Шикізат материалдарының сипаттамалары
Мазмұны
Нормативті құжаттар 4
Анықтамалар 5
Шартты белгілер мен қысқартулар 6
Кіріспе 7
1. Керамикалық кірпішті өндірудің қазіргі жағдайы және 9
даму перспективалары
1.1. Керамикалық қабырға материалдарының өндірісінде отын 10
энергетика және мұнай газ қалдықтарын пайдалану
1.2Дәстүрлі емес саз материалдар неорганикалық компонентер 17
ретінде дисперстік жүйелерде пайдалану және оларды белсендіру
1.3. Жергілікті шикізат негізіндегі керамикалық кірпіштің 20
сапасын жоғарылату жолдары
Қорытынды 23
2. Шикізат материалдарының сипаттамалары және зерттеу әдістері 24
2.1 Шикізат материалдарының сипаттамалары 24
2.2 Керамикалык материалдар қасиеттерін және құрылымын 31
зерттеу тәсілдері
3. ЖЭС күлдері негізіндегі қабырғалық керамикалық бұйымдардың 32
құрамын жасау және физика-химиялық процесстерді зерттеу
3.1. ЖЭС күлі және саздақты,дефекатты пайдаланумен алынған 32
қыш құрамын Шеффе симплекс математикалық жоспарлау әдісімен анықтау
3.2Керамикалық бұйымдарды нығыздау параметрлерін анықтау 35
3.3. ЖЭС күлдері және саздақты пайдаланумен күйдірілген қыш 40
құрамын және технологиялық параметрлерін анықтау
3.4. Саздақ,ЖЭС күлі жүйесіндегі күйдіру процестерін зерттеу 46
Қорытынды 51
4. Мұнай және бұрғылау шламдарын керамикалық кірпіш 52
құрамдарында пайдалануды зерттеу
4.1Мұнай лайларын қыш құрамын жасау үшін пайдалану 52
4.2.Бұрғылау лайларын қыш технологиясында пайдалануды зерттеу 54
Қорытынды 60
5. Отын үнемдеші қыштың технологиялық параметрлері 61
және техника-экономикалық тиімділігі
5.1 Саздақ және отын үнемдеуші қоспалардан дайындалған 61
қыштың технологиялық параметрлері
5.2 Саздақ және отын үнемдеуші қоспалар негізіндегі 65
қыш өндірудің экономикалық тиімділігі
Қорытынды 70
Қолданылғанәдебиеттертізімі 71
НОРМАТИВТІ ҚҰЖАТТАР
1. ГОСТ 530-2012 Кирпич керамический и камни.
2. ГОСТ 21216.91. Саз шикізатының иілімділігін анықтау тәсілдері. 3.ГОСТ 7025-91.Определение средней плотности.
4. ГОСТ 8462-85.Определение марки по прочности.
5. ГОСТ 310.4-81.Методы определения предела прочности на сжатие и изгиб.
6. ГОСТ 21216.0-93 Сырье глинистое. Методы анализа.
7. ГОСТ 21216.12-93 Сырье глинистое. Метод определения остатка на сите с сеткой № 0063.
8. ГОСТ 21216.1-93 Сырье глинистое. Метод определения пластичности.
9. ГОСТ 21216.3-93 Сырье глинистое. Метод определения свободного диоксида кремния.
10. ГОСТ 21216.4-93 Сырье глинистое. Метод определения крупнозернистых включений.
11. ГОСТ 21216.6-93- Сырье глинистое Метод определения кальция и магния в водной вытяжке.
12. ГОСТ 21216.9-93 Сырье глинистое. Метод определения спекаемости глин.
13. ГОСТ 21216.10-93 Сырье глинистое. Метод определения минерального состава.
14. ГОСТ 21216.11-93 Сырье глинистое. Метод определения огнеупорности легкоплавких глин
15. ГОСТ 2409-95 Огнеупоры. Метод опр еделения кажущейся плотности, открытой и общей пористости, водопоглощения
16. ГОСТ 2642.0-86 ГОСТ 2642.14-86 Ма териалы и изделия огнеупорные. Методы анализа;
17. ГОСТ 2642.1.-86 Огнеупоры и огнеу порное сырье. Метод определения гигроскопической влаги.
18. ГОСТ 2642.2 86 Материалы и изделия огнеупорные. Методы определения изменения массы при прокаливании.
19. ГОСТ 7025-91 Кирпич и камни керамические и силикатные. Методы определения водопоглощения, плотности и контроля морозостойкости.
20. ГОСТ 8462-85 Материалы стеновые. Методы определения пределов прочности при сжатии и изгибе
21. ОСТ 21-78-88 Сырье глинистое (горные породы) для производства керамических кирпича и камней. Технические требования и методы испытаний.
22. ГОСТ 7025-94.Материалы стеновые и облицовочные. Методы опреде- ления водопоглощения и морозостойкости.
23. ГОСТ 9169-78. Глинистое сырье.
АНЫҚТАМАЛАР
Элювиалды тау жыныстары-желдің,атмосфералық әсердің салдарынан шөккен кеуек тау жыныстары.
Лессті саздақ-кеуек сары түсті саз балшық.
Пелит фракциясы-топырақ құрамындағы саз балшықты қоспалар. Құмайт-құрамында 5-10 саз балшық бар топырақ.
Саздың байланыстығы - саз түйіршіктерін ажыратуға керекті күштің шамасымен сипатталынады жоғарыда айтылғандай, саз байланыстығы саздың түйіршіктерінің ұнтақтылығымен және жұқа жалпақтығымен түсіндіріледі. Сазда неғұрлым саздық ұнтақ түйіршіктері көп болса соғұрлым оның байланыстығы жоғары.
Саздың байланыстырушы қабылеті құм, шамот және т.б.с.с. құнарсыз материалдардың түйіршіктерін біріктіріп, кебе келе жетерліктей мықтылығы бар тасқа (қышқа) айналу қабілетімен сипатталынады. Құмдық және шаңдық фракцияларының мөлшері сазда көбейген сайын оның байланыстырушылығы нашарлай түседі.
Саздың ауалық шөгілуі - қыштық материалдар мен бұйымдар мөлшерлерінің және көлемінің кептіруден кейінгі кішіреюімен сипатталынады. Мұны кептірілу қасиеттері деп те атайды.
Арнаулы қоспалар керамикалық бұйымдардың түсін жақсартады, ала-жұла таңбаларды болдыртпайды, саздағы табиғи қосындылардың зияндық әсерлерін жоюды қамтамасыз етеді. Бұларға жататындар: сұйық шыны, түрлі бояулар, ас тұзы және т.б. қосындылар.
Бентонит сазы - иілгіштік қасиеті жоғары саз балшық.
Дисперсті жүйе - дисперсті фаза мен дисперстік ортадан тұратын жүйе.
Дисперсті орта - дисперсті фазаның бөлшектері біркелкі таралған біртекті зат.
Дисперсті фаза - өте майдаланған күйінде болатын дисперсті ортада таралған зат.
ЖЭС күлі - көмірді жағудан пайда болатын ұсақ, отқа төзімді табиғи бейорганикалық зат.
Саздақ - құрамында 30% саз бөлшектері бар ,кеуекті сары топырақ.
Макроқұрылым - жай көзбен көруге болатын материалдар.
Микроқұрылым - микроскоп арқылы ғана көруге болады, молекулалық - иондық деңгейде зерттелетін құрылыс, оны электрондық микроскоп арқылы көруге болады.
Саз балшық - каолинит реакциясы арқылы таулы жыныс дала шпатының көпжылдық бұзылу нәтижесінен пайда болған өнім.
Керамикалық пресс ұнтақтар-ылғалдығы аз,бір-бірімен байланыспайтын дисперсті саз балшықты жүйелер.
Компрессиялық қисықтар-нығыздау қысымына байланысты пресс ұнтақтың шөгуін өзгеруін көрсететін график.
ШАРТТЫ БЕЛГІЛЕР МЕН ҚЫСҚАРТУЛАР
ЖЭС - жылу электр станция; МШ-мұнай шламы;
БШ-бұрғылау шламы;
КБҚ-көмір байыту қалдықтары; Rизг - иілу беріктігі;
Rсж - сығу беріктігі; W - ылғалдылық;
ρ - тығыздық;
СМ -серпімділік модулі; МПа - мегапаскаль;
мкм - микрометр;
мм - миллиметр;
м - метр;
кг - масса;
ч - час;
мин - минута;
тәу - тәулік;
с - секунда;
S - меншікті бет;
М - марка;
W -ылғалдылық;
ρ - тығыздық;
t -температура , °С;
λ -жылу өткізу коэффициенті қ.к.ш.-қыздыру кезіндегі шығын
ИИП-изобаралық-изотермиялық потенциал; Н-энтальпия;
S-энтропия;
n-зат мөлшері ;
РФА-рентгенфазалық анализ;
ДТА-дифференциалды термиялық анализ; ЖКН-жартылай кебу нығыздау;
ПЛН-пластикалық нығыздау;
КІРІСПЕ
Жұмыстың өзектілігі. ҚР Президенті Қ.К.Тоқаевтың үкіметке берген тапсырмасына сәйкес 2020 -2030 жылдары кемінде 15 млн шаршы метр тұрғын үй тұрғызу тапсырылған.Бұл маңызды мемлекеттік бағдарламаны ойдағыдай орындау үшін отандық құрылыс материалдар өндірісін, соның ішінде цемент,темірбетон,керамикалық қыш мекемелерін іске қосу немесе қуаттылығын арттыру қажет [1] .
Жылу сақтағыш қабырға материалдардың жалпы көлеміндегі керамикалық қыштың үлесі шамамен 35 % құрайды.Ол дегеніміз керамикалық қышқа деген сұраныстың артуында.Оның себебі де жоқ емес.Ежелден қыш жылу сақтау қабілеті,беріктігі,тазалығымен ерекшеленеді.Осы орайда айтатынымыз сапасы жоғары қышты өндіру үшін шикізаттық қордың азайып келе жатқандығы . Бұл жағдайда ескеріп қыш өндірісінде өндіріс қалдықтарын пайдалану алдыңғы қатарға еніп тұр [2]. Саз топырақты,отын үнемдеуші қоспаларды,шлактарды,күл шлакты қоспалар,бұрғылау және мұнай лайларын қабырға керамикасында пайдаланудың технологиясын жасау ғалымдар мен өндіріс қызметкерлерінің алдында тұрған маңызды тапсырмалар болып тұр .
Ғылыми жаңалығы.
-төменгі сұрыпты саздақтардан,құмайттарды және өндірістің жанама өнімдері : ЖЭС күлі,мұнай,бұрғылау шламынынан құралған керамикалық кірпіштің технологиялық параметрлері: қалыптану, анықталған;
-саздақ және қоспалардан тұратын қыштың 100-1000[о]С аралығында жүретін күйдіру,құрылымдық түзілу процесі зерттелді;
Зерттеулердің ғылыми зерттеу жұмыстарымен байланысы. Өндіріс қалдықтары негізінде жаңа құрылыс материалдар технологиясын жасау және олардың қасиеттерін зерттеу тақырыбындағы ғылыми ізденіс зерттеулеріне байланысты орындалды.
Ғылыми зерттелу дәрежесі. ЖЭС күлдерін,күл-қож қалдықтарын,мұнай және бұрғылау шламдарын қабырға керамикалық қышты алуда пайдаланудың теориялық және тәжірибе сұрақтарымен Сайболатов С.Ж.,Сүлейменов Ж.Т.,Сағындықов А.Ә. және тағы басқалары зерттеді.
Жұмыстың мақсаты. Отын үнемдеуші қоспаларды қабырға керамикалық материалдар технологиясында пайдалану.
Алға қойылған міндеттерді шешу үшін келесі негізгі есептер шешіледі:
oo ЖЭС күлдерін,күл-қож қалдықтарын,мұнай және бұрғылау шламдарының химиялық,минералогиялық,технологиял ық қасиеттерін зерттеу;
oo отын үнемдеуші,пластикалық қоспаларды пайдаланып,жеңіл керамикалық қыштың тиімді құрамын жасау, технологиялық және физика механикалық қасиеттеріне әсерін анықтау,физикалық қасиеттері:орташа тығыздығын, жылу өткізгіштік,аязға төзімділігінің әң түрлі факторларға байланысты өзгеруін зерттеу;
-саздақ микродисперсті күлден жасалған қыштың күлдің ұнтақтылығына байланысты қасиеттерінің өзгеруін зерттеу;
-мұнай және бұрғылау шламдарын қоспа түрінде пайдаланып қыштың тиімді құрамдарын алу.
Зерттеу нысаны. Саздақ,құмайт және отынды үнеудеші қоспалар:ЖЭС күлі,мұнай және бұрғылау шламдарынан алынған жылу сақтағыш және беріктігі жоғары керамикалық қыш.
Зерттеу объектісі. Саздақтар,ЖЭС күлдері,мұнай және бұрғылау лайларының химиялық,минералдық құрамы,олардың негізіндегі қыш құрамы,технологиялық және физика-механикалық қасиеттері ,күйдіру процестеріндегі өзгерістер.
Тәжірибелік құндылығы.Көмір сияқты қымбат әрі тапшы табиғи отынды үнемдейтін саздақ,ЖЭС күлдері,мұнай және бұрғылау шламдарын пайдаланып, беріктігі 12,5-25 МПа,орташа тығыздығы 1400-1450 кгм[3] қыш құрамдары және оны дайындау технологиясы жасалынды.Бұл құрамдарды өндіріске енгізгендегі экономикалық тиімділік жылына млн.теңге құрайды.
Қорғауға ұсынылады:Саздақ ,ЖЭС күлі,дефекат шикізат жүйесіндегі құрам-қасиет математикалық модельдері,күйдіру процесіндегі қыштың құрылымдық ерекшеліктері;
Саздақ,мұнай және бұрғылау шламдарынан тұратын қоспалар құрамы,күйдірудегі физика-химиялық процестер;
Саздақ және отын үнемдеуші қоспалардан қыш дайындаудың технологиялық процестердің параметрлері.
Жұмыстың талқылануы. Жұмыстың негізгі зерттеу нәтижелері ХХI ғасырдағы Евразия кеңістігіндегі білім мен ғылымның сабақтастығы,даму перспективалары халықарал.ғылыми-тәжіриб.конф. 18-19 қазан 2018 ж. Тараз қ.,талқыланды.
Зерттеулерді метрологиялық қамтамасыз етілуі. Бір топ физикалық,механикалық қасиеттерді анықтайтын заманауи құралдардар мен қондырғылар пайдаланды.
Зерттеу нәтижелерін пайдалану. Заманауи құрылыс материалдары және материалтану пәндерінде дәріс беруде, тәжірибе жұмыстарын жүргізгенде, курстық жобаларды орындағанда енгізілді.
Жұмыстың тұжырымдамасы. Керамикалық қабырға материалдарының өндірісінде отын энергетика және мұнай, газ өндірудегі қалдықтарын пайдалану бойынша ғылыми еңбектерге шолу жасалынып,жұмыстың негізгі мақсаттары белгіленді.ЖЭС күлі-дефекат-саздақ шикізат жүйесінде симплекс торлы математикалық модельдеу тәсілімен қыш құрамдары ,олардың физика- механикалық қасиеттері,құрылымы,нығыздау шамасының шикі қыш беріктігіне әсері анықталды. Саздақ-мұнай шламы,саздақ-бұрғылау шламы екі компонентті жүйедегі пластикалық тәсілмен алынған қыштың физика-механикалық қасиеттеріне қоспалардың әсері зерттелді.
Жұмыстың көлемі мен құрылымы. Диссертация 76 беттен, оның ішінде: кіріспеден,5 бөлімнен, қорытындыдан, 46 библиографиялық атаудан тұратын әдебиеттер тізімінен, 21 кестеден және 19 суреттен тұрады.
1. КЕРАМИКАЛЫҚ КІРПІШТІ ӨНДІРУДІҢ ҚАЗІРГІ ЖАҒДАЙЫ ЖӘНЕ ДАМУ ПЕРСПЕКТИВАЛАРЫ
Керамикалық қыш құрылыс материалдар өндірісінің құрылымында ерекше орын алады [1-2]. Құрылыс керамикасы-тұрғын және өнеркәсіптік ғимараттар мен құрылыстарды салу кезінде қолданылатын керамикалық бұйымдардың үлкен тобы болып саналады.
Құрылыс керамикасы бұйымдары өзінің ұзақ мерзімділігімен, жоғары көркемдік сипаттамаларымен және тазалығымен ерекшеленеді. Керамикалық кірпіш көп ғасырлар бойы аз қабатты тұрғын үйлер мен қосалқы үй-жайларды салу кезінде негізгі құрылыс материалы болып табылады.
Алайда дәл осы салада құрылыс материалдарының отандық өнеркәсібінің артта қалуы ерекше айқын көрінеді. Технологиялық жабдықтың физикалық және моральдық тозуы, бетонмен, темір бетонмен, панельді үй құрылысымен артық қызығушылығы бұл саланы ауыр жағдайға жеткізді. Керамикалық материалдардың сапасын арттыру, оларды өндіруге арналған энергетикалық және материалдық шығындарды төмендету, бұйымдар номенклатурасын кеңейту, өндіріс көлемін ұлғайту бүгінгі күні керамика саласының көптеген кәсіпорындары үшін маңызды міндеттер болып қала береді, ол бүгінгі күні айтарлықтай жоғары қарқынмен дамып келеді, бірақ қазіргі заманғы құрылыстың сұраныстарын толық қанағаттандырмайды.
Керамикалық бұйымдарға қойылатын кірпіш өнімдерінің қазіргі заманғы нарығының негізгі талабы керамикалық материалдардың тұрақты жоғары сапасы болып табылады. Жоғары талаптар тек берік көрсеткіштердің тұрақтылығына ғана емес, сондай-ақ өлшемдерге, форманың нақтылығына, түстердің реңіне де қойылады. Жұмыс істеп тұрған зауыттар бастапқы шикізаттың зерттелмеуіне және жергілікті шикізатты пайдалануға бағытталған технологиялық желілер әзірлемелерінің болмауына байланысты өнімді жеткіліксіз көлемде, ал жиі сапасы жоғары емес көлемде шығарады. Техникалық жабдықтау деңгейі мен өнімнің сапасы бойынша біз Еуропа мен Америка құрлығының алдыңғы қатарлы елдерінен айтарлықтай артта қалып отырмыз.
Керамикалық өнімнің сапасын жақсарту бойынша бірқатар технологиялық әзірлемелер шетелдік ғалымдардың ғана емес, сондай-ақ отандық мектеп өкілдерінің де бар.
Керамикалық бұйымдардың сапасын арттырудың технологиялық принциптерін әзірлеуге П. П. Будников, А. И. Августиник, И. А. Альперович, В. И. Верещагин, И. И. Мороз, Ю. И. Гончаров, В. А. Кондратенко, Р. З. Рахимов, И. Ф. Шлегель, Г. И. Горчаков, Ю. М. Баженов,С.Т.Сүлейменов,С.Ж.Сайболат ов,Қ.А.Нурбатуров және т.б. үлкен үлес қосты, бірақ олардың жұмыстары тек мамандардың тар тобына ғана белгілі және құрылыс индустриясы кәсіпорындарының басшылары әрдайым талап етпейді. Импорттық жабдықтарды сатып алу керамикалық өнеркәсіптің барлық проблемаларын шеше алмайды, өйткені жергілікті шикізат ресурстарының
ерекшеліктерін ескере отырып, технологиялық әзірлемелердің төмен деңгейін өтей алмайды, ал зауыттарды түбегейлі қайта жаңарту қаржылық қиындықтарға байланысты онжылдыққа кейінге қалдырылады. Саз балшықтар, керамика өнеркәсібінің негізгі шикізаты бола отырып, наножүйелер болып табылады және шикізат ерекшелігін ескере отырып, технологияларды әзірлеуге Елеулі көзқарасты талап етеді. Ежелгі уақыттан бастап (Қытай, Орта Шығыс) шикізатты қайта өңдеуге аса көңіл бөлінді. Әр түрлі керамикалық бұйымдарды дайындау технологиясы ғасырлар бойы ұрпақтан ұрпаққа берілетін практикалық тәжірибе негізінде қалыптасты. Панельді үй құрылысы және темір бетонмен артық әуестену 50-60 жылдары отандық керамикалық саланың құлдырауына алып келді. Көптеген жылдар бойы қалыптасқан тәжірибе мен дәстүрлер жоғалды. Нәтижесінде-кәсіпорындарда өндіріс ерекшелігін ескере отырып, шикізатты сапалы дайындау және қайта өңдеу мәселелеріне аз назар аударыла бастады. Қазіргі жағдайда керамикалық өндірісте саз шикізатының сапасын жақсарту мәселелері өзекті болып отыр. Қазақстанның көптеген аймақтарында жоғары сапалы керамикалық кірпіш өндіру проблемасы өткір тұр. Маусымдық зауыттардың көпшілігі нормативтік құжаттардың талаптарына жиі сәйкес келмейтін толық денелі өнімді (М 75-100, F25) шығарады, аз қабатты үйлерді салу үшін қажетті сәндік кірпіш шығарылмайды, өйткені мұндай бағдарламаны іске асыру үшін ең алдымен сазды шикізаттың технологиялық және физикалық-химиялық ерекшеліктерін егжей-тегжейлі зерделеу қажет. Осыған байланысты сазды шикізаттың технологиялық және физикалық-химиялық ерекшеліктері кешенін зерттеу, сондай-ақ жергілікті шикізаттың ерекшелігін ескере отырып, жоғары сапалы беттік керамикалық кірпіштің құрамын және алу технологиясын әзірлеу ерекше маңызды және өзектілікке ие болады.
0.1. Керамикалық қабырға материалдарының өндірісінде отын энергетика және мұнай газ қалдықтарын пайдалану
Мұнай және газ өндірісі аймақтардың рельефіне, флорасы мен фаунасына кейде қайтымсыз әсер ететін экологиялық проблемалардың кең ауқымын тудырады. Бұл қалдықтар Қазақстан және Ресейде көп пайда болған.Тек 2018 жылы Атырау,Ақтөбе,Маңғыстау облыстарында 3 млн. тонна мұнай қалдықтары жинақталған. Табиғаттағы теріс өзгерістердің жинақталуы болашақта барлық антропогендік әсерлерден әлдеқайда ауқымды салдарға әкелуі мүмкін.Әсіресе мұнай өңдеу зауыттарында 1,5 миллион тоннадан астам мұндай қалдықтар жинақталғанын атап өту керек, жер үсті суларының ластануының ең өткір мәселесі және ауыз судың ең маңызды көздері . Оларды орналастырған кезде, жер басып алынып, қоймалар айналасындағы өсімдіктер мен фауналар жойылады. Қалдықтарды сақтау әдісіне қарамастан, тұнбадағы токсиндер атмосфералық жауын-шашынмен топырақты шайып, содан кейін жер асты сулары арқылы өзендерге құйылады.
Мұнай шламы мұнайды өңдеу, өндіру және тасымалдау сияқты өндірістік процестер кезінде қалыптасады. Бұл қалдықтар қоршаған ортаға қауіп төндіреді және жерге көміліп немесе қайта өңделуді талап етеді.
Жасыл экономика - әртүрлі тазартқыш құралдарды өндіру, қайталама ресурстар мен қалдықтарды қайта өңдеу, экологиялық қызметтерді ұсыну және т.б.Бұл жағдайда жасыл экономика үлкен экономиканың бір бөлігі ғана болып шығады. Жасыл экономиканың және табиғи-ресурстық (қоңыр) экономиканың бейбіт өмір сүру мүмкін еместігі анық.
Тұрақты даму тұжырымдамасын іске асыру тәжірибесін жинақтаған кезде, халықаралық ұйымдар табиғи ресурстардың жетіспеушілігі және болашақ ұрпақ үшін адам қызметінің кері әсері туралы қауіп-қатер бүгінгі күні өзекті болып отырғанын атап өтуге мәжбүр болды. Мұнай мен ластанған топырақта ылғалдану коэффициентінің күрт төмендеуі гуминді заттардың тотығу процестерін гумустың компоненттеріне айналдыру процестеріне үстемдік көрсетеді, бұл топырақтың құнарлылығын азайтады.
Жасыл экономиканы БҰҰ құрылымдары мен халықтың әл-ауқатын жақсартатын, әлеуметтік жақындығы бар және қоршаған ортаға және оның деградациясына байланысты тәуекелдерді едәуір азайтатын экономика ретінде анықтайды. Мұндай экономиканың маңызды ерекшеліктері: табиғи ресурстарды тиімді пайдалану, табиғи капиталды сақтау және арттыру; ластануды төмендету: төмен көміртегі шығарындылары, экожүйелік қызметтер мен биоалуан түрліліктің жоғалуын болдырмау. Мысалы, БҰҰ есебінде
жасыл экономикаға көшу халықтың әл-ауқатын арттыруға, сондай-ақ қоршаған ортаға теріс әсер ету қаупін азайтатынын көрсетеді.
Шикізат ретінде жеңіл кірпіштерді алу үшін тақта тасты саз балшық компоненті ретінде пайдаланылды [3]. Тақта тасты балшық тау-кен зауыттарында (шахталарда) жанғыш тақтатастарды алу кезінде пайда болады және жанғыш тақтатастың қалдықтары болып табылады. Икемділік санына сәйкес, балшық шынайы тығыздығы 2,55-2,62гсм[3] болатын жоғары пластикалық балшық шикізатына (27-32 пластика саны) қатысты.
Саздардың минералды құрамы әртүрлі, бірақ олар үшін ортақ силикатты, сулы, монтморилонит және кальцит Саз-саз балшықтағы минералды минералдар көбінесе гидрослюданың қоспасы бар монтмориллонит болып табылады, шикі кірпіштің кептіру уақытын қысқарту үшін бұрғылау шламы жылытқыш ретіндепайдаланылды. ұңғымақабырғалары, бұрғылау жолдары мен корпустардың, саз минералдары (ластанған кезде) 4-кесте көрсеткендей, бұрғылау шламдарының қалыңдығының жоғарылығы.Бұл компонент жанғыш қоспа ретінде қолдануға кеңес беріледі. Күйіп кететін қоспалардың тобы құрамында антрацит, кокстық ұсақтар қатты отындардың әртүрлі түрлері бар. Олар шихта құрамына көлемі бойынша 3% дейін, яғни отынның қажеттілігінің 60%- 80% дейін енгізеді. Күйдіруге арналған отынның пайдалану мақсаты - күйдіру қарқындылығын жақсарып , кеуектілігі керамикалық материалда пайда болады, соның нәтижесінде төмен тығыздығы бар кеуекті жеңіл кірпіш
(жылуоқшаулағышы) алынады.Құрамы: тақта тасты саз балшық -60- 80; бұрғылау шламы- 20-40.Орташа тығыздығы 980-1400кгм3,беріктігі 8-10,6МПа. Керамикалық массасы 18-22% ылғалдыл ықта пластикті әдіспен дайындалды, оның ішінде 250x120x65 мм мөлшеріндегі кірпіш құйылды. Қалыпты ылғалдың мөлшері 5% -дан аспайтын құрғақ кірпіш 1000°C температурасында (Кротовский кірп іш зауытында соңғы күйдіру температурасы) күйдірген. Керамикалық массалар құрамында 20-40 % бұрғылау шламы бар. температурада клинкер кірпіштерінің физика- механикалық және химиялық қасиеттері. 20-30% органикалық қоспасы бар мұнай шламын 30% артық емес қосу арқылы оң әсерге қол жеткізіледі. Бұл жағдайларда шламдар шихтаға енгізілген көмірді ауыстыра алады, материалдың қалыңдығындағы азайтатын ортаны құраалады және балшық шикізатында жеткілікт імөлшерде темір оксидтерінің (3-5% Fe203), оларды темір қосылыстарға түрлендіреді және процесті күшейтеді. Бұрғылау шламы керамиканың кеуектілігін арттырады сонымен қатар керамикалық бұйымдардың біркелкі күйіуіне ықпал етеді. Органикалық қоспалар өртеніп кеткенде, ілеспе газдардың аз саны пайда болады, бөлшектедің қабырғаларының тығыздалуына әкеледі және нәтижесінде барлық өнімнің
беріктігін арттырады.
Зерттеулер көрсеткендей, дәстүрлі табиғи материалдарды пайдаланбай, мұнай өңдеу және энергия өнімдерінен алынған жеңіл кірпіштің орташа жылу өткізгіштігі 0,17-0,21 Bт (м ° C) ие.
Бұрғылау шламын және тақта тасты саз балшықты пайдалану керамикалық материалдарды өндіріске қалдықтарды тарту, жылуоқшаулағыш материалдарды өндіру үшін энергияны және ресурсты үнемдейтін технологияларды құру арқылы табиғи материалдарды ұтымды пайдалануына ықпал етеді. [3-4].
Саздақтарды үнемдеу мақсатында саздақ құрамына түрлі өндіріс қалдықтары енгізілуде.
Лессті саздақтар құрамына пирит күйіктерін, ферриткальцийлі , ватержакет шлактарды және басқа қоспаларды 5-50% мөлшерде қосу арқылы маркасы М120-М150 керамикалық кірпіш алу мүмкіндіктері зерттелді. Өндіріс
қалдықтарын таңдап алғанда
Fe2O3 (CaO MgO) ,
SiO2 Al2O3 Fe2O3
және
R2O RO
қатынастарын алуға ұсынады. Мысалы
Fe2O3 (CaO MgO)
қатынасы тым үлкен
болу қажет - 4 - 6; ал
SiO2 Al2O3 Fe2O3
өте аз болу қажет - 0,7 - 0,8, R2O RO
1,5
- 2 - ден көп болу қажет деп есептейді [5].
Өндіріс қалдықтары: ЖЭС күл қожын,ЖЭС күлін пайдаланып беріктігі жоғары М300-400 керамикалық кірпіш технологиясы жасалды [6].
Шаңды лесс саздақ және 10 % шамоттан дайындалған қоспаны 35 МПа қысыммен жартылай кептірілген престеу әдісімен қалыптау көмегімен, 900 С˚ - та күйдіру арқылы маркасы М 175 - 250, иілу беріктігі 3,1 МПа керамикалық қыштың технологиясын жасады [7] .
74 - 76 % саздақ , 7 - 9% лигнин, немесе - 15 - 19% ағаш үгінділерін, домна өндірісі қалдығы - күл шлам қоспасынан тұратын керамикалық масса құрамын жасады [ 8] .
Лессті саздақты механотермиялық белсендіру арқылы маркасы М 100 -
150 керамикалық кірпішті алу әдістерін ойлап тапты [9].
Саздақ ,ЖЭС күлі және сульфид ашытқысы қоспасынан пластикалық тәсілмен беріктігі 12,5-15,0 МПа керамикалық кірпіш құрамын жасады [9].
Керамикалық кірпішті 30 - 50 МПа күшімен қалыптауды пресс - ұнтақтың ылғалдылығы тұрақты болу қажет, күйдіргенде жоғары температурадағы аймаққа баяу енуді қажет екендігін анықтаған. Ол шикізат қоспасына белсендірілген саздақты (дезинтеграторда беттік ауданы 3600 см²г дейін ұнтақтау арқылы) енгізу қажет деп есептейді [ 10] .
70 - 78 % күл, 15 - 23% лессті саздақ, 7 - 15 % сұйық шыныдан тұратын қоспаны ұсынып отыр. Нығыздау қысымы 160 - 180 кгсм². Керамикалық кірпіштің физика - механикалық қасиеттері: сығу беріктігі 100 - 414 кгсм², орташа тығыздығы 1450 - 1510 кгм³, су сорғыштығы 8 -10%, аязға төзімділігі
35 цикл [11] .
Күл шлак қоспасының химиялық құрамы
SiO2 19,6% - 44,52 %,
Al2O3
5,2-
18,0; СаО 4,4-8,3;
Na2O
-2,6;
Fe2O3
17,9-40,65% . Физика - механикалық
көрсеткіштер: сығу беріктігі 19,8 - 24,2 МПа, иілу . 5,2 - 7,1 МПа, аязға төзімділігі - 50 цикл күл шламның технологиялық қасиеттері: ылғалдылығы 27,2 - 30,5 , тығыздығы - 2,72 гсм, меншікті беті - 1099 смг, отқа төзімділігі - 1100 - 1350 , жылу шығару қабілеттілігі 87,7 - 82 ккалг [12].
Саздақ 60 - 80%, ұнтақ үл 10 - 25% , ағаш ұнтақтары 1 - 10% , активті зат 0,5 - 9 % тұратын қоспа ұсынады. Активті микроорганизмдер негізінен бактериялардан тұрады. Органикалық заттар 85 - 95% , минералды заттар 5 - 15 %, меншікті беті 90 - 100 мг ол адсорбциялық қабілеттігі жоғары, ақаба суларын тазартатын биофильтрлерде пайда болады және пластикалық, физика - механикалық қасиетін жоғарлатады [13].Жоғарғы сапалы саз балшықтардың азаюына байланысты керамикалық кірпіш өндірісінде шаңды саздарды және құны жоғары шикізатты пайдалануға мәжбүрлейді.
Сулейменов Ж.Т.,Сағындықов А.А. саздақ және бұрғылау шламын 10-
20 мөлшерде пайдалану арқылы беріктігі жоғары керамикалық қабырға материалдары алынды [14].
Бұрғылау шламы жану жылуы жоғары болғандықтан оны жанғыш қоспа ретінде пайдалану керамикалық масса құрамынан антрацит,кокс ұнтағы және т.б.шығарып тастауға мүмкіндік береді.Бұрғылау шламы керамикалық бұйымдардың кеуектілігін жоғарылатып, керамикалық дененің біркелкі күйіуіне ықпал етеді.
В.Б.Устьянов, В.В.Иващенко керамикалық бұйымдардың сапасын бірнеше есе жақсаратын технология ұсынды [15]. Оның ерекшелігі пластикалық және жартылай кебу тәсілідерін артықшылықтарын пайдалануын. Пластикалық тәсілмен дайындалған сазбалшық шикізатын шнекті вакуум престе білімдер (жгуты) қалыптанып, барабанды кептіргіште кептіріп, білікті
ұсақтағыш ұнтақтайды. Алынған түйіршіктерді сапасы жоғары саз балшықтан жасалған шликермен араластырып, 20-30 МПа жоғары қысымда престейді. Бұл технология беріктікті 2-3 есе, су сорғыштықты 2 есе азайтып және аязға төзімділікті 1,5 есе жоғарлатуға мүмкіндік береді.
Күріш сабанын жанғыш қоспа ретінде және оның жануынан пайда болған аморфты кремнеземнің есебінен кірпіштің қасиеттерін жақсартудың тиімді әдістері ұсынылған [16].Шикізат материалдарының мінездемесі,бұйымдарды алудың технологиялық тәсілдері және қасиеттері келтірілген.Сабанның және күлдің тиімді мөлшері анықталған.
Жұмыста құрамында 120 гдм[3] NaHCO3 бар натрий гидрокарбонатын ерітіндімен өңдей отырып, химиялық байытудың алдында күлқожды қалдықтарды алдын ала белсендірудің жаңа тәсілі ұсынылған. Белсендіруге дейін және кейінгі КҚҚ физика-химиялық зерттеулер жүргізілді, сонымен қатар белсендіру үрдісінің температурасына байланысты фазалық құрамның өзгеруі көрсетілген. Белсендіру нәтижесінде КШҚ минералогиялық және құрылымдық құрамында өзгерістер болады, ал химиялық құрамы өзгермейді. Белсендіру химиялық байыту кезінде кремний тотығының ерітіндіге алыну дәрежесін 20 - 30% дан 68% дейін жоғарлатады,осыдан КШҚ қайта өңдеуді ары қарай өңдеудің ағынын едәуір азайтады [17-18].
Өндірілген табиғи шикізатты қалдықтарды байыту, әдетте, минералдардың экстракциясы мен олардың кейіннен терең химиялық, физика- химиялық немесе биохимиялық өңдеуі арасындағы аралық болып табылатын процестерде қалыптасады. Байыту қалдық жыныстарының айтарлықтай бөлігін және зиянды қоспаларды бөлуге және сол арқылы шикізаттың құнды компоненттерінің шоғырлануын арттыруға мүмкіндік береді, бұл кенді байытуда айқын көрінеді.
Көмірді қазбалаудың техногендік қалдықтары мынадай негізгі экологиялық және экономикалық проблемаларға алып келеді:
oo полигондар мен полигондардағы қалдықтарды кәдеге жарату топырақтың, судың және ауа ортасының ластануына әкеледі;
қалдықтарды басқару - қымбат процесс;
oo алынған полигондар ұтымды пайдалану үшін қолайлы жер ресурстарының үлкен алаңдарын алады.
Зерттеулерде келтірілген мәліметтерге сәйкес, жуық есептеулер бойынша Қазақстанда көмірді байыту қалдықтарының жыл сайынғы көлемі 5 млн. тоннадан асады. Құрылыс материалдарын өндіруде көмірді дайындау қалдықтарын кешенді пайдалану ұлттық экономикаға табиғи шикізатты үнемдеу, қалдықтарды сақтау және тасымалдау шығындарын азайту және қоқыс төгу үшін пайдаланылатын жер көлемінің азаюы есебінен елеулі экономикалық әсер етуі мүмкін.
Жұмыста керамикалық қабырға кірпіштерін өндіруге арналған шикізат алу мақсатында Куанг Нинь, провинциясында көмір шахталарында өндірілген шикізатты байыту мүмкіндігін зерттеу туралы зерттеу жүргізілді.
Вьетнамдағы көмірді өндіру процесінде Quang Ninh, Тай Нгуен, Лао Цай және басқа да аймақтардағы көмір шахталары қоршаған ортаның ластануына әкеліп соқтыратын қалдықтардың үлкен көлемін құрайды, адам мен жануарлардың тіршілік жағдайына кері әсерін тигізеді және қалдық қоймалары бойынша үлкен аумақты алады.
2015 жылы Вьетнамда зерттелген көмір қоры 5558 млн. тоннадан астамды құрайды және 2020 жылға қарай 60 + 65 млн. Тоннаға дейін ұлғайтылады деп жоспарлануда. Қолда бар деректер бойынша, Вьетнамдағы ашық көмір шахталарында 1 тонна көмірді алу үшін, жарылыс қажет 10 + 14 м[3] тау жыныстары. Осылайша, 2020 жылға қарай қатты көмірді көмірді байыту сапасы 600 + 910 млн. м[3] дейін жетуі мүмкін, бұл қоршаған ортаны ластауға байланысты экологиялық және экономикалық шығынға әкеледі және осы қалдықтарды орналастыру үшін жүздеген мың шаршы метр аумақты бөліп беру қажет.
Қазіргі уақытта Вьетнамда көмір қалдықтары кейбір цемент зауыттарында портландцемент өндіруде шикізат пен минералды қоспалар ретінде қолданылады. Дегенмен, оларды пайдалану көлемі өте аз.
Вьетнам премьер-министрінің бұйрығымен шығарылған шешімдерге сәйкес елде құрылыс материалдары өндірісін ұйымдастыруды және одан әрі дамытуды жетілдіру мақсатында мынадай өзекті мәселелерді шешу қажет:
oo шикізат пен отынның шығындарын азайту, сондай-ақ саз балшықтары ретінде ауылшаруашылық жерлерін пайдалануды азайту арқылы қоршаған ортаға зиянды азайту үшін сазды шикізаттан кірпіш өндіру технологиясын жетілдіру;
oo сазды алмастыратын шикізат ретінде техногендік қалдықтарды кеңінен қолдану.
Қабырғалық керамикалық материалдардың технологиясында сазды шикізаттың сапасы өндірістің технологиялық параметрлерін және алынған өнімдердің сипаттамаларын анықтайтын маңызды фактор болып табылады. Соңғы жылдары Ресей Федерациясында да, Вьетнамда да керамикалық технологияларды дамыту үшін ауыл шаруашылық және аллювиалды жерлердің азаюы нәтижесінде болашақта көмірді байыту үшін шикізаттың жаңа түрлерін сазды көп мөлшерде пайдалану қажет болды.
Материалдың құрамы бойынша, көмірді дайындау қалдықтары әртүрлі минералды қосындылардан, саз және көмір қалдықтарынан тұратын көпкомпонентті қоспалар болып табылады. Кванг Нин провинциясының көмір шахталарында шығарылған шикізатты көміртектес шикізатты өңдеуге арглилит пен көміртекті аргиллит (44% -дан 83% -ға), құмтас (орта есеппен 6,3%), алевролит (орташа 14%) және карбонаттар (орташа 2 5%) (кесте 1). Бұдан басқа, мұндай қалдықтарда көмірдің 10 - 28% дейін бар.
Сазды қалдықтардың химиялық құрамы мен оларды кейіннен пайдалану мүмкіндігі арасындағы өзара байланысын анықтау үшін М.А. Августинниктің диаграммасы қолданылып, ордината осі бойынша Al2O3 және SiO2 мольдық ара қатынасы болып табылатын ,ал абцисса осі бойынша тез балқытқыш мольдер
қосындысы(CaO + MgO + Na2O + K2O + Fe2O3 + TiO2). Талдау нәтижелері 4- кестеде келтірілген. 2
Аргиллиттердің негізгі бөлігі саз минералдары: гидрослюдадан және каолиниттен (37-ден 42% дейін) тұрады.
Көмір байыту қалдықтары М.А.Августинник диаграммасында қыш дайындауға жарамды саз балшықтар аймағында орналасқан.
Қабырғалық керамикалық кірпіш өндірісінде көмірді байыту қалдықтарын пайдалану кезінде, олардың материалды және минералды құрамы, сондай-ақ ылғалдылығы өте маңызды, ол екі өндіріс әдістерінің бірін рационалды таңдауды анықтайды: пластикалық қалыптау немесе жартылай құрғақ басу.
Пластикалық әдіспен жасалған әдіс пайдаланылған қалдықтарда суланған саздың жеткілікті мөлшерін қамтыса, суды шикізат құрамына қосудың қажеті жоқ. Әйтпесе, жартылай құрғақ басу әдісі қабырғалық керамиканы өндіру үшін ұтымды болады.
Қабырғалық керамикалық кірпіш өндіру технологиясына арналған екі нұсқаны қарастырған кезде келесі сұрақтарға назар аудару қажет:
oo көмірді дайындау қалдықтары айтарлықтай қаттылыққа ие болғандықтан, оларды майдалау беттік майдалағышты пайдалану қажет;
oo шикізатты қайта өңдеу процесі жоғары сапалы шикі кірпішті қалыптастыруға мүмкіндік беретін бөлшектердің мөлшерін бөлудің шикізат қоспасын алу үшін роликті немесе шар диірменін пайдалануды талап етеді;
oo көмірді дайындау қалдықтары қатты және төмен байланысы бар, сондықтан олардың құрамы бойынша, кейіннен өнімнің қалыптасу мүмкіндігін қамтамасыз ету үшін, балшық массасының 10 - 25% дейін қосылуы керек. Сонымен қатар, қалдықтардың құрамында неғұрлым көп сазды қоспалар бар болса, қоспаны аз қосу қажет;
oo Керамикалық кірпіш шығаратын жоғарыда аталған екі әдіс бойынша, жартылай құрғақ басу аса ұтымды болады, өйткені көмірдің байытылған қалдықтары төмен ылғалдылыққа ие және сондықтан қосымша ылғалдаусыз пластикалық қалыптау әдісімен баспадан экструдталған кезде шикізатты таспа қалыптастыра алмайды;
oo пластикалық құю әдісінің негізгі кемшілігі - күйдіру алдында шикі қышты кептіру қажеттілігі ;
oo шикізаттың аз ылғалдығына байланысты жартылай құрғақ басу әдісімен қабырға керамикалық кірпіштерін шығарған кезде күйдіру мен кептіру операцияларын бір қондырғыда,мысалы туннельде пеште жүргізіп,уақыт пен отынды үнемдеп, сонымен қатар кірпіштің дұрыстығын және маңызды кірпіш өлшемдерін қамтамасыз етуге үлес қосады .
Жартылай кептіру арқылы шығарылатын қабырғалық керамикалық кірпіштің негізгі көрсеткіштері: Rc=6,3-7,0 МПа; R=1,55-1,63МПа; W=8,6- 10,6% ,ρ=1450-1610 кгм3.
1.2Дәстүрлі емес саз материалдар неорганикалық компонентер ретінде дисперстік жүйелерде пайдалану және оларды белсендіру
Жоғары сапалы саз балшықтардың аз болғандығы қыш өндірісінде шаңды саздақтарды,супестерді, иілімділікті жоғарылататы қоспаларды пайдалануға мәжбүрлейді.
Құрылыс материалдарыөндірісінің шикізат қорын қорын заманауи талдау теориялық тұрғыдан және тәжірибе түрінде негізделген дәстүрлі емес саз балшықты қоспаларды қыштың шикізат құрамына енгізу арқылы құрылымдық процестерін басқаруға мүмкіндік береді.
Қажетті қасиеттері бар материалдарды алуға арналған құрылыстар Құрылыс саласы үшін дәстүрлі емес саз өнеркәсібінің шикізат массасын
енгізу тау жыныстары.
Сазды зат химиялық және минералды құрамы бар күрделі зат.
Соңғы он жылдықтарда заманауи зерттеу әдістерін қолдану(электрондық микроскопия, рентгендік құрылымдық талдау, инфрақызыл спектроскопия)саз минералдарының құрылымы және олардың қасиеттері егжей-тегжейлі зерделенді.
Саз балшықты жүйелердегі элементар қабаттар және олардың арасындағы кеңістіктер наноөлшемді және олар кең таралған беті активті болып келетіндігі анықталған.Егерде әр нанокристалды бір бірінен физикалық немесе химиялық жолмен ажыратса,онда арасындағы қашықтық 1 нм-ге тең әмбебап модификатор пайда болады.
Үлкен құрамдағы саз минералдарының нанобөлшектері жоғары физикалық-химиялық белсенділікке байланысты сазды жыныстар
жоғары өнімді сорбенттер, жағармай, бұрғылау ерітінділері, бейорганикалық пластификаторлар, сондай-ақжасанды және ұзаққа созылатын табиғи материал әртүрлі табиғи топырақтарда ластанудан таралудан қорғау экрандары, ретінде пайдаланылуы мүмкін.
Құрылыс саласы үшін дәстүрлі емес сазды жыныстар - алюмосиликатты тау жыныстарының желден үгітілуден пайда болған өнімдер және олар пайдалы қазбаларды өндіру кезінде тау-кен аймағына көп мөлшерде түседі.
Қосымша өнімдер - аршу жыныстары, шлактар, күл,тау-кен байыту қалдықтары және т.б., алюминий мен магний бар минералдардың атаулы санын көптеген жағдайларды қамтиды.
Ағымдағы нормативтік және техникалық құжаттардың талаптарға жауап беретін саз балшықтарының барлық түрлерін құрылыс өнеркәсіпі көп пайдаланады.
Дәстүрлі емес сазды жыныстардың қолданылуына байланысты қабырғалық материалдарды өндіру кезінде дәстүрлі шикізаттан композициялық байланыстырғыштарға өтуге болатындығы дәлелденген. Бұл қосылыстарды синтездеуді жылдамдатады,морфологиясын өзгертіп, цементтелген микроқұрылымын оңтайландырып және тиісінше физико-механикалық қасиеттерін жақсартады.
Бұл генетикалық түрдегі тастар Қазақстанның аумақтарында кеңінен таралған. Дегенмен, осы жыныстардың едәуір бөлігі құрылыс материалдары өндірісі үшін шикізатқа қойылатын талаптар ағымдағы нормаға сәйкес келмейді. Бірақ зерттеулер көрсеткендей бұл материалдардың заттық құрамы термодинамикалық тұрақсыз қосылыстардан тұратындығын көрсетіп ол Жаңа буынның тиімді құрылыс композиттері алуға ықпал етеді.
Мұндай шикізатты генезисіне, құрылымдық және текстуралық ерекшеліктеріне және минералды құрамына байланысты таңдап алу қажет.
Қазақстанда көптаралған қабырға материалдар өндірісінің энергиясының қарқындылығ шетелдік, еуропалық және американдық аналогтарға қарағанда айтарлықтай жоғары. Елдегі қолданыстағы ғимараттардың көбісі салынған баға
- сапа көрсеткіштері бойынша көрсеткіштері жеткілікті дәрежеде төмен, өндіріс процесі қымбат, бұл дегеніміз тұтынушыға кері әсерін тигізеді. Өндірістегі жоғары үстеме шығындар мәселесі Қазақстанның ДСҰ-ға кіргеннен кейін маңызды болып тұр.
Жартылай құрғақ сығымдау әдісімен өндірілген қабырға материалдарын өндіруде , шикізат механикалық кернеуге ұшырайды жиі бұрыштар мен кірпіштен жиі зақым келтіреді, кейде тіпті толық жоюға. Шикізаттың құрамдас бөлігі ретінде дәстүрлі емес сазды жыныстардың қосындылары өнімділікті арттырады, қабырға материалдарының өндірісін жеңілдетеді, өндірілген қабырға материалдарының түрлерін кеңейтуге болады [21-22].
Қыш өндірісінде кең пайдаланатын саздақтар көп ауданды алып ,кең тараған шикізатқа жатады [26]. Бірақ оларды қолдану бір қатар себептермен күрделеніп бара жатыр.
Біріншіден олардың үлкен кен орындары ауылшаруашылық жерлерде орналасқан.Айдалған және мал жайылатын бағалы жерлер саздақтардан тұрады.Бұл сары және қара топырақты құнарлы жерлердің генезисымен түсіндіріледі [27]. Осындай пайдалы,жоғары өнімді беретін құнарлы жерлерді біз келешек ұрпаққа қалдыруымыз керек.Тәжірибе көрсеткендей жерлерді рекультивациялау бастапқы оларды бастапқыөнім беру күйіне қайтармайды.
Осыны ескере отырып заң деңгейінде ауыл шароуашылық қызметтен өндіріс қызметіне ауыстыру рәсімі күрделі болып келеді.
Екіншіден генезиске қарай саздақтардың қорлары аз мөлшерде кездесіп және қабат қалыңдығы өзгеріп отырады.Көп барланған жерлерде пайдалы қабат қалыңдығы 10м аспайды.Орташа жылдық өнімділігі 60 млн.дана кірпіш өндіретін зауытқа ең кемі 30 га жер бөлінуі керек.
Ауыл шаруашылық жерлердің басым бөлігі жекеменшікте екендігін ескерсек ,оларды сатып алу үшін көп мөлшерде қаражат қажет.
Үшіншіден тағыда генезиске байланысты саздақтар құрамы және қасиеттері бойынша құбылмалы болып келеді.Саздақтардың кен орнының классикалық қимасының құрамы:
1...2 м -топырақ-өсімдік қабаты ; 1...2 м - үйінділерге айналатын гипспен,тұздар мен карбонаттармен байытылған қабат ; 5...10 м -- ашық сұр- қоңыр,пластикалығыаздау,кептьіруге сезімтал,төмен және орташа дисперсті
қабырға керамикасын өндіру үшін негізгі шикізат болатын.Олардан төмен гипспен араласқан,қыш өндіруге жрамсыз тығыз саз балшықтар орналасқан. Мұның барлығы өндірушелерге бірқатар қиындықтар туғызып,технологияны күрделедіреді,өндіріс шығындарын арттырады,сапалы бұйымдар санын азайтады,номенклатураны қысқартады.Өндірілген қыштың беріктік бойынша маркасы М150 ден аспайды.
Осындай жағдай қабырға керамикасын өндірісіне жаңа шикізат көздерін іздеуге мәжбүрлейді.Бұл проблема қазақстандық ғана емес жалпы дүние жүзілік болып табылады [27-32].
Бұл жағдайда қатты тас саз балшықтар көп қызығушылық танытуда және оларға жататындар: аргиллитке ұқсас саз балшықтар,аргиллит,сазды тақта тас,алевролиттер,және осы жыныстардың арасындағы өтпелі шикізат түрлері.
Бұндай тау жыныстары керамикада кең қолданады. Мысалы АҚШ пен Қытайда барлық өндірілетін кірпіштің жартысы осы тас сазбалшықтан жасалады. Ресейде аргилитті пайдаланатын бөлек кіші гірім кірпіш зауыттары жұмыс істеуде: Адербиевск Краснодар өлкесі, Богословск Свердловск облысында, Хакасия республикасының Изыхские копи ауылында .
Тас саз балшықты шикізат-аргиллитке ұқсас саз балшықтар,аргиллит,сазды тақта тас, алевролиттердің заттық құрамы,құрылымы және қабырға керамикасында қолдану келешегі қарастырылған. Бұл шикізаттың табиғи және техногендік шығу көздері,тәжірибелік-технологиялық зертеу нәтижелері көрсетілген.Аталған шикізаттты ққабырға керамикасының көп түрлерін өндіруде пайдалану негізделген [25].
Ғылыми зерттеулер көрсеткендей керамикалық кірпіштің сапасын жоғарылату үшін шикізат қоспасын белсендіру көп қолдану табуда.
Негізгі шикізат болып саз балшықты бөлшектері аз (5 мкм дан кем) және шаң қоспалары көп (5-50 мкм) қолданады.Кептіруге сезімтал,күйдіргенде бірікпейтін,жарықшалар көп болатын.сондықтан сапасын жақсарту және технологиялық сызба нұсқасын жасау.Біздің елімізде және шет елдерде Пластикалық тәсіл көп қолдану тапқан [33].Оның артықшылығы көп қуысты бұйымдар алу.Екі сатылы: механотермиялық және соққы-толқынды пайдаланды.Шликерді алу үшін ұнтақтылығы аз бөлшектерді пайдаланды және оны саздың құрамына 22-24 жеткенше енгізді.Белсендіруде 5 мкм дан кіші бөлшектер көбйіп,5-50 мкм азайды.
Планетарлы шарлы диірменінде 3 минут ішінде ақаба суларының күлдерін белсендіру арқылы күлді цементтің беріктігіне әсері зерттелді [34].
Зертеулер көрсеткендей жаңа дәстүрлі емес табиғи қорларды,өндіріс деген қызығушылық ғалымдар мен өндірішілер арасында кең қанат жайуыда.
1.3. Жергілікті шикізат негізіндегі керамикалық кірпіштің сапасын жоғарылату жолдары
Күйдірілген қыштың сапасын жоғарлату кәсіпорындағы қолданылатын шикізат түрімен және технологиялық мүмкіндіктерімен анықталады.
Олардың пайдалану қасиеттерін жоғарлату бұйымдардың қалыптау, кептіру, күйдіру қасиеттерін жақсартумен байланысты және де ол шикізат қоспасына шамот, күл, қож қоспалары, көмір қалдықтары немесе лессті саздақтарға оңай балқитын пластикалық және бетонитті саз балшықтарды қоспа ретінде пайдалану арқылы мүмкін болып отыр [35] .
Қыштың беріктігі және отқа байланысты қасиеттерді жақсарту оңай балқитын қоспалар: шыны сынықтары, фосфорлық,металлургиялық, домна шлактары,сілтілі оксиді бар дала шпатты жыныстар, боксит,нефелин лайлары, гранит еленділері және тағы басқа қоспаларды пайдалану арқылы іске асырылады.
Тиімді әдістердің ішінде: темір, марганец, сілтілер оксидтер негізгі шикізатпен әрекетте су негізінде оңай балқитын эвтектикаларды пайдалану жолдары және мүмкіндігі. Жоғарыда аталған әдістерге сәйкес 5 - 10 % мөлшерде пайдаланған қоспалар күйдіру температурасын 50 - 150˚С төмендетеді,беріктігін 7,5-8,0 - ден 20-25 МПа,ал аязға төзімділікті 15 - тен 100
циклға жоғарылатады [27-32].
Күйдірілген қыштың беріктігін, аязға төзімділігін, дымқылға және атмосфераға төзімділігін қамтамасыз жасау жолында күйдіру процесінде муллит, анортит, волластонит сияқты беріктігі жоғары минералды кристалл фазалардың пайда болуын қамтамасыз ету арқылы немесе диопсид, волластонит сияқты қалыптасқан кристалл фазалары бар шикізат материалдарын қолдану арқылы жүзеге асуы мүмкін. Мұндай фазаларды қалыптастыру үшін волластонит шикізатын [33,34] күл, шлактарды, күл қож қоспаларын енгізеді [37]. Қыштың физика-механикалық қасиетін тиімді түйіршік құрамды керамикалық массаларды пайдалану арқылы жоғарылатуға болады. Бұл массалардың кептіруге сезімталдығы көрсеткіші кәдімгі массаларға қарағанда төменірек 0,47 - 0,59 (ол 1,2 - 1,3 кәмідгі массаларда). бұйымдардың шөгуі де төмен (1,2 - 2) және беріктігі жоғарыболып келеді (28 - 31 МПа). Жартылай кептіру әдісімен нығыздау түйіршік құрамына, шикізат түріне және бұйымның түріне байланысты тығыздығы 1400-1500 кгм³ төмен, саздың пластикалық саны 10-12 болатын бұйымдардың фракциялық құрамы тмендегідей 3 мм 8 - 10% , 2-3 мм 25 - 30%, 1-2 мм 22 - 28% , 1 мм-ден төмен 38 - 40% құрайды. Саз балшықтың пластикалық саны 10 дейін төмендейді майда фракциялар мөлшері жоғарылайды (1-2 мм 28 - 35% , 1 мм төмен 60 - 65% ) және де ірі фракциялар мөлшері азайтылады (2-3 мм 9 - 15% 3мм-ден жоғары фракциялар 1 - 3%) құрайды [35]. Пластикалық қасиеті жоқ заттар (күл, шлак,лай) және саз балшықтан тұратын қоспаның негізгі бөлігін (50 - 80%) өлшемі 1 мм - ге дейін бөлшектер құрайды. Өлшемі 0,1 мм саз балшық түйіршіктері 20 - 50% мөлшерде шликер түрінде енгізілсе,технологиялық
көрсеткіштер жақсарады. Бұндай қоспалардың түйіршік құрамы алдындағы орташа диаметрдің келесі ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Нормативті құжаттар 4
Анықтамалар 5
Шартты белгілер мен қысқартулар 6
Кіріспе 7
1. Керамикалық кірпішті өндірудің қазіргі жағдайы және 9
даму перспективалары
1.1. Керамикалық қабырға материалдарының өндірісінде отын 10
энергетика және мұнай газ қалдықтарын пайдалану
1.2Дәстүрлі емес саз материалдар неорганикалық компонентер 17
ретінде дисперстік жүйелерде пайдалану және оларды белсендіру
1.3. Жергілікті шикізат негізіндегі керамикалық кірпіштің 20
сапасын жоғарылату жолдары
Қорытынды 23
2. Шикізат материалдарының сипаттамалары және зерттеу әдістері 24
2.1 Шикізат материалдарының сипаттамалары 24
2.2 Керамикалык материалдар қасиеттерін және құрылымын 31
зерттеу тәсілдері
3. ЖЭС күлдері негізіндегі қабырғалық керамикалық бұйымдардың 32
құрамын жасау және физика-химиялық процесстерді зерттеу
3.1. ЖЭС күлі және саздақты,дефекатты пайдаланумен алынған 32
қыш құрамын Шеффе симплекс математикалық жоспарлау әдісімен анықтау
3.2Керамикалық бұйымдарды нығыздау параметрлерін анықтау 35
3.3. ЖЭС күлдері және саздақты пайдаланумен күйдірілген қыш 40
құрамын және технологиялық параметрлерін анықтау
3.4. Саздақ,ЖЭС күлі жүйесіндегі күйдіру процестерін зерттеу 46
Қорытынды 51
4. Мұнай және бұрғылау шламдарын керамикалық кірпіш 52
құрамдарында пайдалануды зерттеу
4.1Мұнай лайларын қыш құрамын жасау үшін пайдалану 52
4.2.Бұрғылау лайларын қыш технологиясында пайдалануды зерттеу 54
Қорытынды 60
5. Отын үнемдеші қыштың технологиялық параметрлері 61
және техника-экономикалық тиімділігі
5.1 Саздақ және отын үнемдеуші қоспалардан дайындалған 61
қыштың технологиялық параметрлері
5.2 Саздақ және отын үнемдеуші қоспалар негізіндегі 65
қыш өндірудің экономикалық тиімділігі
Қорытынды 70
Қолданылғанәдебиеттертізімі 71
НОРМАТИВТІ ҚҰЖАТТАР
1. ГОСТ 530-2012 Кирпич керамический и камни.
2. ГОСТ 21216.91. Саз шикізатының иілімділігін анықтау тәсілдері. 3.ГОСТ 7025-91.Определение средней плотности.
4. ГОСТ 8462-85.Определение марки по прочности.
5. ГОСТ 310.4-81.Методы определения предела прочности на сжатие и изгиб.
6. ГОСТ 21216.0-93 Сырье глинистое. Методы анализа.
7. ГОСТ 21216.12-93 Сырье глинистое. Метод определения остатка на сите с сеткой № 0063.
8. ГОСТ 21216.1-93 Сырье глинистое. Метод определения пластичности.
9. ГОСТ 21216.3-93 Сырье глинистое. Метод определения свободного диоксида кремния.
10. ГОСТ 21216.4-93 Сырье глинистое. Метод определения крупнозернистых включений.
11. ГОСТ 21216.6-93- Сырье глинистое Метод определения кальция и магния в водной вытяжке.
12. ГОСТ 21216.9-93 Сырье глинистое. Метод определения спекаемости глин.
13. ГОСТ 21216.10-93 Сырье глинистое. Метод определения минерального состава.
14. ГОСТ 21216.11-93 Сырье глинистое. Метод определения огнеупорности легкоплавких глин
15. ГОСТ 2409-95 Огнеупоры. Метод опр еделения кажущейся плотности, открытой и общей пористости, водопоглощения
16. ГОСТ 2642.0-86 ГОСТ 2642.14-86 Ма териалы и изделия огнеупорные. Методы анализа;
17. ГОСТ 2642.1.-86 Огнеупоры и огнеу порное сырье. Метод определения гигроскопической влаги.
18. ГОСТ 2642.2 86 Материалы и изделия огнеупорные. Методы определения изменения массы при прокаливании.
19. ГОСТ 7025-91 Кирпич и камни керамические и силикатные. Методы определения водопоглощения, плотности и контроля морозостойкости.
20. ГОСТ 8462-85 Материалы стеновые. Методы определения пределов прочности при сжатии и изгибе
21. ОСТ 21-78-88 Сырье глинистое (горные породы) для производства керамических кирпича и камней. Технические требования и методы испытаний.
22. ГОСТ 7025-94.Материалы стеновые и облицовочные. Методы опреде- ления водопоглощения и морозостойкости.
23. ГОСТ 9169-78. Глинистое сырье.
АНЫҚТАМАЛАР
Элювиалды тау жыныстары-желдің,атмосфералық әсердің салдарынан шөккен кеуек тау жыныстары.
Лессті саздақ-кеуек сары түсті саз балшық.
Пелит фракциясы-топырақ құрамындағы саз балшықты қоспалар. Құмайт-құрамында 5-10 саз балшық бар топырақ.
Саздың байланыстығы - саз түйіршіктерін ажыратуға керекті күштің шамасымен сипатталынады жоғарыда айтылғандай, саз байланыстығы саздың түйіршіктерінің ұнтақтылығымен және жұқа жалпақтығымен түсіндіріледі. Сазда неғұрлым саздық ұнтақ түйіршіктері көп болса соғұрлым оның байланыстығы жоғары.
Саздың байланыстырушы қабылеті құм, шамот және т.б.с.с. құнарсыз материалдардың түйіршіктерін біріктіріп, кебе келе жетерліктей мықтылығы бар тасқа (қышқа) айналу қабілетімен сипатталынады. Құмдық және шаңдық фракцияларының мөлшері сазда көбейген сайын оның байланыстырушылығы нашарлай түседі.
Саздың ауалық шөгілуі - қыштық материалдар мен бұйымдар мөлшерлерінің және көлемінің кептіруден кейінгі кішіреюімен сипатталынады. Мұны кептірілу қасиеттері деп те атайды.
Арнаулы қоспалар керамикалық бұйымдардың түсін жақсартады, ала-жұла таңбаларды болдыртпайды, саздағы табиғи қосындылардың зияндық әсерлерін жоюды қамтамасыз етеді. Бұларға жататындар: сұйық шыны, түрлі бояулар, ас тұзы және т.б. қосындылар.
Бентонит сазы - иілгіштік қасиеті жоғары саз балшық.
Дисперсті жүйе - дисперсті фаза мен дисперстік ортадан тұратын жүйе.
Дисперсті орта - дисперсті фазаның бөлшектері біркелкі таралған біртекті зат.
Дисперсті фаза - өте майдаланған күйінде болатын дисперсті ортада таралған зат.
ЖЭС күлі - көмірді жағудан пайда болатын ұсақ, отқа төзімді табиғи бейорганикалық зат.
Саздақ - құрамында 30% саз бөлшектері бар ,кеуекті сары топырақ.
Макроқұрылым - жай көзбен көруге болатын материалдар.
Микроқұрылым - микроскоп арқылы ғана көруге болады, молекулалық - иондық деңгейде зерттелетін құрылыс, оны электрондық микроскоп арқылы көруге болады.
Саз балшық - каолинит реакциясы арқылы таулы жыныс дала шпатының көпжылдық бұзылу нәтижесінен пайда болған өнім.
Керамикалық пресс ұнтақтар-ылғалдығы аз,бір-бірімен байланыспайтын дисперсті саз балшықты жүйелер.
Компрессиялық қисықтар-нығыздау қысымына байланысты пресс ұнтақтың шөгуін өзгеруін көрсететін график.
ШАРТТЫ БЕЛГІЛЕР МЕН ҚЫСҚАРТУЛАР
ЖЭС - жылу электр станция; МШ-мұнай шламы;
БШ-бұрғылау шламы;
КБҚ-көмір байыту қалдықтары; Rизг - иілу беріктігі;
Rсж - сығу беріктігі; W - ылғалдылық;
ρ - тығыздық;
СМ -серпімділік модулі; МПа - мегапаскаль;
мкм - микрометр;
мм - миллиметр;
м - метр;
кг - масса;
ч - час;
мин - минута;
тәу - тәулік;
с - секунда;
S - меншікті бет;
М - марка;
W -ылғалдылық;
ρ - тығыздық;
t -температура , °С;
λ -жылу өткізу коэффициенті қ.к.ш.-қыздыру кезіндегі шығын
ИИП-изобаралық-изотермиялық потенциал; Н-энтальпия;
S-энтропия;
n-зат мөлшері ;
РФА-рентгенфазалық анализ;
ДТА-дифференциалды термиялық анализ; ЖКН-жартылай кебу нығыздау;
ПЛН-пластикалық нығыздау;
КІРІСПЕ
Жұмыстың өзектілігі. ҚР Президенті Қ.К.Тоқаевтың үкіметке берген тапсырмасына сәйкес 2020 -2030 жылдары кемінде 15 млн шаршы метр тұрғын үй тұрғызу тапсырылған.Бұл маңызды мемлекеттік бағдарламаны ойдағыдай орындау үшін отандық құрылыс материалдар өндірісін, соның ішінде цемент,темірбетон,керамикалық қыш мекемелерін іске қосу немесе қуаттылығын арттыру қажет [1] .
Жылу сақтағыш қабырға материалдардың жалпы көлеміндегі керамикалық қыштың үлесі шамамен 35 % құрайды.Ол дегеніміз керамикалық қышқа деген сұраныстың артуында.Оның себебі де жоқ емес.Ежелден қыш жылу сақтау қабілеті,беріктігі,тазалығымен ерекшеленеді.Осы орайда айтатынымыз сапасы жоғары қышты өндіру үшін шикізаттық қордың азайып келе жатқандығы . Бұл жағдайда ескеріп қыш өндірісінде өндіріс қалдықтарын пайдалану алдыңғы қатарға еніп тұр [2]. Саз топырақты,отын үнемдеуші қоспаларды,шлактарды,күл шлакты қоспалар,бұрғылау және мұнай лайларын қабырға керамикасында пайдаланудың технологиясын жасау ғалымдар мен өндіріс қызметкерлерінің алдында тұрған маңызды тапсырмалар болып тұр .
Ғылыми жаңалығы.
-төменгі сұрыпты саздақтардан,құмайттарды және өндірістің жанама өнімдері : ЖЭС күлі,мұнай,бұрғылау шламынынан құралған керамикалық кірпіштің технологиялық параметрлері: қалыптану, анықталған;
-саздақ және қоспалардан тұратын қыштың 100-1000[о]С аралығында жүретін күйдіру,құрылымдық түзілу процесі зерттелді;
Зерттеулердің ғылыми зерттеу жұмыстарымен байланысы. Өндіріс қалдықтары негізінде жаңа құрылыс материалдар технологиясын жасау және олардың қасиеттерін зерттеу тақырыбындағы ғылыми ізденіс зерттеулеріне байланысты орындалды.
Ғылыми зерттелу дәрежесі. ЖЭС күлдерін,күл-қож қалдықтарын,мұнай және бұрғылау шламдарын қабырға керамикалық қышты алуда пайдаланудың теориялық және тәжірибе сұрақтарымен Сайболатов С.Ж.,Сүлейменов Ж.Т.,Сағындықов А.Ә. және тағы басқалары зерттеді.
Жұмыстың мақсаты. Отын үнемдеуші қоспаларды қабырға керамикалық материалдар технологиясында пайдалану.
Алға қойылған міндеттерді шешу үшін келесі негізгі есептер шешіледі:
oo ЖЭС күлдерін,күл-қож қалдықтарын,мұнай және бұрғылау шламдарының химиялық,минералогиялық,технологиял ық қасиеттерін зерттеу;
oo отын үнемдеуші,пластикалық қоспаларды пайдаланып,жеңіл керамикалық қыштың тиімді құрамын жасау, технологиялық және физика механикалық қасиеттеріне әсерін анықтау,физикалық қасиеттері:орташа тығыздығын, жылу өткізгіштік,аязға төзімділігінің әң түрлі факторларға байланысты өзгеруін зерттеу;
-саздақ микродисперсті күлден жасалған қыштың күлдің ұнтақтылығына байланысты қасиеттерінің өзгеруін зерттеу;
-мұнай және бұрғылау шламдарын қоспа түрінде пайдаланып қыштың тиімді құрамдарын алу.
Зерттеу нысаны. Саздақ,құмайт және отынды үнеудеші қоспалар:ЖЭС күлі,мұнай және бұрғылау шламдарынан алынған жылу сақтағыш және беріктігі жоғары керамикалық қыш.
Зерттеу объектісі. Саздақтар,ЖЭС күлдері,мұнай және бұрғылау лайларының химиялық,минералдық құрамы,олардың негізіндегі қыш құрамы,технологиялық және физика-механикалық қасиеттері ,күйдіру процестеріндегі өзгерістер.
Тәжірибелік құндылығы.Көмір сияқты қымбат әрі тапшы табиғи отынды үнемдейтін саздақ,ЖЭС күлдері,мұнай және бұрғылау шламдарын пайдаланып, беріктігі 12,5-25 МПа,орташа тығыздығы 1400-1450 кгм[3] қыш құрамдары және оны дайындау технологиясы жасалынды.Бұл құрамдарды өндіріске енгізгендегі экономикалық тиімділік жылына млн.теңге құрайды.
Қорғауға ұсынылады:Саздақ ,ЖЭС күлі,дефекат шикізат жүйесіндегі құрам-қасиет математикалық модельдері,күйдіру процесіндегі қыштың құрылымдық ерекшеліктері;
Саздақ,мұнай және бұрғылау шламдарынан тұратын қоспалар құрамы,күйдірудегі физика-химиялық процестер;
Саздақ және отын үнемдеуші қоспалардан қыш дайындаудың технологиялық процестердің параметрлері.
Жұмыстың талқылануы. Жұмыстың негізгі зерттеу нәтижелері ХХI ғасырдағы Евразия кеңістігіндегі білім мен ғылымның сабақтастығы,даму перспективалары халықарал.ғылыми-тәжіриб.конф. 18-19 қазан 2018 ж. Тараз қ.,талқыланды.
Зерттеулерді метрологиялық қамтамасыз етілуі. Бір топ физикалық,механикалық қасиеттерді анықтайтын заманауи құралдардар мен қондырғылар пайдаланды.
Зерттеу нәтижелерін пайдалану. Заманауи құрылыс материалдары және материалтану пәндерінде дәріс беруде, тәжірибе жұмыстарын жүргізгенде, курстық жобаларды орындағанда енгізілді.
Жұмыстың тұжырымдамасы. Керамикалық қабырға материалдарының өндірісінде отын энергетика және мұнай, газ өндірудегі қалдықтарын пайдалану бойынша ғылыми еңбектерге шолу жасалынып,жұмыстың негізгі мақсаттары белгіленді.ЖЭС күлі-дефекат-саздақ шикізат жүйесінде симплекс торлы математикалық модельдеу тәсілімен қыш құрамдары ,олардың физика- механикалық қасиеттері,құрылымы,нығыздау шамасының шикі қыш беріктігіне әсері анықталды. Саздақ-мұнай шламы,саздақ-бұрғылау шламы екі компонентті жүйедегі пластикалық тәсілмен алынған қыштың физика-механикалық қасиеттеріне қоспалардың әсері зерттелді.
Жұмыстың көлемі мен құрылымы. Диссертация 76 беттен, оның ішінде: кіріспеден,5 бөлімнен, қорытындыдан, 46 библиографиялық атаудан тұратын әдебиеттер тізімінен, 21 кестеден және 19 суреттен тұрады.
1. КЕРАМИКАЛЫҚ КІРПІШТІ ӨНДІРУДІҢ ҚАЗІРГІ ЖАҒДАЙЫ ЖӘНЕ ДАМУ ПЕРСПЕКТИВАЛАРЫ
Керамикалық қыш құрылыс материалдар өндірісінің құрылымында ерекше орын алады [1-2]. Құрылыс керамикасы-тұрғын және өнеркәсіптік ғимараттар мен құрылыстарды салу кезінде қолданылатын керамикалық бұйымдардың үлкен тобы болып саналады.
Құрылыс керамикасы бұйымдары өзінің ұзақ мерзімділігімен, жоғары көркемдік сипаттамаларымен және тазалығымен ерекшеленеді. Керамикалық кірпіш көп ғасырлар бойы аз қабатты тұрғын үйлер мен қосалқы үй-жайларды салу кезінде негізгі құрылыс материалы болып табылады.
Алайда дәл осы салада құрылыс материалдарының отандық өнеркәсібінің артта қалуы ерекше айқын көрінеді. Технологиялық жабдықтың физикалық және моральдық тозуы, бетонмен, темір бетонмен, панельді үй құрылысымен артық қызығушылығы бұл саланы ауыр жағдайға жеткізді. Керамикалық материалдардың сапасын арттыру, оларды өндіруге арналған энергетикалық және материалдық шығындарды төмендету, бұйымдар номенклатурасын кеңейту, өндіріс көлемін ұлғайту бүгінгі күні керамика саласының көптеген кәсіпорындары үшін маңызды міндеттер болып қала береді, ол бүгінгі күні айтарлықтай жоғары қарқынмен дамып келеді, бірақ қазіргі заманғы құрылыстың сұраныстарын толық қанағаттандырмайды.
Керамикалық бұйымдарға қойылатын кірпіш өнімдерінің қазіргі заманғы нарығының негізгі талабы керамикалық материалдардың тұрақты жоғары сапасы болып табылады. Жоғары талаптар тек берік көрсеткіштердің тұрақтылығына ғана емес, сондай-ақ өлшемдерге, форманың нақтылығына, түстердің реңіне де қойылады. Жұмыс істеп тұрған зауыттар бастапқы шикізаттың зерттелмеуіне және жергілікті шикізатты пайдалануға бағытталған технологиялық желілер әзірлемелерінің болмауына байланысты өнімді жеткіліксіз көлемде, ал жиі сапасы жоғары емес көлемде шығарады. Техникалық жабдықтау деңгейі мен өнімнің сапасы бойынша біз Еуропа мен Америка құрлығының алдыңғы қатарлы елдерінен айтарлықтай артта қалып отырмыз.
Керамикалық өнімнің сапасын жақсарту бойынша бірқатар технологиялық әзірлемелер шетелдік ғалымдардың ғана емес, сондай-ақ отандық мектеп өкілдерінің де бар.
Керамикалық бұйымдардың сапасын арттырудың технологиялық принциптерін әзірлеуге П. П. Будников, А. И. Августиник, И. А. Альперович, В. И. Верещагин, И. И. Мороз, Ю. И. Гончаров, В. А. Кондратенко, Р. З. Рахимов, И. Ф. Шлегель, Г. И. Горчаков, Ю. М. Баженов,С.Т.Сүлейменов,С.Ж.Сайболат ов,Қ.А.Нурбатуров және т.б. үлкен үлес қосты, бірақ олардың жұмыстары тек мамандардың тар тобына ғана белгілі және құрылыс индустриясы кәсіпорындарының басшылары әрдайым талап етпейді. Импорттық жабдықтарды сатып алу керамикалық өнеркәсіптің барлық проблемаларын шеше алмайды, өйткені жергілікті шикізат ресурстарының
ерекшеліктерін ескере отырып, технологиялық әзірлемелердің төмен деңгейін өтей алмайды, ал зауыттарды түбегейлі қайта жаңарту қаржылық қиындықтарға байланысты онжылдыққа кейінге қалдырылады. Саз балшықтар, керамика өнеркәсібінің негізгі шикізаты бола отырып, наножүйелер болып табылады және шикізат ерекшелігін ескере отырып, технологияларды әзірлеуге Елеулі көзқарасты талап етеді. Ежелгі уақыттан бастап (Қытай, Орта Шығыс) шикізатты қайта өңдеуге аса көңіл бөлінді. Әр түрлі керамикалық бұйымдарды дайындау технологиясы ғасырлар бойы ұрпақтан ұрпаққа берілетін практикалық тәжірибе негізінде қалыптасты. Панельді үй құрылысы және темір бетонмен артық әуестену 50-60 жылдары отандық керамикалық саланың құлдырауына алып келді. Көптеген жылдар бойы қалыптасқан тәжірибе мен дәстүрлер жоғалды. Нәтижесінде-кәсіпорындарда өндіріс ерекшелігін ескере отырып, шикізатты сапалы дайындау және қайта өңдеу мәселелеріне аз назар аударыла бастады. Қазіргі жағдайда керамикалық өндірісте саз шикізатының сапасын жақсарту мәселелері өзекті болып отыр. Қазақстанның көптеген аймақтарында жоғары сапалы керамикалық кірпіш өндіру проблемасы өткір тұр. Маусымдық зауыттардың көпшілігі нормативтік құжаттардың талаптарына жиі сәйкес келмейтін толық денелі өнімді (М 75-100, F25) шығарады, аз қабатты үйлерді салу үшін қажетті сәндік кірпіш шығарылмайды, өйткені мұндай бағдарламаны іске асыру үшін ең алдымен сазды шикізаттың технологиялық және физикалық-химиялық ерекшеліктерін егжей-тегжейлі зерделеу қажет. Осыған байланысты сазды шикізаттың технологиялық және физикалық-химиялық ерекшеліктері кешенін зерттеу, сондай-ақ жергілікті шикізаттың ерекшелігін ескере отырып, жоғары сапалы беттік керамикалық кірпіштің құрамын және алу технологиясын әзірлеу ерекше маңызды және өзектілікке ие болады.
0.1. Керамикалық қабырға материалдарының өндірісінде отын энергетика және мұнай газ қалдықтарын пайдалану
Мұнай және газ өндірісі аймақтардың рельефіне, флорасы мен фаунасына кейде қайтымсыз әсер ететін экологиялық проблемалардың кең ауқымын тудырады. Бұл қалдықтар Қазақстан және Ресейде көп пайда болған.Тек 2018 жылы Атырау,Ақтөбе,Маңғыстау облыстарында 3 млн. тонна мұнай қалдықтары жинақталған. Табиғаттағы теріс өзгерістердің жинақталуы болашақта барлық антропогендік әсерлерден әлдеқайда ауқымды салдарға әкелуі мүмкін.Әсіресе мұнай өңдеу зауыттарында 1,5 миллион тоннадан астам мұндай қалдықтар жинақталғанын атап өту керек, жер үсті суларының ластануының ең өткір мәселесі және ауыз судың ең маңызды көздері . Оларды орналастырған кезде, жер басып алынып, қоймалар айналасындағы өсімдіктер мен фауналар жойылады. Қалдықтарды сақтау әдісіне қарамастан, тұнбадағы токсиндер атмосфералық жауын-шашынмен топырақты шайып, содан кейін жер асты сулары арқылы өзендерге құйылады.
Мұнай шламы мұнайды өңдеу, өндіру және тасымалдау сияқты өндірістік процестер кезінде қалыптасады. Бұл қалдықтар қоршаған ортаға қауіп төндіреді және жерге көміліп немесе қайта өңделуді талап етеді.
Жасыл экономика - әртүрлі тазартқыш құралдарды өндіру, қайталама ресурстар мен қалдықтарды қайта өңдеу, экологиялық қызметтерді ұсыну және т.б.Бұл жағдайда жасыл экономика үлкен экономиканың бір бөлігі ғана болып шығады. Жасыл экономиканың және табиғи-ресурстық (қоңыр) экономиканың бейбіт өмір сүру мүмкін еместігі анық.
Тұрақты даму тұжырымдамасын іске асыру тәжірибесін жинақтаған кезде, халықаралық ұйымдар табиғи ресурстардың жетіспеушілігі және болашақ ұрпақ үшін адам қызметінің кері әсері туралы қауіп-қатер бүгінгі күні өзекті болып отырғанын атап өтуге мәжбүр болды. Мұнай мен ластанған топырақта ылғалдану коэффициентінің күрт төмендеуі гуминді заттардың тотығу процестерін гумустың компоненттеріне айналдыру процестеріне үстемдік көрсетеді, бұл топырақтың құнарлылығын азайтады.
Жасыл экономиканы БҰҰ құрылымдары мен халықтың әл-ауқатын жақсартатын, әлеуметтік жақындығы бар және қоршаған ортаға және оның деградациясына байланысты тәуекелдерді едәуір азайтатын экономика ретінде анықтайды. Мұндай экономиканың маңызды ерекшеліктері: табиғи ресурстарды тиімді пайдалану, табиғи капиталды сақтау және арттыру; ластануды төмендету: төмен көміртегі шығарындылары, экожүйелік қызметтер мен биоалуан түрліліктің жоғалуын болдырмау. Мысалы, БҰҰ есебінде
жасыл экономикаға көшу халықтың әл-ауқатын арттыруға, сондай-ақ қоршаған ортаға теріс әсер ету қаупін азайтатынын көрсетеді.
Шикізат ретінде жеңіл кірпіштерді алу үшін тақта тасты саз балшық компоненті ретінде пайдаланылды [3]. Тақта тасты балшық тау-кен зауыттарында (шахталарда) жанғыш тақтатастарды алу кезінде пайда болады және жанғыш тақтатастың қалдықтары болып табылады. Икемділік санына сәйкес, балшық шынайы тығыздығы 2,55-2,62гсм[3] болатын жоғары пластикалық балшық шикізатына (27-32 пластика саны) қатысты.
Саздардың минералды құрамы әртүрлі, бірақ олар үшін ортақ силикатты, сулы, монтморилонит және кальцит Саз-саз балшықтағы минералды минералдар көбінесе гидрослюданың қоспасы бар монтмориллонит болып табылады, шикі кірпіштің кептіру уақытын қысқарту үшін бұрғылау шламы жылытқыш ретіндепайдаланылды. ұңғымақабырғалары, бұрғылау жолдары мен корпустардың, саз минералдары (ластанған кезде) 4-кесте көрсеткендей, бұрғылау шламдарының қалыңдығының жоғарылығы.Бұл компонент жанғыш қоспа ретінде қолдануға кеңес беріледі. Күйіп кететін қоспалардың тобы құрамында антрацит, кокстық ұсақтар қатты отындардың әртүрлі түрлері бар. Олар шихта құрамына көлемі бойынша 3% дейін, яғни отынның қажеттілігінің 60%- 80% дейін енгізеді. Күйдіруге арналған отынның пайдалану мақсаты - күйдіру қарқындылығын жақсарып , кеуектілігі керамикалық материалда пайда болады, соның нәтижесінде төмен тығыздығы бар кеуекті жеңіл кірпіш
(жылуоқшаулағышы) алынады.Құрамы: тақта тасты саз балшық -60- 80; бұрғылау шламы- 20-40.Орташа тығыздығы 980-1400кгм3,беріктігі 8-10,6МПа. Керамикалық массасы 18-22% ылғалдыл ықта пластикті әдіспен дайындалды, оның ішінде 250x120x65 мм мөлшеріндегі кірпіш құйылды. Қалыпты ылғалдың мөлшері 5% -дан аспайтын құрғақ кірпіш 1000°C температурасында (Кротовский кірп іш зауытында соңғы күйдіру температурасы) күйдірген. Керамикалық массалар құрамында 20-40 % бұрғылау шламы бар. температурада клинкер кірпіштерінің физика- механикалық және химиялық қасиеттері. 20-30% органикалық қоспасы бар мұнай шламын 30% артық емес қосу арқылы оң әсерге қол жеткізіледі. Бұл жағдайларда шламдар шихтаға енгізілген көмірді ауыстыра алады, материалдың қалыңдығындағы азайтатын ортаны құраалады және балшық шикізатында жеткілікт імөлшерде темір оксидтерінің (3-5% Fe203), оларды темір қосылыстарға түрлендіреді және процесті күшейтеді. Бұрғылау шламы керамиканың кеуектілігін арттырады сонымен қатар керамикалық бұйымдардың біркелкі күйіуіне ықпал етеді. Органикалық қоспалар өртеніп кеткенде, ілеспе газдардың аз саны пайда болады, бөлшектедің қабырғаларының тығыздалуына әкеледі және нәтижесінде барлық өнімнің
беріктігін арттырады.
Зерттеулер көрсеткендей, дәстүрлі табиғи материалдарды пайдаланбай, мұнай өңдеу және энергия өнімдерінен алынған жеңіл кірпіштің орташа жылу өткізгіштігі 0,17-0,21 Bт (м ° C) ие.
Бұрғылау шламын және тақта тасты саз балшықты пайдалану керамикалық материалдарды өндіріске қалдықтарды тарту, жылуоқшаулағыш материалдарды өндіру үшін энергияны және ресурсты үнемдейтін технологияларды құру арқылы табиғи материалдарды ұтымды пайдалануына ықпал етеді. [3-4].
Саздақтарды үнемдеу мақсатында саздақ құрамына түрлі өндіріс қалдықтары енгізілуде.
Лессті саздақтар құрамына пирит күйіктерін, ферриткальцийлі , ватержакет шлактарды және басқа қоспаларды 5-50% мөлшерде қосу арқылы маркасы М120-М150 керамикалық кірпіш алу мүмкіндіктері зерттелді. Өндіріс
қалдықтарын таңдап алғанда
Fe2O3 (CaO MgO) ,
SiO2 Al2O3 Fe2O3
және
R2O RO
қатынастарын алуға ұсынады. Мысалы
Fe2O3 (CaO MgO)
қатынасы тым үлкен
болу қажет - 4 - 6; ал
SiO2 Al2O3 Fe2O3
өте аз болу қажет - 0,7 - 0,8, R2O RO
1,5
- 2 - ден көп болу қажет деп есептейді [5].
Өндіріс қалдықтары: ЖЭС күл қожын,ЖЭС күлін пайдаланып беріктігі жоғары М300-400 керамикалық кірпіш технологиясы жасалды [6].
Шаңды лесс саздақ және 10 % шамоттан дайындалған қоспаны 35 МПа қысыммен жартылай кептірілген престеу әдісімен қалыптау көмегімен, 900 С˚ - та күйдіру арқылы маркасы М 175 - 250, иілу беріктігі 3,1 МПа керамикалық қыштың технологиясын жасады [7] .
74 - 76 % саздақ , 7 - 9% лигнин, немесе - 15 - 19% ағаш үгінділерін, домна өндірісі қалдығы - күл шлам қоспасынан тұратын керамикалық масса құрамын жасады [ 8] .
Лессті саздақты механотермиялық белсендіру арқылы маркасы М 100 -
150 керамикалық кірпішті алу әдістерін ойлап тапты [9].
Саздақ ,ЖЭС күлі және сульфид ашытқысы қоспасынан пластикалық тәсілмен беріктігі 12,5-15,0 МПа керамикалық кірпіш құрамын жасады [9].
Керамикалық кірпішті 30 - 50 МПа күшімен қалыптауды пресс - ұнтақтың ылғалдылығы тұрақты болу қажет, күйдіргенде жоғары температурадағы аймаққа баяу енуді қажет екендігін анықтаған. Ол шикізат қоспасына белсендірілген саздақты (дезинтеграторда беттік ауданы 3600 см²г дейін ұнтақтау арқылы) енгізу қажет деп есептейді [ 10] .
70 - 78 % күл, 15 - 23% лессті саздақ, 7 - 15 % сұйық шыныдан тұратын қоспаны ұсынып отыр. Нығыздау қысымы 160 - 180 кгсм². Керамикалық кірпіштің физика - механикалық қасиеттері: сығу беріктігі 100 - 414 кгсм², орташа тығыздығы 1450 - 1510 кгм³, су сорғыштығы 8 -10%, аязға төзімділігі
35 цикл [11] .
Күл шлак қоспасының химиялық құрамы
SiO2 19,6% - 44,52 %,
Al2O3
5,2-
18,0; СаО 4,4-8,3;
Na2O
-2,6;
Fe2O3
17,9-40,65% . Физика - механикалық
көрсеткіштер: сығу беріктігі 19,8 - 24,2 МПа, иілу . 5,2 - 7,1 МПа, аязға төзімділігі - 50 цикл күл шламның технологиялық қасиеттері: ылғалдылығы 27,2 - 30,5 , тығыздығы - 2,72 гсм, меншікті беті - 1099 смг, отқа төзімділігі - 1100 - 1350 , жылу шығару қабілеттілігі 87,7 - 82 ккалг [12].
Саздақ 60 - 80%, ұнтақ үл 10 - 25% , ағаш ұнтақтары 1 - 10% , активті зат 0,5 - 9 % тұратын қоспа ұсынады. Активті микроорганизмдер негізінен бактериялардан тұрады. Органикалық заттар 85 - 95% , минералды заттар 5 - 15 %, меншікті беті 90 - 100 мг ол адсорбциялық қабілеттігі жоғары, ақаба суларын тазартатын биофильтрлерде пайда болады және пластикалық, физика - механикалық қасиетін жоғарлатады [13].Жоғарғы сапалы саз балшықтардың азаюына байланысты керамикалық кірпіш өндірісінде шаңды саздарды және құны жоғары шикізатты пайдалануға мәжбүрлейді.
Сулейменов Ж.Т.,Сағындықов А.А. саздақ және бұрғылау шламын 10-
20 мөлшерде пайдалану арқылы беріктігі жоғары керамикалық қабырға материалдары алынды [14].
Бұрғылау шламы жану жылуы жоғары болғандықтан оны жанғыш қоспа ретінде пайдалану керамикалық масса құрамынан антрацит,кокс ұнтағы және т.б.шығарып тастауға мүмкіндік береді.Бұрғылау шламы керамикалық бұйымдардың кеуектілігін жоғарылатып, керамикалық дененің біркелкі күйіуіне ықпал етеді.
В.Б.Устьянов, В.В.Иващенко керамикалық бұйымдардың сапасын бірнеше есе жақсаратын технология ұсынды [15]. Оның ерекшелігі пластикалық және жартылай кебу тәсілідерін артықшылықтарын пайдалануын. Пластикалық тәсілмен дайындалған сазбалшық шикізатын шнекті вакуум престе білімдер (жгуты) қалыптанып, барабанды кептіргіште кептіріп, білікті
ұсақтағыш ұнтақтайды. Алынған түйіршіктерді сапасы жоғары саз балшықтан жасалған шликермен араластырып, 20-30 МПа жоғары қысымда престейді. Бұл технология беріктікті 2-3 есе, су сорғыштықты 2 есе азайтып және аязға төзімділікті 1,5 есе жоғарлатуға мүмкіндік береді.
Күріш сабанын жанғыш қоспа ретінде және оның жануынан пайда болған аморфты кремнеземнің есебінен кірпіштің қасиеттерін жақсартудың тиімді әдістері ұсынылған [16].Шикізат материалдарының мінездемесі,бұйымдарды алудың технологиялық тәсілдері және қасиеттері келтірілген.Сабанның және күлдің тиімді мөлшері анықталған.
Жұмыста құрамында 120 гдм[3] NaHCO3 бар натрий гидрокарбонатын ерітіндімен өңдей отырып, химиялық байытудың алдында күлқожды қалдықтарды алдын ала белсендірудің жаңа тәсілі ұсынылған. Белсендіруге дейін және кейінгі КҚҚ физика-химиялық зерттеулер жүргізілді, сонымен қатар белсендіру үрдісінің температурасына байланысты фазалық құрамның өзгеруі көрсетілген. Белсендіру нәтижесінде КШҚ минералогиялық және құрылымдық құрамында өзгерістер болады, ал химиялық құрамы өзгермейді. Белсендіру химиялық байыту кезінде кремний тотығының ерітіндіге алыну дәрежесін 20 - 30% дан 68% дейін жоғарлатады,осыдан КШҚ қайта өңдеуді ары қарай өңдеудің ағынын едәуір азайтады [17-18].
Өндірілген табиғи шикізатты қалдықтарды байыту, әдетте, минералдардың экстракциясы мен олардың кейіннен терең химиялық, физика- химиялық немесе биохимиялық өңдеуі арасындағы аралық болып табылатын процестерде қалыптасады. Байыту қалдық жыныстарының айтарлықтай бөлігін және зиянды қоспаларды бөлуге және сол арқылы шикізаттың құнды компоненттерінің шоғырлануын арттыруға мүмкіндік береді, бұл кенді байытуда айқын көрінеді.
Көмірді қазбалаудың техногендік қалдықтары мынадай негізгі экологиялық және экономикалық проблемаларға алып келеді:
oo полигондар мен полигондардағы қалдықтарды кәдеге жарату топырақтың, судың және ауа ортасының ластануына әкеледі;
қалдықтарды басқару - қымбат процесс;
oo алынған полигондар ұтымды пайдалану үшін қолайлы жер ресурстарының үлкен алаңдарын алады.
Зерттеулерде келтірілген мәліметтерге сәйкес, жуық есептеулер бойынша Қазақстанда көмірді байыту қалдықтарының жыл сайынғы көлемі 5 млн. тоннадан асады. Құрылыс материалдарын өндіруде көмірді дайындау қалдықтарын кешенді пайдалану ұлттық экономикаға табиғи шикізатты үнемдеу, қалдықтарды сақтау және тасымалдау шығындарын азайту және қоқыс төгу үшін пайдаланылатын жер көлемінің азаюы есебінен елеулі экономикалық әсер етуі мүмкін.
Жұмыста керамикалық қабырға кірпіштерін өндіруге арналған шикізат алу мақсатында Куанг Нинь, провинциясында көмір шахталарында өндірілген шикізатты байыту мүмкіндігін зерттеу туралы зерттеу жүргізілді.
Вьетнамдағы көмірді өндіру процесінде Quang Ninh, Тай Нгуен, Лао Цай және басқа да аймақтардағы көмір шахталары қоршаған ортаның ластануына әкеліп соқтыратын қалдықтардың үлкен көлемін құрайды, адам мен жануарлардың тіршілік жағдайына кері әсерін тигізеді және қалдық қоймалары бойынша үлкен аумақты алады.
2015 жылы Вьетнамда зерттелген көмір қоры 5558 млн. тоннадан астамды құрайды және 2020 жылға қарай 60 + 65 млн. Тоннаға дейін ұлғайтылады деп жоспарлануда. Қолда бар деректер бойынша, Вьетнамдағы ашық көмір шахталарында 1 тонна көмірді алу үшін, жарылыс қажет 10 + 14 м[3] тау жыныстары. Осылайша, 2020 жылға қарай қатты көмірді көмірді байыту сапасы 600 + 910 млн. м[3] дейін жетуі мүмкін, бұл қоршаған ортаны ластауға байланысты экологиялық және экономикалық шығынға әкеледі және осы қалдықтарды орналастыру үшін жүздеген мың шаршы метр аумақты бөліп беру қажет.
Қазіргі уақытта Вьетнамда көмір қалдықтары кейбір цемент зауыттарында портландцемент өндіруде шикізат пен минералды қоспалар ретінде қолданылады. Дегенмен, оларды пайдалану көлемі өте аз.
Вьетнам премьер-министрінің бұйрығымен шығарылған шешімдерге сәйкес елде құрылыс материалдары өндірісін ұйымдастыруды және одан әрі дамытуды жетілдіру мақсатында мынадай өзекті мәселелерді шешу қажет:
oo шикізат пен отынның шығындарын азайту, сондай-ақ саз балшықтары ретінде ауылшаруашылық жерлерін пайдалануды азайту арқылы қоршаған ортаға зиянды азайту үшін сазды шикізаттан кірпіш өндіру технологиясын жетілдіру;
oo сазды алмастыратын шикізат ретінде техногендік қалдықтарды кеңінен қолдану.
Қабырғалық керамикалық материалдардың технологиясында сазды шикізаттың сапасы өндірістің технологиялық параметрлерін және алынған өнімдердің сипаттамаларын анықтайтын маңызды фактор болып табылады. Соңғы жылдары Ресей Федерациясында да, Вьетнамда да керамикалық технологияларды дамыту үшін ауыл шаруашылық және аллювиалды жерлердің азаюы нәтижесінде болашақта көмірді байыту үшін шикізаттың жаңа түрлерін сазды көп мөлшерде пайдалану қажет болды.
Материалдың құрамы бойынша, көмірді дайындау қалдықтары әртүрлі минералды қосындылардан, саз және көмір қалдықтарынан тұратын көпкомпонентті қоспалар болып табылады. Кванг Нин провинциясының көмір шахталарында шығарылған шикізатты көміртектес шикізатты өңдеуге арглилит пен көміртекті аргиллит (44% -дан 83% -ға), құмтас (орта есеппен 6,3%), алевролит (орташа 14%) және карбонаттар (орташа 2 5%) (кесте 1). Бұдан басқа, мұндай қалдықтарда көмірдің 10 - 28% дейін бар.
Сазды қалдықтардың химиялық құрамы мен оларды кейіннен пайдалану мүмкіндігі арасындағы өзара байланысын анықтау үшін М.А. Августинниктің диаграммасы қолданылып, ордината осі бойынша Al2O3 және SiO2 мольдық ара қатынасы болып табылатын ,ал абцисса осі бойынша тез балқытқыш мольдер
қосындысы(CaO + MgO + Na2O + K2O + Fe2O3 + TiO2). Талдау нәтижелері 4- кестеде келтірілген. 2
Аргиллиттердің негізгі бөлігі саз минералдары: гидрослюдадан және каолиниттен (37-ден 42% дейін) тұрады.
Көмір байыту қалдықтары М.А.Августинник диаграммасында қыш дайындауға жарамды саз балшықтар аймағында орналасқан.
Қабырғалық керамикалық кірпіш өндірісінде көмірді байыту қалдықтарын пайдалану кезінде, олардың материалды және минералды құрамы, сондай-ақ ылғалдылығы өте маңызды, ол екі өндіріс әдістерінің бірін рационалды таңдауды анықтайды: пластикалық қалыптау немесе жартылай құрғақ басу.
Пластикалық әдіспен жасалған әдіс пайдаланылған қалдықтарда суланған саздың жеткілікті мөлшерін қамтыса, суды шикізат құрамына қосудың қажеті жоқ. Әйтпесе, жартылай құрғақ басу әдісі қабырғалық керамиканы өндіру үшін ұтымды болады.
Қабырғалық керамикалық кірпіш өндіру технологиясына арналған екі нұсқаны қарастырған кезде келесі сұрақтарға назар аудару қажет:
oo көмірді дайындау қалдықтары айтарлықтай қаттылыққа ие болғандықтан, оларды майдалау беттік майдалағышты пайдалану қажет;
oo шикізатты қайта өңдеу процесі жоғары сапалы шикі кірпішті қалыптастыруға мүмкіндік беретін бөлшектердің мөлшерін бөлудің шикізат қоспасын алу үшін роликті немесе шар диірменін пайдалануды талап етеді;
oo көмірді дайындау қалдықтары қатты және төмен байланысы бар, сондықтан олардың құрамы бойынша, кейіннен өнімнің қалыптасу мүмкіндігін қамтамасыз ету үшін, балшық массасының 10 - 25% дейін қосылуы керек. Сонымен қатар, қалдықтардың құрамында неғұрлым көп сазды қоспалар бар болса, қоспаны аз қосу қажет;
oo Керамикалық кірпіш шығаратын жоғарыда аталған екі әдіс бойынша, жартылай құрғақ басу аса ұтымды болады, өйткені көмірдің байытылған қалдықтары төмен ылғалдылыққа ие және сондықтан қосымша ылғалдаусыз пластикалық қалыптау әдісімен баспадан экструдталған кезде шикізатты таспа қалыптастыра алмайды;
oo пластикалық құю әдісінің негізгі кемшілігі - күйдіру алдында шикі қышты кептіру қажеттілігі ;
oo шикізаттың аз ылғалдығына байланысты жартылай құрғақ басу әдісімен қабырға керамикалық кірпіштерін шығарған кезде күйдіру мен кептіру операцияларын бір қондырғыда,мысалы туннельде пеште жүргізіп,уақыт пен отынды үнемдеп, сонымен қатар кірпіштің дұрыстығын және маңызды кірпіш өлшемдерін қамтамасыз етуге үлес қосады .
Жартылай кептіру арқылы шығарылатын қабырғалық керамикалық кірпіштің негізгі көрсеткіштері: Rc=6,3-7,0 МПа; R=1,55-1,63МПа; W=8,6- 10,6% ,ρ=1450-1610 кгм3.
1.2Дәстүрлі емес саз материалдар неорганикалық компонентер ретінде дисперстік жүйелерде пайдалану және оларды белсендіру
Жоғары сапалы саз балшықтардың аз болғандығы қыш өндірісінде шаңды саздақтарды,супестерді, иілімділікті жоғарылататы қоспаларды пайдалануға мәжбүрлейді.
Құрылыс материалдарыөндірісінің шикізат қорын қорын заманауи талдау теориялық тұрғыдан және тәжірибе түрінде негізделген дәстүрлі емес саз балшықты қоспаларды қыштың шикізат құрамына енгізу арқылы құрылымдық процестерін басқаруға мүмкіндік береді.
Қажетті қасиеттері бар материалдарды алуға арналған құрылыстар Құрылыс саласы үшін дәстүрлі емес саз өнеркәсібінің шикізат массасын
енгізу тау жыныстары.
Сазды зат химиялық және минералды құрамы бар күрделі зат.
Соңғы он жылдықтарда заманауи зерттеу әдістерін қолдану(электрондық микроскопия, рентгендік құрылымдық талдау, инфрақызыл спектроскопия)саз минералдарының құрылымы және олардың қасиеттері егжей-тегжейлі зерделенді.
Саз балшықты жүйелердегі элементар қабаттар және олардың арасындағы кеңістіктер наноөлшемді және олар кең таралған беті активті болып келетіндігі анықталған.Егерде әр нанокристалды бір бірінен физикалық немесе химиялық жолмен ажыратса,онда арасындағы қашықтық 1 нм-ге тең әмбебап модификатор пайда болады.
Үлкен құрамдағы саз минералдарының нанобөлшектері жоғары физикалық-химиялық белсенділікке байланысты сазды жыныстар
жоғары өнімді сорбенттер, жағармай, бұрғылау ерітінділері, бейорганикалық пластификаторлар, сондай-ақжасанды және ұзаққа созылатын табиғи материал әртүрлі табиғи топырақтарда ластанудан таралудан қорғау экрандары, ретінде пайдаланылуы мүмкін.
Құрылыс саласы үшін дәстүрлі емес сазды жыныстар - алюмосиликатты тау жыныстарының желден үгітілуден пайда болған өнімдер және олар пайдалы қазбаларды өндіру кезінде тау-кен аймағына көп мөлшерде түседі.
Қосымша өнімдер - аршу жыныстары, шлактар, күл,тау-кен байыту қалдықтары және т.б., алюминий мен магний бар минералдардың атаулы санын көптеген жағдайларды қамтиды.
Ағымдағы нормативтік және техникалық құжаттардың талаптарға жауап беретін саз балшықтарының барлық түрлерін құрылыс өнеркәсіпі көп пайдаланады.
Дәстүрлі емес сазды жыныстардың қолданылуына байланысты қабырғалық материалдарды өндіру кезінде дәстүрлі шикізаттан композициялық байланыстырғыштарға өтуге болатындығы дәлелденген. Бұл қосылыстарды синтездеуді жылдамдатады,морфологиясын өзгертіп, цементтелген микроқұрылымын оңтайландырып және тиісінше физико-механикалық қасиеттерін жақсартады.
Бұл генетикалық түрдегі тастар Қазақстанның аумақтарында кеңінен таралған. Дегенмен, осы жыныстардың едәуір бөлігі құрылыс материалдары өндірісі үшін шикізатқа қойылатын талаптар ағымдағы нормаға сәйкес келмейді. Бірақ зерттеулер көрсеткендей бұл материалдардың заттық құрамы термодинамикалық тұрақсыз қосылыстардан тұратындығын көрсетіп ол Жаңа буынның тиімді құрылыс композиттері алуға ықпал етеді.
Мұндай шикізатты генезисіне, құрылымдық және текстуралық ерекшеліктеріне және минералды құрамына байланысты таңдап алу қажет.
Қазақстанда көптаралған қабырға материалдар өндірісінің энергиясының қарқындылығ шетелдік, еуропалық және американдық аналогтарға қарағанда айтарлықтай жоғары. Елдегі қолданыстағы ғимараттардың көбісі салынған баға
- сапа көрсеткіштері бойынша көрсеткіштері жеткілікті дәрежеде төмен, өндіріс процесі қымбат, бұл дегеніміз тұтынушыға кері әсерін тигізеді. Өндірістегі жоғары үстеме шығындар мәселесі Қазақстанның ДСҰ-ға кіргеннен кейін маңызды болып тұр.
Жартылай құрғақ сығымдау әдісімен өндірілген қабырға материалдарын өндіруде , шикізат механикалық кернеуге ұшырайды жиі бұрыштар мен кірпіштен жиі зақым келтіреді, кейде тіпті толық жоюға. Шикізаттың құрамдас бөлігі ретінде дәстүрлі емес сазды жыныстардың қосындылары өнімділікті арттырады, қабырға материалдарының өндірісін жеңілдетеді, өндірілген қабырға материалдарының түрлерін кеңейтуге болады [21-22].
Қыш өндірісінде кең пайдаланатын саздақтар көп ауданды алып ,кең тараған шикізатқа жатады [26]. Бірақ оларды қолдану бір қатар себептермен күрделеніп бара жатыр.
Біріншіден олардың үлкен кен орындары ауылшаруашылық жерлерде орналасқан.Айдалған және мал жайылатын бағалы жерлер саздақтардан тұрады.Бұл сары және қара топырақты құнарлы жерлердің генезисымен түсіндіріледі [27]. Осындай пайдалы,жоғары өнімді беретін құнарлы жерлерді біз келешек ұрпаққа қалдыруымыз керек.Тәжірибе көрсеткендей жерлерді рекультивациялау бастапқы оларды бастапқыөнім беру күйіне қайтармайды.
Осыны ескере отырып заң деңгейінде ауыл шароуашылық қызметтен өндіріс қызметіне ауыстыру рәсімі күрделі болып келеді.
Екіншіден генезиске қарай саздақтардың қорлары аз мөлшерде кездесіп және қабат қалыңдығы өзгеріп отырады.Көп барланған жерлерде пайдалы қабат қалыңдығы 10м аспайды.Орташа жылдық өнімділігі 60 млн.дана кірпіш өндіретін зауытқа ең кемі 30 га жер бөлінуі керек.
Ауыл шаруашылық жерлердің басым бөлігі жекеменшікте екендігін ескерсек ,оларды сатып алу үшін көп мөлшерде қаражат қажет.
Үшіншіден тағыда генезиске байланысты саздақтар құрамы және қасиеттері бойынша құбылмалы болып келеді.Саздақтардың кен орнының классикалық қимасының құрамы:
1...2 м -топырақ-өсімдік қабаты ; 1...2 м - үйінділерге айналатын гипспен,тұздар мен карбонаттармен байытылған қабат ; 5...10 м -- ашық сұр- қоңыр,пластикалығыаздау,кептьіруге сезімтал,төмен және орташа дисперсті
қабырға керамикасын өндіру үшін негізгі шикізат болатын.Олардан төмен гипспен араласқан,қыш өндіруге жрамсыз тығыз саз балшықтар орналасқан. Мұның барлығы өндірушелерге бірқатар қиындықтар туғызып,технологияны күрделедіреді,өндіріс шығындарын арттырады,сапалы бұйымдар санын азайтады,номенклатураны қысқартады.Өндірілген қыштың беріктік бойынша маркасы М150 ден аспайды.
Осындай жағдай қабырға керамикасын өндірісіне жаңа шикізат көздерін іздеуге мәжбүрлейді.Бұл проблема қазақстандық ғана емес жалпы дүние жүзілік болып табылады [27-32].
Бұл жағдайда қатты тас саз балшықтар көп қызығушылық танытуда және оларға жататындар: аргиллитке ұқсас саз балшықтар,аргиллит,сазды тақта тас,алевролиттер,және осы жыныстардың арасындағы өтпелі шикізат түрлері.
Бұндай тау жыныстары керамикада кең қолданады. Мысалы АҚШ пен Қытайда барлық өндірілетін кірпіштің жартысы осы тас сазбалшықтан жасалады. Ресейде аргилитті пайдаланатын бөлек кіші гірім кірпіш зауыттары жұмыс істеуде: Адербиевск Краснодар өлкесі, Богословск Свердловск облысында, Хакасия республикасының Изыхские копи ауылында .
Тас саз балшықты шикізат-аргиллитке ұқсас саз балшықтар,аргиллит,сазды тақта тас, алевролиттердің заттық құрамы,құрылымы және қабырға керамикасында қолдану келешегі қарастырылған. Бұл шикізаттың табиғи және техногендік шығу көздері,тәжірибелік-технологиялық зертеу нәтижелері көрсетілген.Аталған шикізаттты ққабырға керамикасының көп түрлерін өндіруде пайдалану негізделген [25].
Ғылыми зерттеулер көрсеткендей керамикалық кірпіштің сапасын жоғарылату үшін шикізат қоспасын белсендіру көп қолдану табуда.
Негізгі шикізат болып саз балшықты бөлшектері аз (5 мкм дан кем) және шаң қоспалары көп (5-50 мкм) қолданады.Кептіруге сезімтал,күйдіргенде бірікпейтін,жарықшалар көп болатын.сондықтан сапасын жақсарту және технологиялық сызба нұсқасын жасау.Біздің елімізде және шет елдерде Пластикалық тәсіл көп қолдану тапқан [33].Оның артықшылығы көп қуысты бұйымдар алу.Екі сатылы: механотермиялық және соққы-толқынды пайдаланды.Шликерді алу үшін ұнтақтылығы аз бөлшектерді пайдаланды және оны саздың құрамына 22-24 жеткенше енгізді.Белсендіруде 5 мкм дан кіші бөлшектер көбйіп,5-50 мкм азайды.
Планетарлы шарлы диірменінде 3 минут ішінде ақаба суларының күлдерін белсендіру арқылы күлді цементтің беріктігіне әсері зерттелді [34].
Зертеулер көрсеткендей жаңа дәстүрлі емес табиғи қорларды,өндіріс деген қызығушылық ғалымдар мен өндірішілер арасында кең қанат жайуыда.
1.3. Жергілікті шикізат негізіндегі керамикалық кірпіштің сапасын жоғарылату жолдары
Күйдірілген қыштың сапасын жоғарлату кәсіпорындағы қолданылатын шикізат түрімен және технологиялық мүмкіндіктерімен анықталады.
Олардың пайдалану қасиеттерін жоғарлату бұйымдардың қалыптау, кептіру, күйдіру қасиеттерін жақсартумен байланысты және де ол шикізат қоспасына шамот, күл, қож қоспалары, көмір қалдықтары немесе лессті саздақтарға оңай балқитын пластикалық және бетонитті саз балшықтарды қоспа ретінде пайдалану арқылы мүмкін болып отыр [35] .
Қыштың беріктігі және отқа байланысты қасиеттерді жақсарту оңай балқитын қоспалар: шыны сынықтары, фосфорлық,металлургиялық, домна шлактары,сілтілі оксиді бар дала шпатты жыныстар, боксит,нефелин лайлары, гранит еленділері және тағы басқа қоспаларды пайдалану арқылы іске асырылады.
Тиімді әдістердің ішінде: темір, марганец, сілтілер оксидтер негізгі шикізатпен әрекетте су негізінде оңай балқитын эвтектикаларды пайдалану жолдары және мүмкіндігі. Жоғарыда аталған әдістерге сәйкес 5 - 10 % мөлшерде пайдаланған қоспалар күйдіру температурасын 50 - 150˚С төмендетеді,беріктігін 7,5-8,0 - ден 20-25 МПа,ал аязға төзімділікті 15 - тен 100
циклға жоғарылатады [27-32].
Күйдірілген қыштың беріктігін, аязға төзімділігін, дымқылға және атмосфераға төзімділігін қамтамасыз жасау жолында күйдіру процесінде муллит, анортит, волластонит сияқты беріктігі жоғары минералды кристалл фазалардың пайда болуын қамтамасыз ету арқылы немесе диопсид, волластонит сияқты қалыптасқан кристалл фазалары бар шикізат материалдарын қолдану арқылы жүзеге асуы мүмкін. Мұндай фазаларды қалыптастыру үшін волластонит шикізатын [33,34] күл, шлактарды, күл қож қоспаларын енгізеді [37]. Қыштың физика-механикалық қасиетін тиімді түйіршік құрамды керамикалық массаларды пайдалану арқылы жоғарылатуға болады. Бұл массалардың кептіруге сезімталдығы көрсеткіші кәдімгі массаларға қарағанда төменірек 0,47 - 0,59 (ол 1,2 - 1,3 кәмідгі массаларда). бұйымдардың шөгуі де төмен (1,2 - 2) және беріктігі жоғарыболып келеді (28 - 31 МПа). Жартылай кептіру әдісімен нығыздау түйіршік құрамына, шикізат түріне және бұйымның түріне байланысты тығыздығы 1400-1500 кгм³ төмен, саздың пластикалық саны 10-12 болатын бұйымдардың фракциялық құрамы тмендегідей 3 мм 8 - 10% , 2-3 мм 25 - 30%, 1-2 мм 22 - 28% , 1 мм-ден төмен 38 - 40% құрайды. Саз балшықтың пластикалық саны 10 дейін төмендейді майда фракциялар мөлшері жоғарылайды (1-2 мм 28 - 35% , 1 мм төмен 60 - 65% ) және де ірі фракциялар мөлшері азайтылады (2-3 мм 9 - 15% 3мм-ден жоғары фракциялар 1 - 3%) құрайды [35]. Пластикалық қасиеті жоқ заттар (күл, шлак,лай) және саз балшықтан тұратын қоспаның негізгі бөлігін (50 - 80%) өлшемі 1 мм - ге дейін бөлшектер құрайды. Өлшемі 0,1 мм саз балшық түйіршіктері 20 - 50% мөлшерде шликер түрінде енгізілсе,технологиялық
көрсеткіштер жақсарады. Бұндай қоспалардың түйіршік құрамы алдындағы орташа диаметрдің келесі ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz