CC BY
128
УДК 661.152+ 661.941
Р. Х. Хузиахметов
ТЕХНОЛОГИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И NMgS-УДОБРЕНИЙ С РЕГУЛИРУЕМОЙ СКОРОСТЬЮ РАСТВОРЕНИЯ НА ОСНОВЕ ЦЕМЕНТА СОРЕЛЯ
Ключевые слова: пролонгированное азотное удобрение, строительные материалы, технология, рецептура, магнезиальное вяжущее, цемент Сореля, затворители, наполнители, прочность, водопоглощение, скорость растворения удобрений.
На основе цемента Сореля разработана технология продуктов двойного назначения - азотно-магниевых удобрений с регулируемой скоростью растворения и облицовочных строительных материалов. Показано, что для получения строительных материалов необходимо высококачественное магнезиальное вяжущее с активным MgO. Низкокачественное магнезиальное вяжущее может быть использовано для затворения азотных удобрений с целью уменьшения скорости их растворения. Установлено, что получаемые при этом NMgS- удобрения являются щелочными, гранулы имеют значительно высокую прочность, а скорость их растворения можно регулировать в широких пределах.
Keywords: prolonged nitrogen fertilizer, building materials, technology, formulation, magnesia astringent, Sorel cement, a mixing,
fillers, strength, water absorption, dissolution rate of fertilizer.
Sorel cement-based products developed technology dual-use - nitrogen- magnesium fertilizers at a controlled rate of dissolution and cladding of building materials. It is shown that to obtain high-quality building materials must magnesia astringent active MgO . Substandard magnesian binder may be used for the mixing of nitrogen fertilizer in order to reduce their rate of dissolution. Found that the thus-obtained are alkaline NMgS- fertilizer granules have significantly higher strength and dissolution rate can be adjusted over a wide range.
Введение
Цемент Сореля представляет собой гидроксосоли переменного состава на основе магнезиального вяжущего (MgO) и магниевых солей пМд(ОН)2МдХтН2О (х = МдС!2, МдЭ04). В качестве строительного материала на практике используется преимущественно цемент на основе бишофи-та (МдС!26Н2О): фибролит, ксилолит, магнезиальные бетоны, шпатлевки и т.д. В последние годы наблюдается огромный интерес к технологии стек-ломагнезитового листа - СМЛ (стекломагниевый лист, стекломагнезит и т.п.), используемого в качестве огнезащитного материала (в отличие от гипсо-картона выдерживает температуру до 10000С) [1-3]. СМЛ предназначен также для внутренней и внешней отделки стен, изготовления декоративных, звукопоглощающих изделий и т.д.
Для уменьшения расхода дефицитного МдО в цемент добавляют различные легкие органические и неорганические наполнители (опилки, перлит и т. д.), благодаря которым листы могут быть достаточно легкими (р = 0,8-1 г/см3).
Показатели качества СМЛ регламентируются техническими условиями предприятий-разработчиков и меняются в достаточно широких пределах. Так, например, в соответствии с ТУ 5742001-79255329-2007 [4] продольная прочность листов размером 2800х1200х при толщине 1 = 3-10 мм должна быть в пределах 16-8 МПа, а по ТУ 5742001-65763474-2011 [5] - 5-6 МПа. При этом стандарт [4] допускает величину влагопоглощения до 25-40%, а [5] - лишь 10 %.
Строительные изделия на основе цемента Сореля не горят, является экологически чистыми, стойки к гниению и размножению микробов.
В случае затворения магнезиального вяжущего бишофитом в пМд(ОН)2МдС!2тН2О соотношение компонентов может меняться в достаточно
широком интервале: п = 1-10; т = 5-21. При этом магнезиальный камень формируется преимущественно из Мд(ОН)2, 3Мд(ОН)2МдС!28Н2О (ГОХ-3) и 5Мд(ОН)2МдС!28Н2О (ГОХ-5), а свойства его зависят от соотношения указанных компонентов. Отмечается также, что вначале образуется метаста-бильный ГОХ-5, который затем в твердом камне перекристаллизуется в стабильный ГОХ-3. При этом указывается, что 5Мд(ОН)2МдС!28Н2О стабилен при концентрации РМдс|2 ~ 20% и цементный камень представляет собой смесь ГОХ-5+Мд(ОН)2. В случае РМдС12 >20% конечный продукт твердения представляет собой смесь ГОХ-5+ГОХ-3, а при РМдС|2 < 20 % - преимущественно Мд(ОН)2.
Известно, что при эксплуатации изделий гидроксидхлориды СМЛ способны взаимодействовать с СО2 воздуха и атмосферными осадками с образованием на поверхности изделий соответствующих соединений: Мд(ОН)2МдС!2-2МдСО3-6Н2О и Мд(ОН)2-4МдСО3-4Н2О. Эти соединения имеют низкую растворимость, поэтому предотвращают вымывание ГОХ и, следовательно, разрушение изделий.
Исходя из вышесказанного, основным недостатком строительных материалов на основе цемента Сореля является непостоянство их состава и, следовательно, возможность изменения основных показателей качества в ходе эксплуатации изделий. Это, в первую очередь, связано с непостоянством состава магнезиального вяжущего и наличием в нем «пережога» (неактивного МдОНЕдКТ). В настоящее время основным магнезиальным вяжущим является каустический магнезит - ПМК-75 (порошок магнезитовый каустический) - отход обжига магнезита ОАО «Комбинат «Магнезит» (г. Сатка) [6]. Используется также магнезиальное вяжущее [7], получаемое на основе аморфного магнезита Халиловского месторождения (Оренбургская обл.). В последние
годы разработана технология получения вяжущего низкотемпературным обжигом низкокачественного брусита Кульдурского месторождения [8].
Указанные стандарты регламентируют в вяжущих лишь содержание общего МдО. В то же время наличие даже небольшого количества «пережога» приводит к его запоздалой гидратации уже в готовом изделии с изменением состава и структуры соединений и, как следствие, прочность изделий при этом резко уменьшается (вплоть до их разрушения).
Следует подчеркнуть, что при хранении и транспортировке из-за трудно контролируемых факторов (влажность и температура воздуха, герметичность упаковки и др.) качество магнезиального вяжущего также может существенно снижаться. При этом активный МдОАКТ взаимодействует с влагой воздуха с образованием Мд(ОН)2, который, в отличие от МдО, при затворении с раствором бишофита не позволяет получить высокопрочного цемента.
С учетом вышесказанного нами предложен альтернативный вариант использования низкокачественного магнезиального вяжущего (с малым содержанием МдООБщ, высоким содержанием «пережога» МдОНЕАкт и различных примесей) для получения пролонгированных азотных удобрений [9].
Сущность данного способа заключается в том, что каустический магнезит затворяют вместо бишофита раствором Мд804, а вместо наполнителей вносят азотные удобрения (карбамид, аммиачная селитра) и смесь гранулируют. Образующийся композит состоит из гомогенной смеси гидроксидсуль-фатов магния - ГОС [пМд(ОН)2Мд804тН2О] с азотными удобрениями. При этом частично возможно также образование различных соединений между карбамидом и солями магния [например, Мд8О4СО(ЫН2)2-3Н2О]. Необходимость замены бишофита на Мд8О4 продиктовано тем, что на развитие большинства сельскохозяйственных культур С1-- ионы влияют отрицательно. Предлагаемый вариант использования цемента Сореля при этом позволяет регулировать скорость растворения азотных удобрений в необходимых пределах, значительно уменьшить потери азота, нейтрализовать кислотность почв и в конечном итоге, благодаря этим факторам, увеличить урожайность.
С учетом вышесказанного, целью данной работы является разработка технологии получения облицовочных строительных материалов и азотных удобрений с регулируемой скоростью растворения на основе различных магнезиальных вяжущих.
Экспериментальная часть
Объектами исследований являются облицовочные строительные материалы (СМЛ) и медленно растворимые ЫМд8-удобрения, получаемые на основе цемента Сореля.
При получении СМЛ в качестве затворителя использовали бишофит (ГОСТ 7759-73), а наполнителя - опилки (ГОСТ 18320) и перлит (ГОСТ 10832).
ЫМд8-удобрения получали с использованием Мд8О4 7Н2О (ТУ2141-073-00206457-2006, а наполнителями служили карбамид (ГОСТ 20812010) и аммиачная селитра (ГОСТ 2-85).
Опыты проводили практически по одной и той же схеме, отличающейся тем, что в случае получения удобрения его гранулировали (рис. 1).
Магнезиальное вяжущее
;яжуще
К+АС, (МдС12, Мд8О4)
Вода
Дозировка Дозировка Дозировка
5"
Охлаждение
Грануляция
Ретур (Б<1мм)
Сушка
-1 СМЛ
.Л.. ММдЭ-
Х.(р =1
Класси- **♦.. фикация ..♦'*
X
СМЛ или
ЫМд8-удобрение (Б =1-4 мм)
Рис. 1 - Блок-схема получения СМЛ и ММдБ-удобрений
Расчетные количества МдС12 (получение СМЛ) или Мд8О4 с азотными удобрениями растворяли в воде (в случае неполного растворения смесь подогревали). Горячий раствор быстро смешивали с магнезиальным вяжущим, полученную густую сме-танообразную массу выливали на форму (при получении СМЛ толщина слоя 3-10 мм, в случае ЫМд8-удобрения - 1-4 мм). Твердение реакционной смеси происходило обычно в течение нескольких минут (по мере остывания до 60-800С).
После охлаждения и твердения полученную плитку СМЛ вынимали из формы и сушили в комнатных условиях. Плитку ЫМд8-удобрения сразу же измельчали различными способами (не дожидаясь окончательного твердения и упрочнения). В случае относительно небольшой скорости твердения удобрений тестообразную реакционную массу гранулировали с помощью экструдера. Измельченные гранулы классифицировали (1-4 мм) и мелкую часть (около 5-10 %) возвращали в цикл (смеситель или гранулятор-экструдер).
Основные показатели качества СМЛ (прочность при изгибе - оИЗГ, МПа), плотность и водопо-глощение) определяли по стандарту [5].
Химический состав полученных ЫМд8-удобрений (содержание различных форм азота, МдО и т.д.) определяли стандартными методами [10]. Кроме того оценивали также основные физико-химические свойства гранул: прочность, кинетику растворения, скорость влагопоглощения и некоторые другие показатели.
Обсуждение результатов
Исходя из вышесказанного, меняя соотношение вяжущего и затворителя можно регулировать фазовый состав цементного камня и, следовательно, прочность конечных изделий. В случае нахождения оптимального соотношения магнезиальный камень будет прочным и непроницаемым.
Однако, как уже отмечалось выше, основная проблема при этом заключается в непостоянстве состава магнезиального вяжущего. Следует еще раз подчеркнуть, что требования к содержанию МдОАКТ (способного к химическому взаимодействию с водой) в стандартах на каустический магнезит и магнезиальное вяжущее вообще отсутствуют [6,7].
Теоретически при максимально допустимом содержании п.п.п. (в основном, СО2) до 16 % МдО может находиться в связанном виде (~ 34% МдСО3).
Следует отметить, что качество магнезиальных вяжущих в значительной степени зависит от содержания свободного СаОСВ (при этом связанный СаСО3 остается инертным наполнителем). Существующими стандартами предусмотрено наличие лишь общего его количества (СаООБщ = 4-6%), а требования к содержанию СаОСВ отсутствуют. В то же время известно, что содержание даже небольшого количества СаОСВ > 0,2 % приводит к резкому уменьшению прочности изделий и увеличению их водопоглощения за счет образования гигроскопического СаС!2:
СаО + МдС!2 + Н2О = СаС12 + Мд(ОН)2.
Новые стандарты, регламентирующие максимально допустимое количество «пережога» (МдОНЕАК <. 5 %) разработаны Крамар Л.Я. с сотрудниками [1]. Методика определения активного МдОАКТ (свободного МдОСВ, способного к химическому взаимодействию с водой) в магнезиальных вяжущих предложена нами в работе [11].
С учетом вышесказанного, для получения образцов СМЛ было выбрано магнезиальное вяжущее марки МКС («магнезит каустический строительный») с максимальным содержанием МдО при минимальном количестве СаО. По величине п.п.п. можно констатировать о наличии лишь небольшого количества неразложившегося МдСО3, но его наличие одновременно является косвенным доказательством отсутствия свободного СаОСВ, т.к. температура разложения СаСО3 значительно выше (что подтверждено термогравиметрическим анализом).
Результаты опытов по получению образцов СМЛ с различным составом ГОХ представлены в табл. 1. При этом варьировали также концентрацией бишофита и содержанием наполнителей.
Как видно из таб. 1, СМЛ без наполнителей имеют достаточно высокую прочность и относительно низкую величину водопоглощения для всех видов ГОХ. Однако плотность этих образцов достаточно высокая (р=1,2-1,4 г/см3), кроме того они очень хрупкие. По действующим стандартам [4, 5], СМЛ должен быть гибким и не раскалываться по краям при ввинчивании соединительных шурупов.
Добавка наполнителей, прежде всего дешевых опилок хвойных пород деревьев, способствует не только существенной экономии материалов за счет снижения плотности (р=1-1,2 г/см3), но и уменьшению хрупкости, а также увеличению эластичности СМЛ. Однако при этом резко возрастает водопотребность для образования теста нормальной густоты (сметанообразного состояния), следовательно, существенно уменьшается концентрация
МдС!2, что приводит к уменьшению прочности и существенному увеличению водопоглощения изделий (до 30% и выше).
Таблица 1 - Условия получения и свойства СМЛ (Бш - бишофит, Оп - опилки, Пт - перлит)
№ Состав МВ:Бш:Оп:П СТ ИЗГ,
образца ГОХ Р|У1дС!2, МПа
% % 28 18
сут мес
СМЛ = МКС+Бш (РМдС!2 = 25%)
СМЛ-1 ГОХ-3 0,66:1:0:0 25 12 1,3 9,0
СМЛ-2 ГОХ-5 1,1:1:0:0 -II - 11 7,6 7,6
СМЛ-3 ГОХ-7 1,54:1:0:0 -II - 9 13,4 11,7
СМЛ = МКС+Бш+Оп+Пт (РМдС!2 = 25%)
СМЛ-4 ГОХ-3 0,69:1:0,17:0,1 25 18 7,2 7,3
СМЛ-5 ГОХ-5 1,13:1:0,27:0,14 -II - 12 5,6 5,6
СМЛ-6 ГОХ-7 1,58:1:0,32:0,16 -II - 14 5,9 7,9
СМЛ=МКС+Бш+Оп+Пт
СМЛ-7 ГОХ-5 1,17:1:0,28:0,13 19 32 4,0 3,2
СМЛ-8 -II - -II - 22 20 7,8 8,6
СМЛ-9 -II - -II - 25 21 7,5 6,7
СМЛ-10 ГОХ-5 1,16:1:0,4:0,47 19 30 9,6 9,8
СМЛ-11 -II - -II - 22 23 4,2 9,2
СМЛ-12 -II - -II - 25 15 8,4 8,3
Сравнение данных прочности изделий за 28 сут. и 18 мес. (гарантийный срок) показывает, что прочность изделий, в основном, снижается, хотя в некоторых случаях наблюдается обратная картина. Это обстоятельство еще раз доказывает сложность физико-химических процессов, протекающих уже в твердом теле цементного камня, которые во многих случаях зависят не только от указанных выше факторов («неактивный» МдОНЕАК, свободный СаОСВ, тонкость помола и т. п.), но также, вероятно, от не учтенных (наличие тех или иных примесей, возможность их взаимодействия и др.).
В случае уменьшения прочности изделий происходит эквивалентное возрастание величины водопоглощения (уменьшение прочности изделий связано с образованием трещин, куда и проникает вода).
С учетом того, что состав магнезиального вяжущего в большинстве случаев не постоянный (при хранении и транспортировке происходит гидратация МдО парами воды воздуха), возникает вопрос о возможности использования вместо МдО стабильного продукта его гидратации - Мд(ОН)2. Однако, как показывают экспериментальные данные, образование прочного цементного камня возможно лишь с МдО.
Использование для получения СМЛ магнезиального вяжущего с высоким значением МдОАКТ также нежелательно. При достаточной высокой скорости набора прочности в начальный период (за счет быстрого образования ГОХ) в данном случае возможно блокирование части свободного МдОСВ внутри вновь образовавшихся соединений. Как следствие, более поздняя гидратация этой части МдОСВ в ходе эксплуатации изделий может привести к уменьшению их прочности.
Исходя из вышесказанного, наиболее оптимальным можно считать магнезиальное вяжущее с минимальным содержанием СаОСВ и, наоборот, связанного MgO [т.е. МдСОз], причем МдОСВ должен иметь среднюю величину активности.
Как уже отмечалось выше, в настоящее время разрабатываются и новые стандарты к магнезиальным вяжущим для производства СМЛ с учетом указанных наборов требований, и соответствующие технологии. Однако, учитывая непостоянство состава магнийсодержащего сырья даже в пределах одного месторождения, проблему получения магнезиального вяжущего оптимального состава для производства СМЛ следует решать для каждого из этих месторождений индивидуально.
Исправить как-либо качество магнезиального вяжущего, которое не пригодно для производства СМЛ, практически невозможно. При этом его можно использовать лишь в тех или иных областях, не предъявляющих требований к активности MgO (химическая промышленность - производство солей магния; производства огнеупоров - при отсутствии СаО; сельское хозяйство - магниевое удобрение с одновременной нейтрализацией кислых почв и т.д.).
Альтернативный вариант использования магнезиального вяжущего, не удовлетворяющего требованиям для производства СМЛ, как уже отмечалось выше, заключается в применении его не просто в качестве магниевого удобрения, а в смеси с азотными удобрениями для уменьшения скорости их растворения.
С целью решения проблемы снижения скорости растворения азотных удобрений (следовательно, потерь азота) разработаны и внедрены в производство различные технологии модифицирования азотных удобрений: капсулирование, опудри-вание, гранулирование совместно с известняковой мукой (ИАС - известково-аммиачная селитра) и т.д. Так, например, НАК «Азот» (г. Новомосковск) выпускает гранулированную смесь аммиачной селитры с доломитовой мукой (САЫ) [12]. Общеизвестно, что азотные удобрения, содержащие все 3 формы азота (Nnh2 , Nnh4 и Nno3 ), являются наиболее эффективными для развития растений. С учетом этого некоторые предприятия страны выпускают жидкую КАС - карбамидно-аммиачную смесь: N=28-32%; К:АС=0,74-0,8 мас. (ОАО «Акрон», г. В.Новгород, ОАО «Невинномысский Азот» и т.д.) [13]. Общеизвестно, что смесь твердого карбамида с аммиачной селитрой имеет очень низкую температуру плавления (при К:АС=50-30%:50-70% ТПЛ = +400С), жадно поглощает влагу из воздуха и при К:АС:Н2О= 36%:44%:20% превращается в незамерзающую жидкость (с увеличением количества воды смесь К:АС:Н2О= 28%:35%:37% не замерзает даже при «-200С»).
При смешении КАС с низкокачественным магнезиальным вяжущим (например, ПМК-75 или БСО, не пригодные для получения строительных материалов из-за относительно низкого содержания МдООБщ) по предложенной нами технологии конечный продукт остается твердым благодаря образованию цемента Сореля (в присутствии затворителя).
Вода, добавляемая для растворения эпсомита, при этом расходуется на образование гидроксидсулфа-тов магния - ГОС. Гранулы данного продукта в комнатных условиях остаются сухими, увлажнение их начинается лишь при высоких значениях влажности воздуха ~ WОвв>70% (с уменьшением влажности гранулы подсыхают, но при этом слипаются в агломераты).
Для получения гранулированного КАС можно использовать низкокачественное магнезиальное вяжущее с сравнительно низким содержанием МдООБщ ~30-40%, при наличие даже относительно небольшого количества свободного МдОСВ, причем допускается также значительное количество «пережога» - МдОНЕАКТ. Кроме того допускается наличие СаОСВ, т.к. он взаимодействует с эпсоми-том с образованием достаточно прочного и нерастворимого гипса:
СаО + Мд8О4 + ЗН2О = Мд(ОН)2+Са8О4-2Н2О.
Готовый продукт представляет собой гранулированное щелочное комплексное ЫМд8- удобрение, предназначенное для использования преимущественно на кислых почвах под все виды сельскохозяйственных культур.
Проблема регулирования скорости растворения гранул, следовательно, изменения продолжительности растворения удобрений, решается при этом путем изменения соотношения между вяжущим и затворителем, а также изменением формы и размеров гранул.
Продолжительность растворения удобрений связана с продолжительностью вегетационного периода развития растений. Как известно, различные культуры имеют различный период вегетации: большинство злаковых, например, интенсивно растут лишь в течение 1-2 месяцев, в то время как технические культуры для силосования - до поздней осени. Причем некоторые технические культуры после первого укоса развиваются более интенсивно (за счет развитой корневой системы) и при этом потребляют значительно большего количества азота. Следовательно, для каждой культуры необходим свой индивидуальный режим азотного питания, который может быть подобран соответствующей скоростью и продолжительностью растворения гранул.
При необходимости увеличения продолжительности растворения размеры гранул могут быть существенно увеличены: так, например, гранулы ИАС (НАК «Азот», г. Новомосковск) имеют преимущественный размер 4-7 мм. При этом благодаря малой скорости растворения и высокой щелочности (рН =8-9) не возникает опасности угнетения растений из-за резкого увеличением концентрации азота в почве вокруг таких больших гранул.
Результаты опытов по получению ЫМд8-удобрений представлены в табл. 2. При этом варьировали соотношением компонентов («вяжу-щее:эпсомит»), соотношением удобрений «К:АС» (КМУ - К:АС = 0:1 мас., КСМУ - К:АС = 1:1 мас., СМУ- К:АС = 0:1 мас.) и концентрацией Мд8О4.
Таблица 2 - Состав ЫМдБ - удобрений (ГОС-5)
£ ,О д Щ Б О г Состав ММдБ - удобрений, %
Удобрение £ м, )С д( г :)К( г ГОС 2 X г ^г со X О г г МдО (О (О д г и
КМУ-1 1 17,8 37,8 0 7,7 1 46
КСМУ-1 0,2 0,5 15,7 16,7 16,7 6,8 0,9 41
СМУ-1 0 14,0 0 29,8 6,1 0,8 37
КМУ-2 1 24,1 34,7 0 10,4 1,4 46
КСМУ-2 0,3 0,5 21,4 15,5 15,5 9,3 1,2 41
СМУ-2 0 19,3 0 27,8 8,3 1,1 37
КМУ-3 1 29,4 32,1 0 12,7 1,7 46
КСМУ-3 0,4 0,5 26,3 14,4 14,4 11,4 1,5 41
СМУ-3 0 23,9 0 26,1 10,3 1,4 37
Основными критериями качества ЫМдБ-удобрений являются:
- содержание общего азота Иобщ - (не менее 20 %);
- соотношение М(К):М(ДС);
- соотношение ЫОБщ:МдО (Ыобщ:МдО = 1:0,2^0,4 мас. - оптимально для большинства культур).
Расчеты показывают, что при максимально допустимом соотношение Ыобщ:МдО=1:0,6 мас. минимальное содержании азота в ЫМдБ-удобрениях составляет Ыобщ и 22 % (МдО возрастает до «13%). При увеличении МдО:Ыобщ > 0,6 мас. для большинства культур избыток магния может оказывать уже угнетающее действие.
Таким образом, изменяя массу добавляемого МдО (и эквивалентное количество МдБО^ можно получить ЫМдБ- удобрение с регулируемой скоростью растворения. Чем больше количество магнезиального вяжущего, тем больше количество связующего цемента Сореля, следовательно, тем меньше скорость растворения гранул. Так, например, для КМУ-1 (ЫОБщ:МдО=1:0,2 мас) время растворения гранул наполовину т0,5 = 50 мин, для КМУ-3 (ИОБщ:МдО=1:0,4 мас) - т0,5= 60 мин (для карбамида т0,5 = 3 мин).
В комнатных условиях гранулы ЫМдБ-удобрений практически не слеживаются. В условиях продолжительной выдержки во влажной среде ^овв = 60-80 %) они увлажняются, но не теряют свою форму, в то время как карбамид при WОВВ= 80% полностью растворяется в течение 2 мес., а при WОВВ = 90-100 % - в течение 1 мес.
Возможно, что при этом впитываемая гранулами ЫМдБ-удобрений влага способна встраивается в кристаллическую решетку ГОС, увеличивая в нем долю кристаллогидратной воды.
Максимальное величина влагопоглощения для карбамида в течение 5 мес. составляет 184 %, в то время как для образцов КМУ значительно меньше
- лишь 130-120 %.
Все виды ЫМдБ- удобрений являются щелочными (рН растворов ~10), что при внесении их в почву будет способствовать нейтрализации ее избыточной кислотности.
Прочность ЫМдБ- удобрений по сравнению с прочностью исходного карбамида значительно выше и в зависимости от количества добавляемого МдО для цилиндрических гранул размером 2-3 мм составляет ст СЖ = 2-3 кг/гранула, а для крупных сферических гранул размером 5-7 мм - до 10-20 кг/гранула.
Можно ожидать, что благодаря увеличению коэффициента использования азота растениями ЫМдБ- удобрения будут способствовать увеличению урожайности, нейтрализации кислых почв, получению несколько укосов зеленой массы технических культур (благодаря уменьшению скорости растворения удобрений и увеличения тем самым продолжительности равномерного поступления азота в почву).
Следует отметить, что ожидаемый положительный агрохимический эффект разрабатываемых ЫМдБ- удобрений связан не только с уменьшением потерь азота в почве из-за вымывания осадками, но и наличием в них магния, а также нейтрализующим эффектом Мд(ОН)2.
Однако эти предположения требуют проверки в вегетационных и полевых опытах с различными культурами (особенно с теми, которые потребляют много магния) в реальных климатических условиях каждого региона.
Выводы
Таким образом, на основе выполненных исследований можно сделать следующие выводы:
- показано, что нестабильные показатели качества строительных материалов (СМЛ) на основе цемента Сореля определяются, в первую очередь, непостоянством состава магнезиального вяжущего;
- при неконтролируемом изменении целого набора наиболее важных показателей качества вяжущего [содержание «активного» МдОдКТ, «неактивного» МдОНЕДКТ, «связанного» МдОСВЯЗ -Мд(ОН)2 и МдСОз, «свободного» СаОСВ] добиваться стабильности основных показателей качества изделий (прочность, водопоглощение, плотность) является весьма проблематичным;
- низкокачественное магнезиальное вяжущее. непригодное для производства СМЛ, может быть использовано для получения азотных удобрений с регулируемой скоростью растворения за счет затворения их цементом Сореля (при замене бишо-фита на эпсомит);
- разработаны способы получения различных видов ЫМдБ- удобрений (N-26-38%, МдО-7-17 %) с суммарным содержанием элементов питания до 37-46 % (КМУ, КСМУ и СМУ - отличающиеся видом азотного удобрения и их соотношением);
- показано, что эти модифицированные щелочные азотные удобрения (рН > 10) имеет высокую прочность, не гигроскопичны и не слеживаются.
Литература
1. Л.Я. Крамар. Дисс. докт. техн. наук, Южно-Урал. гос. ун-т, Челябинск, 2007. 342 с.
2. В.В. Зимич. Дисс. канд. техн. наук, Южно-Урал. гос. ун-т, Челябинск, 2010. 165 с.
3. В.В. Зырянова. Дисс. докт. техн. наук, Нац. исслед. Томск. политехн. ун-т, Томск, 2010. 316 с.
4.ТУ 5742-001-79255329-2007.Листы стекломагнезитовые Ростов-на-Дону, 2007
5.ТУ 5742-001-65763474-2011.Листы стекломагнезитовые Кирово-Чепецк, 2011
6. ГОСТ 1216-87. Каустический магнезит
7.ТУ 5744-001-60779432-2009. Магнезиальное вяжущее.
8. А.А.Орлов. Дисс. канд. техн. наук, Южно-Урал. гос. ун-т, Челябинск, 2012. 149 с.
9. Р.Х.Хузиахметов, Вестник Казан. технол. ун-та, 17, 5, 54-59 (2014).
10. ГОСТ 30181-94 Удобрения минеральные . Методы определения азота.
11. Р.Х.Хузиахметов, Вестник Казан. технол. ун-та, 16, 21, 58-65 (2013).
12. ТУ 2189-064-05761643-2003. Известково-аммиачная селитра. Новомосковск, 2003.
13. ТУ 2181-629-00209023-02. Карбамидно-аммиачная смесь
© Р. Х. Хузиахметов - канд. хим. наук, доц. каф. технологии неорганических веществ и материалов КНИТУ, [email protected].
© R. Kh. Khuziakhmetov - PhD in Chemistry, Associate Professor, Department of technology of inorganic substances and materials, Kazan State Technological University, [email protected].
