г. Г.; заявитель и патентообладатель Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры. - № и 2008 04169; заявл. 02.04.2008; опубл. 26.08.2008. Бюл. № 16.

13. Пат. 34911 Укра!на, МПК С 04 В 28/02 (2008.01). Бетонна сумш / Большаков В. I., Приходько А. П., Савин Ю. Л., Савин Л. С., Баранов Ю. Д. Лисенко С. В.,Шматков Г. Г.; заявитель и патентообладатель Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры. - № и 2008 04196; заявл. 03.04.2008; опубл. 26.08.2008. Бюл. № 16.

14. Пат. 34906 Украина, МПК С 04 В 28/00. Буд1вельний розчин / Большаков В. I., Приходько А. П., Савин Ю. Л., Савин Л. С., Баранов Ю. Д., Лисенко С. В., Шматков Г. Г.; заявитель и патентообладатель Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры. - № и 2008 04168; заявл. 02.04.2008; опубл. 26.08.2008, Бюл. № 16.

УДК 504.064.4:669.181.28

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТАЛУРГ1ЙНИХ ШЛАК1В

С. А. Щербак, д. т. н., проф., Н. В. Калиниченко, асп., М. О. Сл1сеева, асп.

Ключовi слова: металургтний шлак, х1м1чний склад шлаюв, структуроутворення шлаюв, будгвелъш матергали на основг шлакгв, використання металургШних шлакгв.

Постановка проблеми. Основна маса вщход1в металургшного виробництва утворюеться у вигщщ шлаюв. Зпдно [1], шлаки - це продукти високотемпературно! взаемоди палива, руди, плавшв та газового середовища.

Металургшш шлаки е сировинним матер1алом для буд1вельно! промисловосп. Проте для розробки технолопчних ршень з переробки металургшних шлаюв { отримання на !х основ1 яюсних буд1вельних матер1ал1в необхщне ч1тке визначення { розумшня процешв формування

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.