VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

В статье обозначена актуальная проблема образования и утилизации отходов промышленного производста. Проведен анализ результатов исследований строительных материалов на основе серо-перлит содержащих отходов сернокислотного завода. Предложено направление исследований в области получения эффективных композиционных материалов на основе отходов производств.

ВВЕДЕНИЕ

Основной целью данной работы является создание облицовочных плиток, обладающих повышенной прочностью, и смеси для их изготовления, широкодоступных сероперлитсодержащих отходов сернокислотного производства, недорогие и нетоксичные ингредиенты и имеющей состав, позволяющий сохранить прочностные, влагоустойчивые, быстротвердеющие свойства.

Наиболее перспективных направлений утилизации промышленных отходов – их использование в производстве строительных материалов, что позволяет до 40% удовлетворить потребности в сырье, этой важнейшей отрасли промышленности [1].

Сера является недорогим, повсеместно встречающимся материалом, который можно получать путем добычи, однако серу получают в больших количествах как побочный продукт процесса десульфуризации дымовых газов и очистки нефти.

Использование серосодержащих отходов позволяет значительно снизить себестоимость изготовлямых изделий и конструкций из серобетона, а также способствует решению задачи утилизации отходов [2].

Одним из направлений снижения материалоемкости является применение производственных отходов в качестве основного сырья для производства новых строительных материалов [3]. Для производства серных композиционных материалов используют различные серосодержащие отходы.На основе проведения по использованию отходов сернокислотного производства в качестве строительного материала в облицовочных плитках выявлены следующие пути применения попутных продуктов, содержащих серу. Например, использование их как добавку для регулирования процессов схватывания при производстве портландцемента. При этом в сравнении с производством гипсовых вяжущих веществ затраты на подготовку попутного продукта могут быть невысокими. В соответствии с требованиями цементной промышленности попутный продукт обычно гранулируется, регламентируя влажность, зерновой состав гранул. По возможному объёму переработки попутных продуктов их использование в качестве добавки к клинкеру портландцемента занимает второе место после производства гипсовых вяжущих веществ.

ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И РЕЗУЛЬТАТЫ

Нами были проведены ряд экспериментов по получению высокопрочных облицовочных плиток на основе сероперлитсодержащего отхода. Отходы сернокислотного производства имеют запах элементарной серы, сероводорода и слабый запах меркаптанов, структура – плотный, местами пористый состав, тяжелый, как базальт. В связи с высоким содержанием серы в отходах необходимо использовать данный материал без нагрева при высоких температурах. Серо- и перлитсодержащие отходы представляют собой шлаковые остатки сернокислотного производства, прошедшие высокотемпературную обработку, состоит из следующих компонентов: сера – 67,0 %; зольный остаток – 22,5 %; гипс – 4,9 % и остальное 5,6 %. На основании проведенного химико-минералогического анализа выявлено, что исследуемый отход является готовым строительным материалом, которого можно рекомендовать в качестве активной минеральной добавки в составы портландцемента и в качестве смешанных вяжущих для облицовочных плиток. Полученные строительных смесей, представлены на таблицах 1-2.

Таблица 1–Оптимальные массовые соотношения компонентов для получения облицовочных плиток, %

Наименование компонентов бетонной смеси	Массовая доля
Портландцемент марки М400	27,4
Отход сернокислотного производства	36
Пластифицирующие добавки	0,6
Краситель (пигменты неорганические)	1,3
Вода	10,4
Прочность на сжатие, МПа	26,4

Таблица 2 - Оптимальные массовые соотношения компонентов для получения облицовочных плиток, %

Наименование компонентов бетонной смеси	Массовая доля
Портландцемент марки М400	31
Отход сернокислотного производства	31
Пластифицирующие добавки	0,87
Краситель (пигменты неорганические)	2,5
Вода	28,3
Прочность на сжатие, МПа	16

Использование серо- и перлитсодержащих отходов сернокислотного производства в пределах 30-40 мас. % позволяет утилизировать техногенные отходы, обеспечивает необходимую прочность при сжатии и уплотненность получаемого продукта, является совершенно не токсичным.

Составы наполнителей цементной промышленности и строительного производства и по физико-химическим свойствам отходы и природные сырьевые смеси идентичных строительных материалов.

Принимая во внимание состав данного отхода сернокислотного производства его можно отнести к искусственным гипс содержащим силикатным материалам. Агрегатное состояние отходов сернокислотного производства твердый кусковой материал, твердость по шкале Мооса составляет 5±0,2.

Выводы

1. Проведены лабораторные исследования по выявлению возможности получения строительных материалов на основе отходов сернокислотного производства.

2. Разработаны рецептуры приготовления образцы облицовочных стройматериалов, отвечающих высоким стандартам качества и экологической безопасности.

3. Подобрано оптимальное соотношение составных компонентов и размеры измельчения серосодержащих шлаков сернокислотного производства для получения облицовочных плиток.

ЛИТЕРАТУРА

1. Л.И.Дворкин, О.Л.Дворкин. Строительные материалы из отходов промышленности. – Ростов н/Д: Феникс, 2007. -368 с.

2. Худяков.В.А., Прошин.А.П., Кислицына.С.Н Современные композиционные материалы:Учебное пособие / М.: Издательство АСВ 2006. -144с

3. Барахтенко В.В, Бурдонов А.Е, Зелинская Е.В, Толмачева Н.А, Головнина А.В. Самороков В.Э; Исследование свойств современных строительных материалов на основе промышленных отходов, Фундаментальное исследование №10, 2013

Код для цитирования: Скопировать