Ангидритті цементтен жасалған құрылыс қоспалары
КІРІСПЕ
2.Өнім номенклатурасы
2.1.Гипсті және ангидритті байланыстырғыш заттарды пайдалану және технологиясы саласындағы ғылыми. техникалық талдау
2.2.Шикізат материалдары және зерттеу әдістері
2.3.Техногенді ангидрит негізіндегі ангидритті байланыстырғыш өндірісінің технологиясы
3.Технологиялық бөлім
3.1. Техногенді ангидрит негізінде байланыстырғыш заттар және бұйымдар алу.
3.2.Суға төзімділігі жоғары композициялық ангидритті байланыстырғыш затты және оның негізінде бұйымдар алу
3.3.Технологиялық есептеу
4.Қоршаған ортаны қорғау
5.Қорытынды
2.Өнім номенклатурасы
2.1.Гипсті және ангидритті байланыстырғыш заттарды пайдалану және технологиясы саласындағы ғылыми. техникалық талдау
2.2.Шикізат материалдары және зерттеу әдістері
2.3.Техногенді ангидрит негізіндегі ангидритті байланыстырғыш өндірісінің технологиясы
3.Технологиялық бөлім
3.1. Техногенді ангидрит негізінде байланыстырғыш заттар және бұйымдар алу.
3.2.Суға төзімділігі жоғары композициялық ангидритті байланыстырғыш затты және оның негізінде бұйымдар алу
3.3.Технологиялық есептеу
4.Қоршаған ортаны қорғау
5.Қорытынды
П.П.Будников ұсынған ангидритті байланыстырғыш немесе ангидритті цемент,ерімеген ангидриттен басым тұрады.Оны, өнімді ары қарай біртіндеп әртүрлі қатайтқыш минералды күйшейткіштермен бірге майда ұнтаққа майдалай отырып,600-700С қос сулы гипсті күйдіру арқылы алады.Жасанды алынған ангидриттің орнына табиғи ангидрит те қолданылуы мүмкін.
Ангидритті байланыстырғыштың қатаюы сульфатты немесе сілтілі күшейткіштердің қатысуымен жүреді.Күшейткіштер ретінде кейбір металдардың (NaHSO4, K2SO4, AL2(SO4)3, FeSO4) еритін сульфаттары және сілтілік сипаттағы ерекшеленетін (әк,күйдірілген доломит,негізгі түйіршіктелген домен шлактары, кальцийдің бос тотығын қамтитын жанғыш сланецтерді жағудан қалған күл т.б) қарастырылады.
Ангидритті цементке 3-5% көлемінде әк,0,5-1% көлемінде биосульфат немесе темір немесе мыс купоросы бар натрий сульфатын қосуға болады.Күйдірілген доломитті 3-8% көлемінде, негізгі түйіршіктелген домен шлагын -10-15% көлемінде қосады.Күшейткіштерді ангидритті цементке анигидритті майдалау кезінде қосады, олардың ішіндегі суда жақсы еритіндерін қатайтуға арналған сумен бірге қосуға болады.
Гипс тасын әдетте айналмалы пештерде немесе шығатын шүмегі баршахта пештерінде күйдіреді.Шахта пештерінде күйдіру кезінде оны алдын ала кілтелі ұнтақтағыштарда көлемі 50-10мм, ал айналмалы пештерде-30-40мм дейінгі бөлшектерге дейін майдалайды.
Ангидритті пештен шығарылатын ангидритті әк және басқа да қатайтқыштармен бірге домалақ диірменде майдалайды.1-В2-69 СНиП бойынша ангидритті цементті №008 електен материалдың 85% өтетіндей етіп ұнтау қажет.
Табиғи ангидриттен жасалған ангидритті цементті өндіру кезінде оның ұнталуына жақсарту үшін 170-180С температурада кептіреді.
Бұл байланыстырғыш қосгидрат пайда болғанда қатаяды.
Ангидритті цементтің тығыздығы 2,8-2,9г/см3, ұнталған сусымалы күйіндегі көлемдік массасы -850-1100, ал нығыздалған күйінде-1200-1500кг/м3 құ Ангидритті цементтің суды қажетсінуі және суды ұстайтын қабілеті оның ұнтақталуының майдалығына байланысты болады.Қоймалжыңдығы қалыпты илем алу үшін 30-35% су қосады.1-В.2-69 СНиП бо йынша бұл цементтің
ұстасуы 30 минут ішінде басталуы тиіс, ал бітуі қатаю уақытынан бастап 24 сағат ішінде жүруі тиіс.
Аз күйдірілген гипсті байланыстырғыштарға қарағанда ангидритті цемент қатаю кезінде көлемі артпайды.
Ангидритті цементке гидравликалық қасиет тән емес.Ол ылғал ауада жақсы қатаяды.
Ангидритті байланыстырғыштың қатаюы сульфатты немесе сілтілі күшейткіштердің қатысуымен жүреді.Күшейткіштер ретінде кейбір металдардың (NaHSO4, K2SO4, AL2(SO4)3, FeSO4) еритін сульфаттары және сілтілік сипаттағы ерекшеленетін (әк,күйдірілген доломит,негізгі түйіршіктелген домен шлактары, кальцийдің бос тотығын қамтитын жанғыш сланецтерді жағудан қалған күл т.б) қарастырылады.
Ангидритті цементке 3-5% көлемінде әк,0,5-1% көлемінде биосульфат немесе темір немесе мыс купоросы бар натрий сульфатын қосуға болады.Күйдірілген доломитті 3-8% көлемінде, негізгі түйіршіктелген домен шлагын -10-15% көлемінде қосады.Күшейткіштерді ангидритті цементке анигидритті майдалау кезінде қосады, олардың ішіндегі суда жақсы еритіндерін қатайтуға арналған сумен бірге қосуға болады.
Гипс тасын әдетте айналмалы пештерде немесе шығатын шүмегі баршахта пештерінде күйдіреді.Шахта пештерінде күйдіру кезінде оны алдын ала кілтелі ұнтақтағыштарда көлемі 50-10мм, ал айналмалы пештерде-30-40мм дейінгі бөлшектерге дейін майдалайды.
Ангидритті пештен шығарылатын ангидритті әк және басқа да қатайтқыштармен бірге домалақ диірменде майдалайды.1-В2-69 СНиП бойынша ангидритті цементті №008 електен материалдың 85% өтетіндей етіп ұнтау қажет.
Табиғи ангидриттен жасалған ангидритті цементті өндіру кезінде оның ұнталуына жақсарту үшін 170-180С температурада кептіреді.
Бұл байланыстырғыш қосгидрат пайда болғанда қатаяды.
Ангидритті цементтің тығыздығы 2,8-2,9г/см3, ұнталған сусымалы күйіндегі көлемдік массасы -850-1100, ал нығыздалған күйінде-1200-1500кг/м3 құ Ангидритті цементтің суды қажетсінуі және суды ұстайтын қабілеті оның ұнтақталуының майдалығына байланысты болады.Қоймалжыңдығы қалыпты илем алу үшін 30-35% су қосады.1-В.2-69 СНиП бо йынша бұл цементтің
ұстасуы 30 минут ішінде басталуы тиіс, ал бітуі қатаю уақытынан бастап 24 сағат ішінде жүруі тиіс.
Аз күйдірілген гипсті байланыстырғыштарға қарағанда ангидритті цемент қатаю кезінде көлемі артпайды.
Ангидритті цементке гидравликалық қасиет тән емес.Ол ылғал ауада жақсы қатаяды.
КІРІСПЕ
П.П.Будников ұсынған ангидритті байланыстырғыш немесе ангидритті цемент,ерімеген ангидриттен басым тұрады.Оны, өнімді ары қарай біртіндеп әртүрлі қатайтқыш минералды күйшейткіштермен бірге майда ұнтаққа майдалай отырып,600-700С қос сулы гипсті күйдіру арқылы алады.Жасанды алынған ангидриттің орнына табиғи ангидрит те қолданылуы мүмкін.
Ангидритті байланыстырғыштың қатаюы сульфатты немесе сілтілі күшейткіштердің қатысуымен жүреді.Күшейткіштер ретінде кейбір металдардың (NaHSO4, K2SO4, AL2(SO4)3, FeSO4) еритін сульфаттары және сілтілік сипаттағы ерекшеленетін (әк,күйдірілген доломит,негізгі түйіршіктелген домен шлактары, кальцийдің бос тотығын қамтитын жанғыш сланецтерді жағудан қалған күл т.б) қарастырылады.
Ангидритті цементке 3-5% көлемінде әк,0,5-1% көлемінде биосульфат немесе темір немесе мыс купоросы бар натрий сульфатын қосуға болады.Күйдірілген доломитті 3-8% көлемінде, негізгі түйіршіктелген домен шлагын -10-15% көлемінде қосады.Күшейткіштерді ангидритті цементке анигидритті майдалау кезінде қосады, олардың ішіндегі суда жақсы еритіндерін қатайтуға арналған сумен бірге қосуға болады.
Гипс тасын әдетте айналмалы пештерде немесе шығатын шүмегі баршахта пештерінде күйдіреді.Шахта пештерінде күйдіру кезінде оны алдын ала кілтелі ұнтақтағыштарда көлемі 50-10мм, ал айналмалы пештерде-30-40мм дейінгі бөлшектерге дейін майдалайды.
Ангидритті пештен шығарылатын ангидритті әк және басқа да қатайтқыштармен бірге домалақ диірменде майдалайды.1-В2-69 СНиП бойынша ангидритті цементті №008 електен материалдың 85% өтетіндей етіп ұнтау қажет.
Табиғи ангидриттен жасалған ангидритті цементті өндіру кезінде оның ұнталуына жақсарту үшін 170-180С температурада кептіреді.
Бұл байланыстырғыш қосгидрат пайда болғанда қатаяды.
Ангидритті цементтің тығыздығы 2,8-2,9гсм3, ұнталған сусымалы күйіндегі көлемдік массасы -850-1100, ал нығыздалған күйінде-1200-1500кгм3 құ Ангидритті цементтің суды қажетсінуі және суды ұстайтын қабілеті оның ұнтақталуының майдалығына байланысты болады.Қоймалжыңдығы қалыпты илем алу үшін 30-35% су қосады.1-В.2-69 СНиП бо йынша бұл цементтің
ұстасуы 30 минут ішінде басталуы тиіс, ал бітуі қатаю уақытынан бастап 24 сағат ішінде жүруі тиіс.
Аз күйдірілген гипсті байланыстырғыштарға қарағанда ангидритті цемент қатаю кезінде көлемі артпайды.
Ангидритті цементке гидравликалық қасиет тән емес.Ол ылғал ауада жақсы қатаяды.
Ылғал ортада алдын ала қатайғаннан кейін ангидритті цементтің құрғақ ауада тығыздығы күшейе түседі.Суда ұзақ сақталу жағдайында қатқан байланыстырғыштың тығыздығы азаяды, ары қарай кебу кезінде қайтадан қалпына келеді. Ангидритті цементтің суға төзімділігі оған қатайтқыш ретінде домен шлагын қосу кезінде біршама артады.
1-В.2-69 СНиП бойынша ангидритті цементті төрт маркаларға бөлінеді:50,100,150 және 200. Ангидритті цемент маркаларын 1:3 құрамындағы қатты консистенциядағы қоспадан жасалған кубтар және восьмерканың үлгісінің сынақ нәтижелері бойынша анықтайды.
Басқа жағдайларда тығыздығы жоғары болған сайын, шикізат таза болады және цементтің ұнтағы жұқа болады.Табиғи ангидриттен жасалған ангидрит цементтің тығыздығы гипс тасын күйдіру арқылы алынған ангидриттен жасалған байланыстырғыштың тығыздығы төмен болады.
Ангидритті цементтен жасалған құрылыс қоспалары қатыру және мұзынан ерітудің 15 циклден аса бүлдірмей ұстайды.
Ангидритті цементті жіксіз едендерді және линолеумның астына төсеуге, әртүрлі маркадағы майлайтын және сылайтын қоспаларды дайындауға,бейорганикалық және органикалық толтырғыштары бар жеңіл бетондарды,жасанды мрамор алуға қолданады. Осы байланыстырғыш негізінде алынған конструкциялар мен бұйымдарды ауаның 60-70 пайыз салыстырмалы ылғалдығында пайдалануға болмайды.
Әрлегіш ангидритті цемент.
Байланыстырғыштың бұл түрі 600-750С қатайтқыштармен бірге және ары қарай майдалап ұнтай отырып, құрамында темірі аз гипс тасын бір немесе екі рет күйдіру арқылы алынады.Оның шикізаты ретінде CаSO4-2Н2О -98,5
пайызын және 0,05 пайыз тотықты және 0,5 пайыз карбонатты қамтитын гипс қарастырылады.Әрлегіш цементті екі рет күйдіру арқылы алады.Қоспалардан және бос жыныстан арылтылған 60-150мм көлемдегі бөліктерін 180-200С камералы пештерге күйдіреді.Алынған аз сулы гипсті іріктейді, әркелкі күйдірілген лас бөлшектерді тазартады және алюмокалийлі қоспаны жағады.Оларды гипс массасына 3-4% көлемде алады және алдын ала 80С қыздырылған суда
ерітеді.Жақсы сіңірілген бөліктерін қайтадан 3-4 сағ,ат ішінде күйдірілетін материалдың ша-тозаңынан арылтатын пештерде 650-700С температурада күйдіреді.Екінші рет күйдіргеннен кейін материалды фарфор шарларын пайдалана отырып, домалақ диірмендермен ұнтайды.Әрлегіш ангидритті цементті №02 електе 0-1%, ал №008 електе 5-10% қалдық қалғанға дейін ұнтайды.
Әрлегіш ангидритті цементті ұнтаққа майдаланған ангидрит массасынан құрғақ тұздың 2-3% есебінен, ангидритті квасц, бура және басқа да тұздардың қоспасымен ары қарай қатайта отырып,600-750С сулы гипсті күйдіру арқылы дайындауға болады.Басқа жағдайда алынатын цемент екі рет күйдірілген гипске қарағанда, сапасыз болады.
Жоғары сападағы әрлеуге арналған цемент келесі көрсеткіштермен сипатталады:
Қоюлығы қалыпты илемнің суды қажетсінуі 37-43%;
Бастапқы ұстасуы-1-2 сағат;
Соңғы ұстасуы-2-5 сағат;
Қалыпты қоюлықтағы илемнен алынатын үлгілерді керу кезіндегі беркітігінің деңгейі:
1 тәулікте -2,-2,5МПа
7-3-3,5;
28-3,5-4,5;
Сығу кезіндегі беріктігінің деңгейі:
7 тәулікте-20-25;
28-25-35.
Әрлегіш ангидритті цементтің түсі ақ.Ұнтақтағы ақтық коэффициенті 90%. Қатқан әрлегіш ангидритті цемент беті жылтыр, жақсы тегістеледі және жылтыратылады.
Әрлегіш ангидритті цементті декоративтік және әрлеу жұмыстарына қолданады. Одан сәулеттік-құрылыс бұйымдары және плита және сылақ түріндегі жасанды мрамор, әрлегіш қоспалар жасайды.Бұйымдарды әдетте жылтыратып тегістейді, воск немесе парафин жағады,ол бетін жылтыратып, атмосфера әсерінен сақтайды.
Қатты күйдірілген гипс-ары қарай ұнтау арқылы 800-1000С сулы гипсті күйдіру арқылы алынатын өнім. Ол сусыз күкіртті қышқыл кальцийден және қатайтқыштан (сульфаттың немесе кальций карбонатының термиялық ыдырауы нәтижесінде түзілетін кальций тотығы)тұрады.
Қатты күйдірілген гипс:
1)ерімейтін ангидрит-75-85%;
2)құрамында суда еритін сульфат, силикат, алюминий және ферриттер бар немесе бос кальций тотығы 2-4%;
3)жартылайсулы гипс -8-15%;
4)сазды қоспа-7-10%;
5)күкіртті кальций -0,1%.
Жоғары сападағы қатты күйдірілген гипсті біркелкі бөлінген доломиттер немесе әктастардың 3-4 % , саз қопасының 5-7%қамтитын шикізаттан алады.
Бұл байланыстырғыштың өндірісі:гипс тасын ұнтақтауды, ашхта және басқа да пештерде күйдіру және домалақ және бсқа да диірмендерде қалдықтары №02 електе 5% дейін салқындатылған өнімді ұнтақтауды қамтиды. Шахта пештерінде эстрих-гипсті алуға қажетті шартты отын шығыны дайын өнімнің массасынан 8-10% құрайды.
Эстрих - гипстің көлемдік массасы құрғақ сусымалы күйінде -900-1100, нығыздалған күйінде-1300-1700 кгм3 құрайды.Суды қажетсінуі 30-35% деңгейінде қамтиды.
Жоғары деңгейде күйдірілген гипс-баяу ұстасатын байланыстырғыш.1-В.2-69 СНиП бойынша оның бастапқы ұстасуы 2 сағатты құрайды, соңғы ұстасуы шектелмейді.
Қоюлығы қалыптыилемнен және тұрақты массаға дейін кептірілген көлемі 7,07х7,07х7,07 кубтарды сығу кезіндегі беріктігінің деңгейіне қарай,1-В.2-69 СНиП бо ынша қатты күйдірілетін гипстерді үш маркаға бөледі:100,150,200.Сығу кезінде илемнен жасалған нығыздалған бұйымдардың беріктігінің деңгейі 30 МПа жетеді. Қатаю кезінде күшті күйдірілген гипс ылғал жағдайда 2 сағат болуы тиіс.
Күшті күйдірілген гипсті жіксіз едендер, линолеумнің астына төселетін астарлар, кірпіш қалауға қажетті қоспаларға және жасанды мрамордан жасалатын бұйымдар шығаруға қолданылады.
Жұмыстың тәжірибелік маңыздылығы:
Құрылыс материалдарының өндірісіне техногенді ангидриттің қайталама өнімін енгізу мүмкіндігі көсретілген,ол қарастырылып отырған аймақтың қоршаған ортасының экологилық қауіпсіздігін қамтамасыз етеді және техногендік қалдықтарды құрылыс өнеркәсібіне тиімді пайдалануға мүмкіндік береді.
Техногенді анигидрит негізінде байланыстырғыш заттың қоспасы алынған.Оны механикалық химиялық күшейту процестеріне негізделген ангидритті байланыстырғыш зат алу тәсілі жасалған.
Тиісті қасиеттері бар анигидритті байланыстырғышты алу технологиясы ұсынылған.Оны өндіріске енгізуге қажетті нормативтік-техникалық құжаттар (ұйым. стандарты және технологиялық регламент) жасалған.
Құрғақ сылақ қоспаларының құрамы мен нормативтік құжаттардың талаптарына сай жоғары құрылыс-техникалық сипаттамасы бар техногендік ангидрит негізіндегі автоклавтық емес қататын ангидрит кірпіші алынған.
Техногендік ангидритті құрылыс материалдарына және бұйымдарына қайта өңдеудің техникалық-экономикалық тиімділігі расталған.
2.Өнім номенклатурасы
2.1.Гипсті және ангидритті байланыстырғыш заттарды пайдалану және технологиясы саласындағы ғылыми- техникалық талдау
Жеңіл байланыстырғыш заттардың арасында гипсті байланыстырғыштар кеңінен қолданылады.
гипсті байланыстырғыштар негізіндегі бұйымдар өздерінің негізгі сипаттамалары оның ішінде гигиеналық, отқа төзімділік, биотұрақтылығы бойынша, жайлардың микроклиматына қолайлығы, эстетикалық және басқа да қасиеттері бойынша басқа құрылыс материалдарымен салыстырғанда артықшылығы бар.
Гипсті байланыстырғыштардың өнлірісіне қажетті шикізат болып,табиғи гипс тасы(CaSO4∙2H2O),және табиғи ангидрит (CaSO4) және гипс құрамды жыныстар қолданылады.
Байланыстырғыш заттардың, оның ішінде гипсті байланыстырғыштардың өзіндік құны шикізат ретінде табиғи гипс шикзатының кеніштері жоқ аймақтары үшін әсіресе маңызы зор, химиялы және металлургия өнеркәсібінің өндірістерінің қалдықтарын пайдалану нәтижесінде біршама төмендетілді.Сондықтан гипсті және ангидритті байланыстырғыштарды алудың қосымша көзі болып, фосфогипс, борогипс, титаногипс, фторогипс (фторангидрит), сульфогипс т.б сияқты химиялық, азық-түлік, энергетикалық т.б өнеркәсіптердің қалдықтары табылады.
2.2.Шикізат материалдары және зерттеу әдістері
- қышқыл техногенді ангидрит - құрамы (88,5-98,2) %- CaSO4 , УМЗ АҚ (плавик өндірісінің қалдығы);
- нейтралдауыш (бейтараптандырғыш) Шығыс - Қазақстан облысының Сажаев кен орнының әктасы;
- күшейткіш: ерітілмеген әктас (СаО),ерітілген әктас (Са(ОН)2),сұйық әйнек(Na2SiO3), жарты сулы гипс (CaSO4·0,5H2O),қос сулы гипс- (CaSO4·2H2O),химиялық қоспалар Na2SO4, K2SO4 және т.б.;
- портландцемент ПЦ-400 Д20 - Бухтармин цемент компаниясы АҚ;
-үйінді күлшлакты қоспа-Өскемен ЖЭО;
- Зайсан кен орнының кварцты-полешпатты құмы, құмының рілік модулі-0,96;
- целлюлоза эфирі (метилгидроксиэтилцеллюлоза) - Clariant фирмасының Тилоза МН 60010 Р4 .
Шикізаттардың химиялық құрамын анықтау ICP-MS Agilent 7500cx индуктивтік байанысты плазмасымен масса-спектрінде спектрлік таладу және белгілі әдістер бойынша химиялық талдау жүргізу арқылы жүргізілді.
Бастапқы материалдардың фазалық құрамын және жаңадан пайда болғандарының құрамын анықтау үшін рентгенфазалық және дифференциалды- термиялық талдаулар қолданылды.Рентгенфазалық талдау X'PertPRO термоанализаторында жасалған рентгенограммалар бойынша жүргізілді. Дифференциалды- термиялық талдау Netzsch термоанализаторында жүргізілді.сынаманы қыздырудың жоғарғы температурасы - 1100 0С.Техногендік ангидриттер мен басқа да қалдықтардың гидратациялану қалдықтарын құрылымдық талдау, энерго-дисперсиялық микроанализ жүйесі бар JSM-6390-LV электрондық микроскоппен жүргізілді.
Суды сорудың рН, стандартты әдістеме және құралға арналған нұсқаулыққа сәйкес Анион 4100 рН-метр құралымен анықталды.
Үлестік беті құралға арналған нұсқаулыққа сәйкес Козени және Карманның газөткізгіштік әдісімен ПСХ-10а құралымен анықталды.
Бастапқы және жасалған материалдарды физикалық-химиялық сынау станлартты әдістеме бойынша жүргізілді.
2.3.Техногенді ангидрит негізіндегі ангидритті байланыстырғыш өндірісінің технологиясы
Техногенді ангидрит негізіндегі байланыстырғыштардың, оның ішінде оңтайлы құрамдағы суға төзімділігі жоғары композициялық ангидрит пен ауада қататын ангидритті байланыстырғыштардың тәжірибе жасалатын партиясы олардың негізіндегі құрылыс материалдарын тәжірибелік-өнеркәсіптік сынақтар жүргізуге қолданылды.
БергштайнЖШС өндірістік базасында құрғақ сылақ қоспасы мен автклавсыз қатайтылған ангидритті кірпіштің сынақ жасалатын партиясын шығару және қабылдау жүргізілді.Қабылдау сынақтары, құрғақ құрылыс сылақ қоспасы беріктігі бойынша М50маркасына және СТ РК 1168 сәйкес.Алынған сылақ қоспасын Бергштайн ЖШС цехында әрлеу жұмыстарына пайдаландық.
Қоспаның жаюдағы ыңғайлығы, аз қөабыршақтануы анықталды.Беттерді сылау кезінде қоспа оңай үйкелді, қату кезінде сызаттар пайда болған жоқ.Беті ақ түсті.Техногенді ангидрит негізінде құрғақ сылақ қоспасын пайдалану гипс және цемент сияқты тапшы материалдарды үнемдеуге мүмкіндік береді.
20 МПа нығыздау күшімен алынған көлемі 250х120х65 мм,автокклавсыз қатайтылған ангидритті кірпіштің физикалық-техникалық сипаттамалары 5 кестеде берілген.
5-кесте - Автокклавсыз қатайтылған ангидритті кірпіштің физикалық-техникалық сипаттамалары
Көрсеткіш атауы
МЕМст379-95 бойынша нормасы
Фактикалық қорытынды алу
Тығыздығы
, кгм3
-
1900-2100
Суды сіңіруі, %
6
8-10
28 тәуліктегі орташа беріктігі , МПа,
Сығу кезінде
Майыстыру кезіндегі
15,0
2,7
18,8-19,0
2,8-3,0
Жұмсару коэфф. Кр
-
0,75
Отқа төзімділігі
F15
F15
Беріктігі бойынша маркасы
150
150
Қабылдау сынақтары, ангидритті автклавсыз қатайтылған кірпіш МЕМст 379 бойынша,беріктігі бойынша М150 маркасына сәйкес.
Ангидритті автклавсыз қатайтылған кірпіш өндірісінің технологиялық процесі өнеркәсіптік қалдықтарды жоюға,қабырға материалдарын жасау технологиясын жеңілдетуге және энергия шығындарын азайтуға мүмкіндік береді.
Зерттеу нәтижелерін енгізудің экономикалық тиімділігі құрғақ сылақ қоспалары үшін жылына 50 мың т. - 115,1 млн. тенгені, ангидритті автклавсыз қатайтылған кірпіш үшін жылына 20 млн. дана-92 млн. тенгені құрайды.
Кесте-1.Ангидрит тасының химиялық құрамы
Оксиды
қорытынды оксида, %
CaO
39,0...40,8
SO3
55...58
SiO2
0,1...0,48
Al2O3
0,03
Fe2O3
3,60
MgO
0,1...2,7
H2O
2,1...5,46
Кесте-2
Шикізаттың сапа көрсеткіштері
қасиеттері
Ангидрит
Нақты тығыздығы, гсм3
2,89
Моос шкаласы бойынша қаттылығы
3,0...3,5
сығу,керу кезіндегі
беріктік деңгейі МПа:
80 7
Нәзіктік коэфф.
11,0
Балқыту температурасы
1450
Үлесті магниттіқабылдаушылығы
-0,37*10-3
Диэлектрлік өткізгіштігі
5,7...7,0
Нақты беріктігі
2900-3100 кгм3
Табиғатта ангидрит сулы гипске қарағанда сирек кездеседі.Ресейде ангидриттің кен орны Башқұртстанда кездеседі.
Гипстің гипстіангидритті тастағы құрамын күкіртті ангидрит SO3 бойынша анықтайды:
Кесте3
Ангидритті тастың сорттары
Сорт
гипсоангидритті тастағы құрамы к, %,
Гипс және ангидрит Ca(SO)4*2H2O
күкіртті ангидритке есептегендегі ангидрита SO3
1
95
44,18
2
90
41,85
3
80
37,20
Әртүрлі ангидритті байланыстырғыштарға қойылатын техникалық талаптар [11]
көрсеткіштер
Ангидритті байланыстырғыш (цемент)
Әрлейтін
ангидритті байланыстырғыш
күйдрілмеген
ангидритті байланыстырғыш
ұнтағының жіңішкелігі- №008 електегі қалдығы, %
15
15
15
Тығыздығы , гсм
2,8...2,9
2,85...2,9
3,0
борпылдақ түріндегі сусымалы тығыздығыкгдм
0,8...1,0
0,8...1,0
1,0...1,2
қалыпты қоюлығы
35...40
37...43
25...30
қалыпты қоюлықта иленген илемнің ұстасу мерзімі
басы
аяғы
0,5...2
2...4
1...2
2...4
2...4
4...8
7 тәул. ылғал жағдайда қатайту жағдайындағы илемнің үлгісін керу және иілдіру кезіндегі беріктігінің деңгейі
2,0...3,0
3,0...3,5
1,0...1,5
28 тәуліктен кейінгісі, МПа
2,5...4,5
3,5...4,5
1,5...2,5
28 тәул. ылғал жағдайда қатайту жағдайындағы илемнің үлгісін сығу және иілдіру кезіндегі беріктігінің деңгейі
, МПа
15,0...30,0
25,0...35,0
10,0...20,0
Жұмсару коэффициенті
0,58...0,62
-
-
Ангидрит цементінің ГОСТ 2767 бойынша 1:3 (ангидритті цемент:қалыпты құм) құрамындағы қоспаның 7 тәуліктен кейінгі беріктігі 5-кестеде берілген шамаларға сәйкес болуы тиіс.
Кесте-5
Ангидритті цементтегі қоспаның беріктігіне қойылатын талаптар [11]
ангидритті цементтің маркасы
Беріктік(қаттылық) деңгейі, МПа, не менее
сығу кезінде
керу кезінде
50
2,5
0,6
100
7,0
1,2
150
9,0
1,5
200
11,0
2,0
1) Ангидритті байланыстырғыш құрылыс гипсіне қарағанда тез ұстасатын байланыстырғыш зат болып саналмайды.Оның ұстасу басталуы 30 минуттан, ал аяқталуы 24 сағаттан кем болмайды.
2) Ангидритті байланыстырғышты 115 -- 120 °С 2 қыздыру жағдайында ыстық үлгісінің көлемінің біркелкі өзгереді.Егер пеште тотықтырғыш орта болатын болса, ангидритті байланыстырғышта CaS пайда болады және көлемі әркелкі өзгеретін болады.
3) Сумен қанықтыру кезінде ангидритті байланыстырғыштың қаттылығы төмендейді, ары қарай кептіру кезінде ол қайта қалпына келеді. Ангидритті байланыстырғыштың суға төзімділігі катализатор ретінде домен шлагы мен әкпен қосып кейбір көмірлердің күлдерін қосу кезінде артады.
Ангидритті байланыстырғыш үшін оңтайлы болып, келесі қату режимі алынады:алдымен ылғал орта, одан соң кептіру. № 008 електе қалатын қалдығының көлемі 15%.
Ангидритті байланыстырғыштың маркалары: 50, 100, 150, 200. [4]
Байланыстырғыш заттарды стандартты сынауға қолданылатын қалыпты құм болып, Приволжья темір жолының жанындағы Привольск ст. Жақын карьерлерден алынатын кварц құмы табылады.
Түйіршіктерінің ірілігі, № 09 електегі қалдығы 1 %№ 05 елегі арқылы 8% өтетіндей болуы тиіс (ГОСТ 6139 -- 70).
Әртүрлі зертханаларда сынақ жүргізу кезінде бірдей құмды пайдалана отырып, салыстырмалы көрсеткіштер алуға тырысады, өйткені қоспаның беріктігі байланыстырғыш қана емес, құмның да қасиетіне байланысты.
4) Ангидритті байланыстырғыштың тығыздығы 2800 -- 2900 кгм3.
Оның борпылдақ күйіндегі көлемдік массасы 850 -- 1100 кгм3, а в нығыздалған күйінде 1200 -- 1500 кгм3. [4]
5)қалыпты қоюлықтағы цемен т илемін алу үшін ангидритті байланыстырғышқа судың 30 -- 40% қосады. [4]
6) Ангидритті байланыстырғыштың кеуектілігі құрылыс гипсінің кеуектілігінен төмен және 30 -- 35% құрайды. Ангидритті байланыстырғышты қоспалар мен бетондарды әзірлеуге пайдаланады.
7) Ангидритті цементтен жасалған құрылыс қоспаларына мұз қып қатыру және ерітудің 15 циклі бойынша сынақ жүргізіледі.
Жұмыстың маңыздылығы.Құрылыс материалдарының өндірісіндегі экономикалық дағдарыс жағдайында құрылыстың құнын, материалды қажетсінуін және еңбекті қажетсінуін төмендетуге және алынатын материалдардың және бұйымдардың қасиетін жақсартуды қамтамасыз ететін технологияны дамыту қарастырылады.
Байланыстырғыш заттардың тапшылығы олардың номенклатурасын арттыруды,оның ішінде әртүрлі өнеркәсіп қалдықтарын пайдалану арқылы көбейтуді талап етеді.Экологиялық жағдаы қолайсыз Шығыс Қазақстанда Ульбинск металлургия заводы (АО УМЗ) кәсіпорында жыл сайын плавик өндірісінің сульфаткальций қалдығының 100000 т жуық көлемі пайда болып, үйіндіге айналады, ол көптеген аумақты алып, экологиялық жағдайды нашарлатуға әкеп соқтырады.
Техногенді ангидритті пайдалану мүмкіндігін зерттеу, ғылыми негізделген осы қалдықты қайта өңдеудің және оның негізінде бәсекеге қабілетті құрылыс өнімін алудың ресурс үнемдеуіш технологиясы маңызды және келешегі зор технология болып саналатынын көрсетеді.
Бұл тақырып бойынша ғылыми зертеулердің маңыздылығы техногенді тектегі ангидритті байланыстырғыштың қату механизмі, оның құрамына және қасиетіне ықпал ететін факторларды басқару және жүйелеу,техногенді ангидритті қайта өңдеу тәсілі,оның негізіндегі құрылыс материалдарының құрамынағ қасиеті және технологиялық шешімі туралы ақпараттың жеткіліксіздігімен байланысты.
Диссертациялық жұмыстың мақсаты-техногенді ангидрит негізіндегі байланыстырғыш зат пен бұйымдарды алудың құрамы мен тәсілін әзірлеу.Бұл мақсатқа қол жеткізу үшін келесі міндеттер шешілді:
- техногенді ангидрит негізіндегі байланыстырғыш зат пен бұйымдарды алудың құрамы мен тәсілін әзірлеу және зерттеу;
- техногенді ангидрит негізіндегі құрылыс материалдары мен бұйымдардың құрамын анықтау және олардың физикалық-химиялық қасиеттерін зерттеу;
- техногенді ангидрит негізіндегі ангидритті байланыстырғышты өндіріске енгізуге қажетті нормативтік-техникалық құжатты әзірлеу;
-тәжірибелік-өнеркәсіптік сынақтар жүргізу және ұсынылып отырған техникалық шешімдердің техниалық-эконмикалық тиімділігін негіздеу.
3.Технологиялық бөлім
3.1. Техногенді ангидрит негізінде байланыстырғыш заттар және бұйымдар алу.
УМЗ АҚ тікелей пештен шығатын плавик өндірісінің қалдықтары - техногенді ангидриттің құрамында қышқыл қоспалары болады.
Қалдықтарды ары қарай пайдалану мақсатында қышқылдардың артық көлемін бейтараптандыруға болады. Жұмыста нейтралдау процесі зертханалық стерженді диірменде құрғақ тәсілмен әктас құрамды компонентпен жүргізілді. Әктас құрамды компонент ретінде Батыс Қазақстан облысының Сажаев кен орнының әктасы алынды.1 сурет.
Жүргізілген алдын ала зерттеулердің нәтижесінде нейтралдайтын реагенттердің түйіршіктерінің әсері және нейтралдау толық реакциясына қажетті оның көлемі анықталды. Әктас өнімнің массасынан (10-30) % көлемде 400 до 800 м2кг -(Sуд)әртүрлі үлестік бетке қосылды.
1 - Sуд=400 м2кг; 2 - Sуд=500 м2кг; 3 - Sуд=600 м2кг; 4 - Sуд=800 м2кг
Рисунок 1 - Әктастың қоспаның рН үлестік беті және көлемінің әсері сынақ бойынша әктастың 400 м2кг до 800 м2кг дейін үлестік бетін арттыру кезінде қоспаның рН деңгейі артқаны анықталды.Бұндай оң тенденция СаСО3.әртүрлі құрамында да байқалды.
1 суреттен әктастың оңтайлы үлестік бетінің 550-600 м2кг деңгейінде екені, ары қаарй оның артуы рН деңгейінен біршама артқан және қосымша энергия шығынын қажет еткен, ол экономикалық тұрғыдан тиімсіз.
Сынақ көрсеткіштерін талдау негізінде(1,2 суреттер) табиғи әктасты нейтралдау процесінің рН деңгейінің ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
П.П.Будников ұсынған ангидритті байланыстырғыш немесе ангидритті цемент,ерімеген ангидриттен басым тұрады.Оны, өнімді ары қарай біртіндеп әртүрлі қатайтқыш минералды күйшейткіштермен бірге майда ұнтаққа майдалай отырып,600-700С қос сулы гипсті күйдіру арқылы алады.Жасанды алынған ангидриттің орнына табиғи ангидрит те қолданылуы мүмкін.
Ангидритті байланыстырғыштың қатаюы сульфатты немесе сілтілі күшейткіштердің қатысуымен жүреді.Күшейткіштер ретінде кейбір металдардың (NaHSO4, K2SO4, AL2(SO4)3, FeSO4) еритін сульфаттары және сілтілік сипаттағы ерекшеленетін (әк,күйдірілген доломит,негізгі түйіршіктелген домен шлактары, кальцийдің бос тотығын қамтитын жанғыш сланецтерді жағудан қалған күл т.б) қарастырылады.
Ангидритті цементке 3-5% көлемінде әк,0,5-1% көлемінде биосульфат немесе темір немесе мыс купоросы бар натрий сульфатын қосуға болады.Күйдірілген доломитті 3-8% көлемінде, негізгі түйіршіктелген домен шлагын -10-15% көлемінде қосады.Күшейткіштерді ангидритті цементке анигидритті майдалау кезінде қосады, олардың ішіндегі суда жақсы еритіндерін қатайтуға арналған сумен бірге қосуға болады.
Гипс тасын әдетте айналмалы пештерде немесе шығатын шүмегі баршахта пештерінде күйдіреді.Шахта пештерінде күйдіру кезінде оны алдын ала кілтелі ұнтақтағыштарда көлемі 50-10мм, ал айналмалы пештерде-30-40мм дейінгі бөлшектерге дейін майдалайды.
Ангидритті пештен шығарылатын ангидритті әк және басқа да қатайтқыштармен бірге домалақ диірменде майдалайды.1-В2-69 СНиП бойынша ангидритті цементті №008 електен материалдың 85% өтетіндей етіп ұнтау қажет.
Табиғи ангидриттен жасалған ангидритті цементті өндіру кезінде оның ұнталуына жақсарту үшін 170-180С температурада кептіреді.
Бұл байланыстырғыш қосгидрат пайда болғанда қатаяды.
Ангидритті цементтің тығыздығы 2,8-2,9гсм3, ұнталған сусымалы күйіндегі көлемдік массасы -850-1100, ал нығыздалған күйінде-1200-1500кгм3 құ Ангидритті цементтің суды қажетсінуі және суды ұстайтын қабілеті оның ұнтақталуының майдалығына байланысты болады.Қоймалжыңдығы қалыпты илем алу үшін 30-35% су қосады.1-В.2-69 СНиП бо йынша бұл цементтің
ұстасуы 30 минут ішінде басталуы тиіс, ал бітуі қатаю уақытынан бастап 24 сағат ішінде жүруі тиіс.
Аз күйдірілген гипсті байланыстырғыштарға қарағанда ангидритті цемент қатаю кезінде көлемі артпайды.
Ангидритті цементке гидравликалық қасиет тән емес.Ол ылғал ауада жақсы қатаяды.
Ылғал ортада алдын ала қатайғаннан кейін ангидритті цементтің құрғақ ауада тығыздығы күшейе түседі.Суда ұзақ сақталу жағдайында қатқан байланыстырғыштың тығыздығы азаяды, ары қарай кебу кезінде қайтадан қалпына келеді. Ангидритті цементтің суға төзімділігі оған қатайтқыш ретінде домен шлагын қосу кезінде біршама артады.
1-В.2-69 СНиП бойынша ангидритті цементті төрт маркаларға бөлінеді:50,100,150 және 200. Ангидритті цемент маркаларын 1:3 құрамындағы қатты консистенциядағы қоспадан жасалған кубтар және восьмерканың үлгісінің сынақ нәтижелері бойынша анықтайды.
Басқа жағдайларда тығыздығы жоғары болған сайын, шикізат таза болады және цементтің ұнтағы жұқа болады.Табиғи ангидриттен жасалған ангидрит цементтің тығыздығы гипс тасын күйдіру арқылы алынған ангидриттен жасалған байланыстырғыштың тығыздығы төмен болады.
Ангидритті цементтен жасалған құрылыс қоспалары қатыру және мұзынан ерітудің 15 циклден аса бүлдірмей ұстайды.
Ангидритті цементті жіксіз едендерді және линолеумның астына төсеуге, әртүрлі маркадағы майлайтын және сылайтын қоспаларды дайындауға,бейорганикалық және органикалық толтырғыштары бар жеңіл бетондарды,жасанды мрамор алуға қолданады. Осы байланыстырғыш негізінде алынған конструкциялар мен бұйымдарды ауаның 60-70 пайыз салыстырмалы ылғалдығында пайдалануға болмайды.
Әрлегіш ангидритті цемент.
Байланыстырғыштың бұл түрі 600-750С қатайтқыштармен бірге және ары қарай майдалап ұнтай отырып, құрамында темірі аз гипс тасын бір немесе екі рет күйдіру арқылы алынады.Оның шикізаты ретінде CаSO4-2Н2О -98,5
пайызын және 0,05 пайыз тотықты және 0,5 пайыз карбонатты қамтитын гипс қарастырылады.Әрлегіш цементті екі рет күйдіру арқылы алады.Қоспалардан және бос жыныстан арылтылған 60-150мм көлемдегі бөліктерін 180-200С камералы пештерге күйдіреді.Алынған аз сулы гипсті іріктейді, әркелкі күйдірілген лас бөлшектерді тазартады және алюмокалийлі қоспаны жағады.Оларды гипс массасына 3-4% көлемде алады және алдын ала 80С қыздырылған суда
ерітеді.Жақсы сіңірілген бөліктерін қайтадан 3-4 сағ,ат ішінде күйдірілетін материалдың ша-тозаңынан арылтатын пештерде 650-700С температурада күйдіреді.Екінші рет күйдіргеннен кейін материалды фарфор шарларын пайдалана отырып, домалақ диірмендермен ұнтайды.Әрлегіш ангидритті цементті №02 електе 0-1%, ал №008 електе 5-10% қалдық қалғанға дейін ұнтайды.
Әрлегіш ангидритті цементті ұнтаққа майдаланған ангидрит массасынан құрғақ тұздың 2-3% есебінен, ангидритті квасц, бура және басқа да тұздардың қоспасымен ары қарай қатайта отырып,600-750С сулы гипсті күйдіру арқылы дайындауға болады.Басқа жағдайда алынатын цемент екі рет күйдірілген гипске қарағанда, сапасыз болады.
Жоғары сападағы әрлеуге арналған цемент келесі көрсеткіштермен сипатталады:
Қоюлығы қалыпты илемнің суды қажетсінуі 37-43%;
Бастапқы ұстасуы-1-2 сағат;
Соңғы ұстасуы-2-5 сағат;
Қалыпты қоюлықтағы илемнен алынатын үлгілерді керу кезіндегі беркітігінің деңгейі:
1 тәулікте -2,-2,5МПа
7-3-3,5;
28-3,5-4,5;
Сығу кезіндегі беріктігінің деңгейі:
7 тәулікте-20-25;
28-25-35.
Әрлегіш ангидритті цементтің түсі ақ.Ұнтақтағы ақтық коэффициенті 90%. Қатқан әрлегіш ангидритті цемент беті жылтыр, жақсы тегістеледі және жылтыратылады.
Әрлегіш ангидритті цементті декоративтік және әрлеу жұмыстарына қолданады. Одан сәулеттік-құрылыс бұйымдары және плита және сылақ түріндегі жасанды мрамор, әрлегіш қоспалар жасайды.Бұйымдарды әдетте жылтыратып тегістейді, воск немесе парафин жағады,ол бетін жылтыратып, атмосфера әсерінен сақтайды.
Қатты күйдірілген гипс-ары қарай ұнтау арқылы 800-1000С сулы гипсті күйдіру арқылы алынатын өнім. Ол сусыз күкіртті қышқыл кальцийден және қатайтқыштан (сульфаттың немесе кальций карбонатының термиялық ыдырауы нәтижесінде түзілетін кальций тотығы)тұрады.
Қатты күйдірілген гипс:
1)ерімейтін ангидрит-75-85%;
2)құрамында суда еритін сульфат, силикат, алюминий және ферриттер бар немесе бос кальций тотығы 2-4%;
3)жартылайсулы гипс -8-15%;
4)сазды қоспа-7-10%;
5)күкіртті кальций -0,1%.
Жоғары сападағы қатты күйдірілген гипсті біркелкі бөлінген доломиттер немесе әктастардың 3-4 % , саз қопасының 5-7%қамтитын шикізаттан алады.
Бұл байланыстырғыштың өндірісі:гипс тасын ұнтақтауды, ашхта және басқа да пештерде күйдіру және домалақ және бсқа да диірмендерде қалдықтары №02 електе 5% дейін салқындатылған өнімді ұнтақтауды қамтиды. Шахта пештерінде эстрих-гипсті алуға қажетті шартты отын шығыны дайын өнімнің массасынан 8-10% құрайды.
Эстрих - гипстің көлемдік массасы құрғақ сусымалы күйінде -900-1100, нығыздалған күйінде-1300-1700 кгм3 құрайды.Суды қажетсінуі 30-35% деңгейінде қамтиды.
Жоғары деңгейде күйдірілген гипс-баяу ұстасатын байланыстырғыш.1-В.2-69 СНиП бойынша оның бастапқы ұстасуы 2 сағатты құрайды, соңғы ұстасуы шектелмейді.
Қоюлығы қалыптыилемнен және тұрақты массаға дейін кептірілген көлемі 7,07х7,07х7,07 кубтарды сығу кезіндегі беріктігінің деңгейіне қарай,1-В.2-69 СНиП бо ынша қатты күйдірілетін гипстерді үш маркаға бөледі:100,150,200.Сығу кезінде илемнен жасалған нығыздалған бұйымдардың беріктігінің деңгейі 30 МПа жетеді. Қатаю кезінде күшті күйдірілген гипс ылғал жағдайда 2 сағат болуы тиіс.
Күшті күйдірілген гипсті жіксіз едендер, линолеумнің астына төселетін астарлар, кірпіш қалауға қажетті қоспаларға және жасанды мрамордан жасалатын бұйымдар шығаруға қолданылады.
Жұмыстың тәжірибелік маңыздылығы:
Құрылыс материалдарының өндірісіне техногенді ангидриттің қайталама өнімін енгізу мүмкіндігі көсретілген,ол қарастырылып отырған аймақтың қоршаған ортасының экологилық қауіпсіздігін қамтамасыз етеді және техногендік қалдықтарды құрылыс өнеркәсібіне тиімді пайдалануға мүмкіндік береді.
Техногенді анигидрит негізінде байланыстырғыш заттың қоспасы алынған.Оны механикалық химиялық күшейту процестеріне негізделген ангидритті байланыстырғыш зат алу тәсілі жасалған.
Тиісті қасиеттері бар анигидритті байланыстырғышты алу технологиясы ұсынылған.Оны өндіріске енгізуге қажетті нормативтік-техникалық құжаттар (ұйым. стандарты және технологиялық регламент) жасалған.
Құрғақ сылақ қоспаларының құрамы мен нормативтік құжаттардың талаптарына сай жоғары құрылыс-техникалық сипаттамасы бар техногендік ангидрит негізіндегі автоклавтық емес қататын ангидрит кірпіші алынған.
Техногендік ангидритті құрылыс материалдарына және бұйымдарына қайта өңдеудің техникалық-экономикалық тиімділігі расталған.
2.Өнім номенклатурасы
2.1.Гипсті және ангидритті байланыстырғыш заттарды пайдалану және технологиясы саласындағы ғылыми- техникалық талдау
Жеңіл байланыстырғыш заттардың арасында гипсті байланыстырғыштар кеңінен қолданылады.
гипсті байланыстырғыштар негізіндегі бұйымдар өздерінің негізгі сипаттамалары оның ішінде гигиеналық, отқа төзімділік, биотұрақтылығы бойынша, жайлардың микроклиматына қолайлығы, эстетикалық және басқа да қасиеттері бойынша басқа құрылыс материалдарымен салыстырғанда артықшылығы бар.
Гипсті байланыстырғыштардың өнлірісіне қажетті шикізат болып,табиғи гипс тасы(CaSO4∙2H2O),және табиғи ангидрит (CaSO4) және гипс құрамды жыныстар қолданылады.
Байланыстырғыш заттардың, оның ішінде гипсті байланыстырғыштардың өзіндік құны шикізат ретінде табиғи гипс шикзатының кеніштері жоқ аймақтары үшін әсіресе маңызы зор, химиялы және металлургия өнеркәсібінің өндірістерінің қалдықтарын пайдалану нәтижесінде біршама төмендетілді.Сондықтан гипсті және ангидритті байланыстырғыштарды алудың қосымша көзі болып, фосфогипс, борогипс, титаногипс, фторогипс (фторангидрит), сульфогипс т.б сияқты химиялық, азық-түлік, энергетикалық т.б өнеркәсіптердің қалдықтары табылады.
2.2.Шикізат материалдары және зерттеу әдістері
- қышқыл техногенді ангидрит - құрамы (88,5-98,2) %- CaSO4 , УМЗ АҚ (плавик өндірісінің қалдығы);
- нейтралдауыш (бейтараптандырғыш) Шығыс - Қазақстан облысының Сажаев кен орнының әктасы;
- күшейткіш: ерітілмеген әктас (СаО),ерітілген әктас (Са(ОН)2),сұйық әйнек(Na2SiO3), жарты сулы гипс (CaSO4·0,5H2O),қос сулы гипс- (CaSO4·2H2O),химиялық қоспалар Na2SO4, K2SO4 және т.б.;
- портландцемент ПЦ-400 Д20 - Бухтармин цемент компаниясы АҚ;
-үйінді күлшлакты қоспа-Өскемен ЖЭО;
- Зайсан кен орнының кварцты-полешпатты құмы, құмының рілік модулі-0,96;
- целлюлоза эфирі (метилгидроксиэтилцеллюлоза) - Clariant фирмасының Тилоза МН 60010 Р4 .
Шикізаттардың химиялық құрамын анықтау ICP-MS Agilent 7500cx индуктивтік байанысты плазмасымен масса-спектрінде спектрлік таладу және белгілі әдістер бойынша химиялық талдау жүргізу арқылы жүргізілді.
Бастапқы материалдардың фазалық құрамын және жаңадан пайда болғандарының құрамын анықтау үшін рентгенфазалық және дифференциалды- термиялық талдаулар қолданылды.Рентгенфазалық талдау X'PertPRO термоанализаторында жасалған рентгенограммалар бойынша жүргізілді. Дифференциалды- термиялық талдау Netzsch термоанализаторында жүргізілді.сынаманы қыздырудың жоғарғы температурасы - 1100 0С.Техногендік ангидриттер мен басқа да қалдықтардың гидратациялану қалдықтарын құрылымдық талдау, энерго-дисперсиялық микроанализ жүйесі бар JSM-6390-LV электрондық микроскоппен жүргізілді.
Суды сорудың рН, стандартты әдістеме және құралға арналған нұсқаулыққа сәйкес Анион 4100 рН-метр құралымен анықталды.
Үлестік беті құралға арналған нұсқаулыққа сәйкес Козени және Карманның газөткізгіштік әдісімен ПСХ-10а құралымен анықталды.
Бастапқы және жасалған материалдарды физикалық-химиялық сынау станлартты әдістеме бойынша жүргізілді.
2.3.Техногенді ангидрит негізіндегі ангидритті байланыстырғыш өндірісінің технологиясы
Техногенді ангидрит негізіндегі байланыстырғыштардың, оның ішінде оңтайлы құрамдағы суға төзімділігі жоғары композициялық ангидрит пен ауада қататын ангидритті байланыстырғыштардың тәжірибе жасалатын партиясы олардың негізіндегі құрылыс материалдарын тәжірибелік-өнеркәсіптік сынақтар жүргізуге қолданылды.
БергштайнЖШС өндірістік базасында құрғақ сылақ қоспасы мен автклавсыз қатайтылған ангидритті кірпіштің сынақ жасалатын партиясын шығару және қабылдау жүргізілді.Қабылдау сынақтары, құрғақ құрылыс сылақ қоспасы беріктігі бойынша М50маркасына және СТ РК 1168 сәйкес.Алынған сылақ қоспасын Бергштайн ЖШС цехында әрлеу жұмыстарына пайдаландық.
Қоспаның жаюдағы ыңғайлығы, аз қөабыршақтануы анықталды.Беттерді сылау кезінде қоспа оңай үйкелді, қату кезінде сызаттар пайда болған жоқ.Беті ақ түсті.Техногенді ангидрит негізінде құрғақ сылақ қоспасын пайдалану гипс және цемент сияқты тапшы материалдарды үнемдеуге мүмкіндік береді.
20 МПа нығыздау күшімен алынған көлемі 250х120х65 мм,автокклавсыз қатайтылған ангидритті кірпіштің физикалық-техникалық сипаттамалары 5 кестеде берілген.
5-кесте - Автокклавсыз қатайтылған ангидритті кірпіштің физикалық-техникалық сипаттамалары
Көрсеткіш атауы
МЕМст379-95 бойынша нормасы
Фактикалық қорытынды алу
Тығыздығы
, кгм3
-
1900-2100
Суды сіңіруі, %
6
8-10
28 тәуліктегі орташа беріктігі , МПа,
Сығу кезінде
Майыстыру кезіндегі
15,0
2,7
18,8-19,0
2,8-3,0
Жұмсару коэфф. Кр
-
0,75
Отқа төзімділігі
F15
F15
Беріктігі бойынша маркасы
150
150
Қабылдау сынақтары, ангидритті автклавсыз қатайтылған кірпіш МЕМст 379 бойынша,беріктігі бойынша М150 маркасына сәйкес.
Ангидритті автклавсыз қатайтылған кірпіш өндірісінің технологиялық процесі өнеркәсіптік қалдықтарды жоюға,қабырға материалдарын жасау технологиясын жеңілдетуге және энергия шығындарын азайтуға мүмкіндік береді.
Зерттеу нәтижелерін енгізудің экономикалық тиімділігі құрғақ сылақ қоспалары үшін жылына 50 мың т. - 115,1 млн. тенгені, ангидритті автклавсыз қатайтылған кірпіш үшін жылына 20 млн. дана-92 млн. тенгені құрайды.
Кесте-1.Ангидрит тасының химиялық құрамы
Оксиды
қорытынды оксида, %
CaO
39,0...40,8
SO3
55...58
SiO2
0,1...0,48
Al2O3
0,03
Fe2O3
3,60
MgO
0,1...2,7
H2O
2,1...5,46
Кесте-2
Шикізаттың сапа көрсеткіштері
қасиеттері
Ангидрит
Нақты тығыздығы, гсм3
2,89
Моос шкаласы бойынша қаттылығы
3,0...3,5
сығу,керу кезіндегі
беріктік деңгейі МПа:
80 7
Нәзіктік коэфф.
11,0
Балқыту температурасы
1450
Үлесті магниттіқабылдаушылығы
-0,37*10-3
Диэлектрлік өткізгіштігі
5,7...7,0
Нақты беріктігі
2900-3100 кгм3
Табиғатта ангидрит сулы гипске қарағанда сирек кездеседі.Ресейде ангидриттің кен орны Башқұртстанда кездеседі.
Гипстің гипстіангидритті тастағы құрамын күкіртті ангидрит SO3 бойынша анықтайды:
Кесте3
Ангидритті тастың сорттары
Сорт
гипсоангидритті тастағы құрамы к, %,
Гипс және ангидрит Ca(SO)4*2H2O
күкіртті ангидритке есептегендегі ангидрита SO3
1
95
44,18
2
90
41,85
3
80
37,20
Әртүрлі ангидритті байланыстырғыштарға қойылатын техникалық талаптар [11]
көрсеткіштер
Ангидритті байланыстырғыш (цемент)
Әрлейтін
ангидритті байланыстырғыш
күйдрілмеген
ангидритті байланыстырғыш
ұнтағының жіңішкелігі- №008 електегі қалдығы, %
15
15
15
Тығыздығы , гсм
2,8...2,9
2,85...2,9
3,0
борпылдақ түріндегі сусымалы тығыздығыкгдм
0,8...1,0
0,8...1,0
1,0...1,2
қалыпты қоюлығы
35...40
37...43
25...30
қалыпты қоюлықта иленген илемнің ұстасу мерзімі
басы
аяғы
0,5...2
2...4
1...2
2...4
2...4
4...8
7 тәул. ылғал жағдайда қатайту жағдайындағы илемнің үлгісін керу және иілдіру кезіндегі беріктігінің деңгейі
2,0...3,0
3,0...3,5
1,0...1,5
28 тәуліктен кейінгісі, МПа
2,5...4,5
3,5...4,5
1,5...2,5
28 тәул. ылғал жағдайда қатайту жағдайындағы илемнің үлгісін сығу және иілдіру кезіндегі беріктігінің деңгейі
, МПа
15,0...30,0
25,0...35,0
10,0...20,0
Жұмсару коэффициенті
0,58...0,62
-
-
Ангидрит цементінің ГОСТ 2767 бойынша 1:3 (ангидритті цемент:қалыпты құм) құрамындағы қоспаның 7 тәуліктен кейінгі беріктігі 5-кестеде берілген шамаларға сәйкес болуы тиіс.
Кесте-5
Ангидритті цементтегі қоспаның беріктігіне қойылатын талаптар [11]
ангидритті цементтің маркасы
Беріктік(қаттылық) деңгейі, МПа, не менее
сығу кезінде
керу кезінде
50
2,5
0,6
100
7,0
1,2
150
9,0
1,5
200
11,0
2,0
1) Ангидритті байланыстырғыш құрылыс гипсіне қарағанда тез ұстасатын байланыстырғыш зат болып саналмайды.Оның ұстасу басталуы 30 минуттан, ал аяқталуы 24 сағаттан кем болмайды.
2) Ангидритті байланыстырғышты 115 -- 120 °С 2 қыздыру жағдайында ыстық үлгісінің көлемінің біркелкі өзгереді.Егер пеште тотықтырғыш орта болатын болса, ангидритті байланыстырғышта CaS пайда болады және көлемі әркелкі өзгеретін болады.
3) Сумен қанықтыру кезінде ангидритті байланыстырғыштың қаттылығы төмендейді, ары қарай кептіру кезінде ол қайта қалпына келеді. Ангидритті байланыстырғыштың суға төзімділігі катализатор ретінде домен шлагы мен әкпен қосып кейбір көмірлердің күлдерін қосу кезінде артады.
Ангидритті байланыстырғыш үшін оңтайлы болып, келесі қату режимі алынады:алдымен ылғал орта, одан соң кептіру. № 008 електе қалатын қалдығының көлемі 15%.
Ангидритті байланыстырғыштың маркалары: 50, 100, 150, 200. [4]
Байланыстырғыш заттарды стандартты сынауға қолданылатын қалыпты құм болып, Приволжья темір жолының жанындағы Привольск ст. Жақын карьерлерден алынатын кварц құмы табылады.
Түйіршіктерінің ірілігі, № 09 електегі қалдығы 1 %№ 05 елегі арқылы 8% өтетіндей болуы тиіс (ГОСТ 6139 -- 70).
Әртүрлі зертханаларда сынақ жүргізу кезінде бірдей құмды пайдалана отырып, салыстырмалы көрсеткіштер алуға тырысады, өйткені қоспаның беріктігі байланыстырғыш қана емес, құмның да қасиетіне байланысты.
4) Ангидритті байланыстырғыштың тығыздығы 2800 -- 2900 кгм3.
Оның борпылдақ күйіндегі көлемдік массасы 850 -- 1100 кгм3, а в нығыздалған күйінде 1200 -- 1500 кгм3. [4]
5)қалыпты қоюлықтағы цемен т илемін алу үшін ангидритті байланыстырғышқа судың 30 -- 40% қосады. [4]
6) Ангидритті байланыстырғыштың кеуектілігі құрылыс гипсінің кеуектілігінен төмен және 30 -- 35% құрайды. Ангидритті байланыстырғышты қоспалар мен бетондарды әзірлеуге пайдаланады.
7) Ангидритті цементтен жасалған құрылыс қоспаларына мұз қып қатыру және ерітудің 15 циклі бойынша сынақ жүргізіледі.
Жұмыстың маңыздылығы.Құрылыс материалдарының өндірісіндегі экономикалық дағдарыс жағдайында құрылыстың құнын, материалды қажетсінуін және еңбекті қажетсінуін төмендетуге және алынатын материалдардың және бұйымдардың қасиетін жақсартуды қамтамасыз ететін технологияны дамыту қарастырылады.
Байланыстырғыш заттардың тапшылығы олардың номенклатурасын арттыруды,оның ішінде әртүрлі өнеркәсіп қалдықтарын пайдалану арқылы көбейтуді талап етеді.Экологиялық жағдаы қолайсыз Шығыс Қазақстанда Ульбинск металлургия заводы (АО УМЗ) кәсіпорында жыл сайын плавик өндірісінің сульфаткальций қалдығының 100000 т жуық көлемі пайда болып, үйіндіге айналады, ол көптеген аумақты алып, экологиялық жағдайды нашарлатуға әкеп соқтырады.
Техногенді ангидритті пайдалану мүмкіндігін зерттеу, ғылыми негізделген осы қалдықты қайта өңдеудің және оның негізінде бәсекеге қабілетті құрылыс өнімін алудың ресурс үнемдеуіш технологиясы маңызды және келешегі зор технология болып саналатынын көрсетеді.
Бұл тақырып бойынша ғылыми зертеулердің маңыздылығы техногенді тектегі ангидритті байланыстырғыштың қату механизмі, оның құрамына және қасиетіне ықпал ететін факторларды басқару және жүйелеу,техногенді ангидритті қайта өңдеу тәсілі,оның негізіндегі құрылыс материалдарының құрамынағ қасиеті және технологиялық шешімі туралы ақпараттың жеткіліксіздігімен байланысты.
Диссертациялық жұмыстың мақсаты-техногенді ангидрит негізіндегі байланыстырғыш зат пен бұйымдарды алудың құрамы мен тәсілін әзірлеу.Бұл мақсатқа қол жеткізу үшін келесі міндеттер шешілді:
- техногенді ангидрит негізіндегі байланыстырғыш зат пен бұйымдарды алудың құрамы мен тәсілін әзірлеу және зерттеу;
- техногенді ангидрит негізіндегі құрылыс материалдары мен бұйымдардың құрамын анықтау және олардың физикалық-химиялық қасиеттерін зерттеу;
- техногенді ангидрит негізіндегі ангидритті байланыстырғышты өндіріске енгізуге қажетті нормативтік-техникалық құжатты әзірлеу;
-тәжірибелік-өнеркәсіптік сынақтар жүргізу және ұсынылып отырған техникалық шешімдердің техниалық-эконмикалық тиімділігін негіздеу.
3.Технологиялық бөлім
3.1. Техногенді ангидрит негізінде байланыстырғыш заттар және бұйымдар алу.
УМЗ АҚ тікелей пештен шығатын плавик өндірісінің қалдықтары - техногенді ангидриттің құрамында қышқыл қоспалары болады.
Қалдықтарды ары қарай пайдалану мақсатында қышқылдардың артық көлемін бейтараптандыруға болады. Жұмыста нейтралдау процесі зертханалық стерженді диірменде құрғақ тәсілмен әктас құрамды компонентпен жүргізілді. Әктас құрамды компонент ретінде Батыс Қазақстан облысының Сажаев кен орнының әктасы алынды.1 сурет.
Жүргізілген алдын ала зерттеулердің нәтижесінде нейтралдайтын реагенттердің түйіршіктерінің әсері және нейтралдау толық реакциясына қажетті оның көлемі анықталды. Әктас өнімнің массасынан (10-30) % көлемде 400 до 800 м2кг -(Sуд)әртүрлі үлестік бетке қосылды.
1 - Sуд=400 м2кг; 2 - Sуд=500 м2кг; 3 - Sуд=600 м2кг; 4 - Sуд=800 м2кг
Рисунок 1 - Әктастың қоспаның рН үлестік беті және көлемінің әсері сынақ бойынша әктастың 400 м2кг до 800 м2кг дейін үлестік бетін арттыру кезінде қоспаның рН деңгейі артқаны анықталды.Бұндай оң тенденция СаСО3.әртүрлі құрамында да байқалды.
1 суреттен әктастың оңтайлы үлестік бетінің 550-600 м2кг деңгейінде екені, ары қаарй оның артуы рН деңгейінен біршама артқан және қосымша энергия шығынын қажет еткен, ол экономикалық тұрғыдан тиімсіз.
Сынақ көрсеткіштерін талдау негізінде(1,2 суреттер) табиғи әктасты нейтралдау процесінің рН деңгейінің ... 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