автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Получение пористого заполнителя из бархатного песка и нефтеотходов, и бетонов на его основе

ун

гзумл«35

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ТАШКЕНТСКИЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ

ИНСТИТУТ

На правах рукописи УМУРЗАКОБ Эргаш Каримович

ПОЛУЧЕНИЕ ПОРИСТОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ ИЗ БАРХАННОГО ПЕСКА й НЕФТЕОТХОДОВ, И БЕТОНОВ

НА ЕГО ОСНОВЕ

Специальность 05.23.05 — Строительные материалы и

изделия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ташкент 1995

Работа выполнена на кафедре «Производство сборного железобетона» Ташкентского архитектурно-строительного института.

Научные руководители — доктор технических наук,

профессор Ботвина Л. М.,

— доктор геолого-минералогических наук, заслуженный геолог Узбекистана Закиров М. 3.

Официальные оппоненты — доктор технических наук,

профессор Тахиров М. К.,

— кандидат технических наук Джумахаджаев 3. X.

Ведущая организация — Ташкентский Зональный научно-исследовательский институт экспериментального '¡проектирования (ТешЗНИИЭП)

Защита состоится _^СИ Я (095 г в /У

*;асов на ьа^гдапии специализированного совета К. 067.03.22 по присуждению ученой степени кандидата технических наук в Ташкентском архитектурно-строительном институте, по адресу: 700011, г. Ташкент," ул. Навои, 13, ТАСИ, большой зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ташкентского архитектурно-строительного института. Отзывы просим направлять по адресу института.

Автореферат разослан Л 1995 г.

Ученый секретарь специализированного совета к. т. н,, доцент

ХАСАНОВА Щ. К.

ОБШ£Я ШЮШШЬЖ РАБОТУ

проблем. В основных направлениях зхсиоиитас-iioro :¡ социального развития Узбекской Республики предусмотрено рпсаглзкке производства гфЗекткпкнх строитель::;« материалов, использование ¡лестных, некондкциопких рагков«?»юе?ей сырья и отходов производства, то есть вторичного скр&я.

Одна из ссиовких задач индустриального строитеяьстпа на современном гтапз - в?о развитие щшзводетпа легких бетонов на кс-куствеякых пористых заполнителях.

. Природная сырьевая база для изготовления искусствешмх sano-льчггелей легкого бетона в Узбекистане и других СНГ Центральной Азии весша ограничена и, соответственно, требуется рациональное ее использование, а такзе изыскание новых нетрадиционных видов сырья - это иекрнднциогаже для данного вида етроктельнсго материалов и отходов производства.

Ренепие этих вопросов весьма актуально и ппгяетсл одной из главных задач еовремешюй науки.

Цель работы. Целья денной работы является определение возможности получения пористого заполнителя из смесей барханного песка и корректирующей добавки гидрослюдистых глин на базе от-; ходов нефтеперзрабатквапз;е11 проишленности, а тагсге разработка состзеов бетона на их основе. ,

Реализации поставленной цели предопределена решением слсду-кщих задач:

- разработка оптимального состава шихта для производства порпс-т того заполнителя;

- внбер аптшлальннх регшшв технологии спекания заполнителя;

- определение; ^юнко-механических споПств пористого заполнителя;

- - внедрение результатов исследований в производство цутём апробации и выпуска опытно-промышленной партии заполнителя;

- разработка оптимального состава легкого бетона иа основе полученного заполнителя;

- определение физико-механических свойств бетона исследуемых составов.

- разработка и рекомендация состава бетона из полученйого авто« ром пористого заполнителя.

Научная новизна работы:

- впервые изучено влияние добавки малиновой гидрослвдистой глины и отходов нефтепродуктов на фазовый состав и структуру заполнителя, получаемого из барханного песка;

- определена оптимальная температура спекания гранул в зависимости от фазового состава смесей;

- установлены фазовые новообразования оптимального состава массы заполйителя.

- разработаны режимы технологии получения заполнителя.

Практическая ценность работы:

- рекомендован оптимальный состав шихты для получения пористого заполнителя из барханного песка в смеси с отходами нефтеперерабатывающей промышленности и, гидрослюдистой глины новизна которого подтверждена авторским свидетельством № 1560507

- расширена сырьевая база для получения пористого заполнителя с использпванием некондиционного материала-барханных песков, палеоглин и отходов нефтеперерабатывающей промышленности.

Апробация работ и публикация. Основное содержание работы доложено и обсуждено на Республиканской научно-технической конференции (г.Ашхабад, 1987 г.), УШ-ой областной научно-тех-

иячзской конференции " Использование отходов производства в «•ректальной индустрии" (г.Ростов-на-Дону, 1988 г.)«Всесоюзно!! научно-техническом сеикиаре " Экономия тогашвно-энергети-чееккх ресурсов в пронкпленносга сборного яелезобетсна" (г.Че-ляйкиск,' 1989 г.), еизподных научно-теоритических кокфзренциях прсфзссорско-преподоватеяьекого состава §зрШ и ТащПИ, ТАСИ, САЫГАСИ (1937-1995гг.)

Результаты работы неоднократно представлены ка ВДНХ Узбекистана, за что удостоены иедалью и дипломом участника 1#1Х Узбекистана,

По теме диссертации опубликовано 14 работ.

Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, б глав, абцих выводов, списка использованной литературы нз Ю4 наименований и содержит 128 страниц машинописного текста, включая 18 рисунков и 21 таблицу.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ •

В первой главе изложен обзор отечественной и зарубежной литературы по вопросу, связанному с получением легких заполнителей и изучением.их свойств.

Проблемой получения искуствеиных пористых заполнителей и ис Следованием из свойств, а также выяснением технологических и теоритичееккх основ технологии производства легки* заполните» лей занимались многие ученые исследователи, п той числе А.К,Ае-г густнник, А.С.Берееной, Д.С.Белянкин, Л.Ы.Еотвкна, О.К.Ботпин-' яш, А.А.Бойков, П.П. Еудаиков, А.В.Волкенвкий, В.Н.Виногра- . дов, В.А.Воробьев, П.И.Гальмш.М.И.Гутиан, А.Н.Гервидс, А.В.Жуков, Б.Я.Кауфман, Г.И.Инигкна, В.В.Кострыко, Г.Л.Йогинов,.. О.П.Мчедлов-Петросян, С.П.Онацкий, Н.Д.РЬсторгуев, В.С.Фадеева, М.П.Элинзон, В.Н.Юнг, П. И. Шепелев и другиг.

- б -

Новым подходом на пути иитееификацки производства легких бетонных и яолезобетсшмх конструкций и изделии является обеспечение искуствзнными пористыми заполнителями новых разноепд-ностей из барханного песка и отходов производства.

В работах, проводимых в последнее врем в ТшзШ, В.И.Болдо-вш, установлена перспективность применения в качестве оенсг:-¡гого ко?ллонента шихты для получения легкого заполнителя из барханного песка.

. Анализ литературных данных по теория и практике получения пористых заполнителей показывает, что наиболее распространзн'--ш.гш являются искустпенные пористые заполнителя, получаемые из. различного природного сырья. Однако такое сырьё для производства пористых заполнителей распространено кеповсемеетно и весьма в ограниченной объёме. Поэтому на вооружение взята -барханный песок, отходы нефтепереработки и глина гидрослядкс-тап, в качестве корректирующей добавки. Применение указанного сырьевого состава обеспечивает решение экономических и технологических проблем производства заполнителя и защиты окрука-гацей средн.

Кроме того, решаются вопросы, связанные с повышением эффективности и качества легкого бетонами применение его в строительстве. Анализы показывают, что основная цель - повысить прочность и снизить объёмную массу легкого бетона и достигается это подбором его состава.

Во второй главе приводятся метода исследования и изучения исходного онрья. В работе применяли не только общепринятые методы анализа - химический, термографический , рентгенострук-турный но и специальные - микроскопический,, математическая обработка и петрографический, ртутная порометрия.

Таблица I

Химический состав гидрослвдистой глины и барханного паска

да проб.

Оксидов, касс %

ПШ

о

м с!

о а X х

к Г.1

я нс о М о

а а

и

и «

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.-

51,48 52,64

55,05

52,74

52,74

51,58

54,17

Средняя 51,28 заводок.

14,78 5,60 12,75 4,96.

14,34 5,6

14,12 5,97

14,31 5,16

14,7 5,52

18,72 6,70

16,21 5,42

6,0В б) 35

4,72

6,35

6,77

6,44

5,07

5,75

3,40 4;о

4,70

3,80

4,20

3,00

3,78

2,85

1,6

1|33

0,19 0,28 0,30 0,39 0,60 0,56

О

3.97 3,60

4,12

5,0

5,44

4,49

8,07

4,40

0,67 0) 79

0,79

0,78

0,8

2,32 2,32

1,35

1,62

1,48

3,55 3,40

3,84

4,00

3,83

2,96

1.87 1,84

1,38

1,44

1,23

1.88

0,63" 2,39 0,66 2,70 3,01 1,70

11,60 12,30 9,38 10,40 10,96 12,53 8,13 5,70

а В о к о о.

1.

2. 3.

52,35 51.16 51,71

7,38 3,72 6.09 3,66 7,21 3,78

16,3

15,94

17,99

1,26 0,46 1,16- 0,44 1,33 0,47

3,04 2,93 3,10

14,74 14,77 14,45

Объектом исследований послукшш: гидрослюдистое глинистое сырьё Кагатбашинекого и барханные пески Язъ-Яванского (Центральной Ферганы) месторождений, а такае отходы Ферганского нецу теперерабатыващего завода км. 50-летия Узбекистана, используемые в качестве пластифицирующей и порообразую^ей добавкй. "

Результаты химического анализа 7 проб глип и барханного песка приведены в табл. I.

,". & данных таблицы видно, что сырьё почти однородно по содержанию ¿'¡О} , > СцО, М^О .Оксиды СаО и ЩО в барханном песке до 30$, которые характеризуют (¡го как высококарбонатное сырье, Гранулометрический состав глины определён по методу Рутковсного й пипетки, результаты которых приведены в табл. 2.

. Таблица 2

• Гранулометрический состав исследуемых глиь

I ____Гранулометрический _ состап_________

глин

{Частные остатки в % по массе на ситах с отверстиями !Я_ММ,_^2окш1Й:_________________

I _ГЬечпио(5 _ _ 1 Пилспатой _ 1 Глинистой

! ! 0,25 !0,25-0,05 I 0,05 -1 0,01 - 0,01 0^005 ! 0,05 !

I. 4,37 5,16 21,35 9,20 59,92

2. 1,42 4,18 30,4 7,2 57,16

3. 7,96 8,96 24,9 10,36 47,88

4. 0,48 7,21 21, И 11,96 59,24

5. 2,74 7,28 20,82 10,1 58,78

6. 0,77 16,81 20,1 9,88 52,44

7. 1,07 2,87 19,02 10,36 66,38

Средняя заводская проба 5,58 3,75 22,95 8,08 ' 59,64

Из данных табл. 2 видно, что изученные глнщ ......:•, ;;

группе тонкоднспереьгых и содержание в них частиц разг.;ероу менее 0,005 мм находится в пределах 47,88-66,38&, а п средней заводской пробе по месторождению - 59,64;?.

Микроскопическое изучение прозрачных пшиоров глин показало* что оки состоят в основном из глинистого минерала гидрослвды ( гелезнстого иягита) нзаметного количества терркгенной приноси ( кварц, разлсяешше полевые' шпаты, глауконит, бпот-и?) и карбонатных минералов (кальцит-доломит). Следует отиегить пигментация глин .гидрооксидом недеза, от которого порода приборетает буро-icpacHHil - калиновый цвет. .

Днфференцпадьно-тершмескнй анализ показал, что изученные глины - полииенервяьнке состоят из гидрослвды, характеркзусцей-ся наличием первого сясбовкрагенного эндозффзкта в температур-нон интервале 125-150°С и второго, сравнительно глубокого зкдо-зффэкта при 575-775°С. Третий зкдоэффзкт чуть заметен из-за присутствия в составе глин карбонатов.

Электронно-микроскопическое изучение глин Иш-ШЕбанинексго ¡месторождения показало, что они состоя? из гидрослюды, в виде изометрических пластинок или близкой к этой форме частиц.

Пластичность глины скитается одним из главных.показателей ее керамических свойств и гик показали исследования откосятся в основной, к умеренно к'среднопластическому сырья. Число пластичности находится а пределах 10-19.

Керамико-технологические свойства с'грьп определяли "л соответствия с ГОСТсм ' на глиниста? сырье, табл. 3.

Гранулометрический состав барханного песка определяли про-, сеиванием его через стандартный набор сит с размере:-! огяере-тнй.5, 2,5, 1,25, 0,63, 0,315, 0,14 ич.

Зернорой сос-а" тска состетгт га следугсцих <|рйкцкй» указан-

-ТО.

них » табл. 4.

Таблица 3

Иерамико-технологические свойства глин Камшбашинского местррождения

Число !Формовочная! Усадка, )§ _ 'Механическая проч-!Примеча плас- ¡влажность, ппнопяп Тиость образцов с !ние

тичнос-! £ |поэдуш-!огневая |ЮхБОхЛ^Па _

*и | ^ |сырцовнхТобож|еннух

10-19 '21,9 - 22,5*6,4-7,8!7,8-8,1 '2,3-6,0 ' 34,1-40,9'глина не

вспучи« вается.а спекается

Таблица 4

Зерновой состав барханного песка

Размер отверстий контрольных ¡Полный остаток на контрольных сит, мм ¡ситах, масс?

5 0

2,5 О

1,25 О

0,63 3,86

0,315 33,23

Проход через сито 0,14 7,76

- и-

Согласпо табл. 4, построен график зернового состава песка, из которого определено, что кривая зернового состава находится за пределами области допускаемых к применения его в бетон, так как барханный песок отностится к мелкозернистым с М:с - 0,18-1,32 и как заполнитель бетоиа невозчокно применять из-за большого расхода цемента.

В качестве вянущего применяли портлаь'цецент Ахангаранского цементного комбината марки 400.

Постоянный состав отходов нефтеперерабатывающей промышленности: С « 85,Н = 13,0%; £ = 1,20$; //= 0,68% 0 = 0,123. Отходы содержат выгорающие вещества з количества Э)-35$ , состоящие из битуиа и парафина.

В Третьей главе представлены результаты подбора состава массы для пористого заполнителя и разработка родимоп производства его кз барханннх песков.

Для установления влияния количества пластической добавки ка свойства барханного песка, приготавливали пюхтн, состоящие из 55,60,70^ барханного песка, 10,20,30% гидрослюдистой глины и Ю-15% отходов нефтепереработки, за счёт которых обеспечивается пластичность и пористость заполнителя при выгорании органических веществ, в результате которого уменьшается насыпная плотность обожженного материала.

Из еихт,указанных вкаё,формовали гранулы, которые перед. спеканием высушивали, а'часть обжигали во влехнои состоянии в муфельных печах на специальных поддонах в течении 20-30 минут, гранулы на поддонах закладывали в предварительно разогретую печь до необходимой температури Ц50-11Ш°С.

Одним из основных факторов, обеспечивавших нормальная рв-аим обжига пористнх заполнителей, является наличие п шихте оптимального количества органячяских т^еств, так как недос-

таток их снижает качество обозленных гранул по плотности, а избыток увеличивает продолжительность термической обработки.

¡¡роке того, на получение оптимально обойденных гранул влияет продолжительность обжига, так как сокращенна режима спекания приводит к уменьшению пребывания гранулы в термопластическое состоянии и ухудшает показатели прочности. Продолжительность . спекания приводит гранулы к расплавлению", то есть образовании стекла. Результаты обжига показали, что насыпная плотность заполнителя колеблется от 620 до 680 кг/ы0 при прочности от 1,4 до 2,4 МНа.

С увеличением количества нефтеотходоп в шихте прочность . гранулы при грануляции понижается. Увеличение количества гид-рослодистой глины улучшает грануляцию и повышает' на только, прочность гранул после обяига, но и насыпку» плотность.

Результаты неоднократно проведённых опнтно-гкепаркиенталььггх исследований показали, что оптимальным составом шихты является пзеок 70%, гндрослюдистая глина 20$ и не^теотхода 10$.

Физико-иоханические свойства пористого заполнителя, обсаженного при температуре 1180°С, состоящего из двух компонентов: песка и нефтпотходав п соотношениях 30$ (отход) + 70$(песка), отлкчаетсд низкой механической прочностью при сдавливании в цилиндре и этот показатель находится в пределах от 0,6 до 0,4 МНа, а насыпная плотность-от 670 до 690 кг/и3.

Глина, находящаяся в отходах, неудовлетворительно обеспечивала грануляцию. В связи с зтим вкнуядены вводить от 10 до 15$ гидрослюдистоП глины.

Состав масс из 30$ гидрослюдистоЯ глины и 70$ барханного песка без отходов имеет пысокув прочность от 3,4 до 3,6 МПа, однако увеличивается насыпная-плотность от 840 до 860 кг/м3. Как показал анализ проведркннх исследований, оптимальны:! состав массы с добавками глину в количестве 20$ и отходов 10$ к

барханному песку 70^ считаем оптимвльшлд и рекомендуем для производства аглопорита гравиеподсбной форда.

Кроме с'гогп, проведены исследования ракша спекания, после чего ис;шо сделать'вивад, что материал, сйо;снешшй при тен-пературах П00-П50сС обладает низко!! механической прочностъв. Сравнение результатов физико-механических свойств легкого заполнителя из барханного песка, спекаекого при температуре ИОь 11£0 и ПВ0°С позволяет сделать вывод о '/ил;, что оптималышл температура обжига изучаемого заполнителя находится а пределах И50 _ пео°с.

Результаты лабораторных исследований показали, что при па о? кости материала 600-650 кг/ы3 заполнитель имеет прочность 2,5 - 2,6 МПз, морозостойкость более 60 циклов, а потерн наосы при железистом и силикатной распадах практически нет. Из указанных ешэ результатов можно сделать киводм, что лс ьо;:.". показателям разработанный состав пористого заполнителя -

подобпоП фермы отвечает всем требованиям ГОСТ 11931-83 не. агло-иоритовнй щебень, а по прочности проы.ппает требуемые значения.

В четвертой главе изложен, материал о пронзнодсты.-нных пени-таниях разработанной технологии получения заполните пи.

Для проверки лабораторный результатов исследований проводе-нн псоизводсгпенные испытания режимов технологии получения пористого заполнителя на Файзиабадском завода по производству керамзита и материальной базе Ташкентского ННИСтроипроекта.

В апреле 19В? г. на Зайги&бадсквЛ керамзитовый завод было доставлено 30 тонн бярханногс песка, 8 тонн тонкомолотей глины и "1,5 тонн отходов нефтепереработки.

Шихту, состоящую из 70& барханного песка, 20% гкдрэслсднс-той глииы и 10$ отхидоп дозировали я переценивали п смэсигеле~

увлажнителе формовка гранул осуществлялась на дырчатых вальцах с елпжностбп 18$. Без предварительного высушивания гранулы поступали в элеватор, а затем ко приемного бункера тареячатым дозатором направлялись во вращаягцуюсл 22-|детровуи печь. Температура спекания гранул в зоне взвара вращаючзйся печи колебалась в пределах П50~П80°С. Бремя спекания материала от ■ момента загрузки и выхода готовой продукции составляло 40-45 мин. СбожкенныЙ пористый заполнитель имеет насыпную плотность 620-640 кг/мэ, прочность при сдавливании в цилиндре 2,2-2,4 ЫПа, цорозонтойкость 60 циклов, потери кассы при силикатном « железистом распадах нет.

В октябре 1987 г. на материальной базе ТашНИЙСтромпроекта ролучена опытная партия пористого заполнителя. Состав массы 70$ песка, 20% гвдрослпдистой глины и 10% отхода нефтеперв-

тки гранулировано и обожжено в 9 метровой вращаящзКсп печи, р которой в.течении 40 минут материал спекался при температуре 11ЕО-1180°С. Полученный заполнитель имеет следующие характеристики: насыпная плотность 520-660 кг/м3, прочность при сдавливании в цилиндре 2,4 - 2,7 МЛа, морозостойкость 50 циклов, пористоть 18,6-18.0$, потери массы при железистом и силикатном распадах нет.

По данным опытно-производственных испытаний можно сделать вывод, что партии полученного заполнителя удовлетворяют требованиям ГОСТ 11991-83 " Щебень аглопоритовый ". Следует отметить, что по прочностным показателям и насыпной плотности данный материал может конкурировать с керамзитом.

Исследование фазового состава термографическим анализом показал один широкий экзоэффект, характерный для рекристаллизации фазового состава при 335-350°С. Что же касается карбо-

- 15-

датоя, то па терчогреммо нет зидозфрэктоп в интервале темпе-р.тур 650-8о0°С. Отсутствие усадки и потерн массы подтверждает еце раз полноту ичмкческих реакций п процессе спекакая.

На термограмме снята 2 пробы, полученные в лабораторных условиях ( проба I ) и производственных ( проба? ). Как -видно, кривые идентичны., следовательно,производственно!! апробацией подтвердили рекам спекания масс по разработанному в лабораторных условиях.

11а рентгенограмме отмечается содержание кварца с с! ^ 4,24; 3,24; 2,45; 2.20; 1,82; 1,68; 1,53; 1,37 Л. Линии сс1- 4.09;

3,89; 2,49; 1,97 I, соответствующие сС - крнтобштту, Отмеч-а-> 0

втся пики со- 3,30; 2,98; 1.83 А, характерные для волласто-

о

пита. Для группы шпинели.с Л - 2,24; 2,02; 1,54й, а такие алю, о о мкнатоэ кальция Ч- 2.97; 2,52 А , анортита с с! - 3,19; 2,51 А

I 0

н геленига со- 1,75 А.

' 11зучение фазового состава полученного заполнителя термографическим к реитгеноструктуркнм истодами показало, что в температурном интервале П50-Н80°С образуются устойчивые фазы двух-кальцневые силикаты, алюмоеиилкаты и М- крнсталоболит, способствующие долговечности материала.

Математической обработкой результатов исследования оптимизации состава шихты для пористого заполнителя уточнено количество вводимых кефтеотходов не менее 12,

Расчёт теплового баланса при спекании пористого заполнителя показал возможность сэкономить около 30^ топлива.

Изучение реакционной способности полученного заполнителя по поглощению СаО из раствора Са(ОН)^ позволило установить, что заполнитель обладает актиг.ностъп болкле чем^керамз11Т0^и_гравий>

-TLb -

покрытый стекловидной поверхностью ripu вспучивании. Потенциальная химическая активность к поглощению СаО способствует появлению простых новообразований в виде однокальциевык гид— росшшкатоа при затворении портланцементнам раствором, образуя повнаенную прочность сцепления на контакт© гранулы цемэн-тно-песчанного раствора в бетоне, которая снижает расход цз-шнта в этом случае до 10$ в отличии от ксрамзитабетона.

Изучена интегральная и дифференциальная пористая структура методом ртутной псрометрии. Как показали, результаты исследо<*

ваний в полученном заполнителе преобладает капиллярно-порист! и

о

структура с какр опорами размером более 5000 А, которой около

6Е$, а у керамзита макропорц ссстовляют всего За%, однако по* о

ры салицинов 500-5000 А у керамзита более 41$, а у получение!с заполнителя всего 16$. ' -

В пятой главе приведены результаты подбора состава легко) i бетона на основе подученного пористого заполнителя.

При приготовлении бетонной смеси использовали пористые заполнители с предельной крупностью до 20 мм, насыпной плотностью 600-650 кг/м3, фракции 5-10; 10-20 им. В качестве вяжущего применяли цемент ахангаранского комбината с активности -12,3 ¡•¡¡la, а игликий заполнитель - песок Акбарабадекого место-ро вдета с насыпной плотность» 1430 кг/м3 и модулем кругшостыс 2,8 - 2,9.

Приготовление бетона осуществляли по следующей технологии: приготавливали сначала в бстоносмесительной установке цемент-пай раствор, дня этого в бетономешалку загружали 50? епды от ■количества водозатгорен!ш и цемент. После перемешивания вводили заполнители - песок и гравий, предварительно перемешанные, а затей дой&еопеи: nwtiffôîi црлогочцу ip^. Дашглыгость псрси*

raiinsmm но более 5 минут. Расход Еякущего колебался от 250 до 450 кг/м3. Водоцеыентное отношение принимали в пределах 0,560,63. Расчёт состава бетона планировали с плотностью не более ISG0 кг/м3.

Дяя испытания лёгкого бетона на прочность при сяйтри«изго тавливали кубы размером 100x100x100мм и призмы 100x100x400 im. Вибрирование бетона проводили с пригруэом из расчёта 0,005 МПа при жёсткости 15-20 сек. Результаты испытания на прочность при сжатии показали, что сбразцы-кубн из бетонной смеси без предварительного насыщения заполнителя водой прочнее, чем насыщенные. Основной причиной этого явления считают воду, которая при вибрации переходит в раствор* ную часть бетона, приводит к расслаивания смеси, а также снижает адгезионные свойства на контактной зоне цемента с заполнителем.

Твердение легкого бетона осуществляли в нормальных уловиях и г.идротермической обработке в пропарочных камерах при температуре 80-90и режиме 3+8КЗ часов.

Исследование физико-механических свойств лагкого бетона, образцов различных серий, отличающихся по составу, расходу цемента и соотношению фракций крупного заполнителя показали, что: при увеличении расхода цемента [в сериях образцов] от 300 до 350 кг/м3 прочность бетона увеличивается в среднем на 331? по сравнения с опытными образцами, расход цемента составляет 300 кг/м®. А в сериях образцов, расход цемента в которых увеличен от 350 до 400 кг/м3, прирост прочности не наблвдается и составляет всего 13$ по сравнения с аналогичны?,! составом при расходе цемента 300 кг/м3.

Исходя из этого, в образцах разных серий изменено ' соотношение крупного заполнителя по фракциям: 5-10; Ю-20 мм, соот-

- 18 -

ьетотпанно, для образцов серии 1-1У~Б5:45; серии П-У~60:40; а Ш-50;50.

В образцах серии Ш соотношение фракции 50;50 кубиковая прочность легкого бетона увеличивается на 28-24? по сравленка с прочностью образцор при соотношениях 55:45; 60:40.

. Деофрматнвн1!е свойства легкого бетона на новом заполнителе изучали на образцах-призмах 100x100x400 мм при испытании на 'осевое сжатие с предварительной центровкой.

Изучение деформации бетона на призмах измеряли индикатором часового типа с. базой 200 ш и ценой деления 0,01 мм, закрепленной с помощью опорных рам.

Начальный модуль упругости бетона определяли согласно методик?, разработанной НИЙЙБ Госстроя России и рекомендации СЭВ.

Результаты экспериментов показали, что образцы серий, где расход цемента больше, продолыше деформации от особого обжатия увеличивайте« при высоких ступенях нагрукения, по-ьиди-иому, это связано с деформазивньыи свойствами нового лёгкого заполнителя.

В шестой главе изложена экономическая оценка использования отходов нефтеперерабатывающей промышленности и барханного песка.

В качетсве методической основы расчёта экономической целесообразности применение отходов нефтеперерабатывающей промышленности при производстве пористого заполнителя на базе барханного песка принята " Инструкция по определения акокомической в4фекгнпиости использования в строительстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений ( СН-509-78).

Себестоимость I м3 пористого заполнителя для I варианта определена по ^азетажгдета ршн Фа^млкЗадского керамзитового

- 19 -

завода на 1994 г. и составила 96,43 сум.

Себестоимость получения I м3 заполнителя П варианта ( предлагаемого ) определена по калькуляции и расчёту^состопляет 43.23 сум.

Экономический эффект от внедрения I м3 заполнителя состов-ляег (

Э « Сх - С2 - 96,43 - 43,23 » 52,95 сум., а экономический эффект от выпуска 60 мп заполнителя составляет

52,96 х 60 Я 3177,60 сум.

(кидаемый экономический эффект от внедрения результатов исследования получения пористого заполнителя из нового сырья -- барханного песка в смеси с отходами нефгеперсрдбатывапцей промышленности и гвдрослюднстой глины составит при производительности завода 100 тыс. м3 в год .5296000 сум.

В ПВО Д Ы

1. Комплексными физико-яимическими исследованиями барханного песка Язьяванского и глины Камышбалшнсного месторождений, нефтеотходов Ферганского завода доказана возможность эффективного использования их для получения искусственного пористого заполнителя.

2. Разработана'технология производства заполнителя. Установлен оптимальный состав шихты 70£ барханного песка, 20% вы-сокопласгичной глины и 10% нефтеотходов. Определена температура обхига гранул П50-П80°С и время спекания 35 мин. Сав. свидетельство № 1560507 )

3. Определены все физико-механические свойства нового заполнителя, отличающегося механической прочностью по сравнению с аглопоритом. Даннные лабораторных исследований подтверждены выпуском про»лышленных партий по разработанной технологии. Заполнитель полностью отвечает требованиям ГОСТ и относится к высшей категории качества.

4. Проведенные химико-минералогические исследования барханного песка, хшастифицируощей глины и отходов.

В барханных песках содержится кремнезем, карбонаты, гипс, слюды и полевые шпаты. Пластификатор - малиновая глина представлена гндрослюдо.й, а отходы нефтеперерабатывающей промышленности состоят из битума, парафина и гпдрослюдистой глины-бентонита, являвшегося фильтрующим материалом при очистке нефти..

■Отхода нефтеперарабатывавчей промышленности в настоящее время не применяются и занкмант огромные площади, что влияет на экологические условия. В данной работе отходы используется в качестве выгорающих и свяэуяцих добавок впервые, что позволяет снизить расход топлива при обжиге заполнителя.и создать

удовлетворительную экологии окружающей среды.

5. Установлено, что 70$ барханного песка в смеси с гидро-слодистой глины 20$ и отводами нефтепереработки в количестве 10$ позволяет получать пористый заполнитель с насыпной плот-Лостьа 650 - 750 кг/м3 при прочности 2,1-2,6 ¡¿Па,

6. Проведена математическая оптимизация состава шихты с целью экономии сырьевых ресурсов.

7. Из шихты можно изготавливать пески, гранулы фракций

5- ! 10 1-гл ¡: 10-20 ии, что дает возможность приготовления легкого бетона из обожженного материала без применения тяяелого песка..

'8. По результатам протдяенних испытаний разработана технология получения пористого заполнителя с высокими прочност-ны.'а показателями от 2,6 до 4;5 ЫПа при насыпной плотности TOQ-8Q0 кг/и3, удовлетворяющего требованиям ГОСТа II99I-B3 на оглопорат.

9. Иямчея.- фашшШ ЧЯйЖ&'в ^ожжеши«-* rmi"" псед-

ставлен: -кристаболитом, сликатами, моноаллпмшатвми, вод-ластонитом, шпинелью и гелейитом, т.е. устойчивыми формами, обеспечивающими повышение прочностных показателей и долговечности материала.

10. На основе полученного в производственных условиях»заполнителя подобраны оптимальные составы легких бетонов в зависимости от В/Ц, расхода и марки цемента, соотношения крупного я мелкого заполнителей, жесткости условий твер екия. .....

11. Изучены физико-механические свойства бетонов и выявлено:

- при расходе цемента от 250-^ 5*0 кг/м3 и БД 0,63 можно получить класс бетона В15-Э); .....

- жесткость бетонной смеси в прёделах_15-20 с позволяет сэкономить цемент до 60 кг/м3;

- в связи с повышенной химической активностью разработанного заполнителя к СаП из перенасыщенного раствора Са(0Н)г, прочность сцепления его с цементным раствором выше, чем у керамзита за счёт химического взаимодействия активных минералов на поверхности полученных гранул;

- определена морозостойкость бетона оптимального состава.

12. Проведен технико-экономический расчёт целесообразности производства пористого заполнителя и барханного песка и нефте-отходов по сравнение с керамзитовым гравием, обусловливающий стоимость на 52,96 сум. ниже стоимости I мэ керамзита.

13. Тепловой баланс, расчитанный для установления энергосбережения показал, что применение нефтеотходоп позволяет сэкономить до 30$ топлива по сравнению с расходом его.для вспучивания керамзитового заполнителя.

14. Параметры технологии: переработки сырья, формовка гранул и обжиг подтверждены авторским свидетельством.

Основнпе содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Ботвина Л.М., Умурзаков Э.К. Легкий бетон из заполнителя на базе барзанного песка. Тезисы докладов Республиканской научно-технической конферениции в г.Ашхабаде, 1937, с.41

2. Умурзаков Э.К. Получен^-.не легкого заполнителя с экономией топливо-энергетических ресурсов. Сборник научных трудов. Ташкентский ордена Дружбы Народов политехнический институт имени Абу Райхон Беруни. Ташкент, 1988, с.57.

3. Умурзаков Э.К., Закиров М.З. О возможностях получения пористого материала из ашшновых глин К&шшбашинского месторождения. Доклады Академии Наук УзССР № 5. Ташкент, 1983,с.42.

4. Ботвина Л.М., Умурзаков Э.К. Заполнитель из отходов нефтеперерабатывающей промышленнооаи и барханных песков. Указатель научно-технических рабработок " Эффективные строительные материалы, конструкции и организации и технологии строительного производства. Ташкент, 1988, с,24.

5. Уыурзаков Э.К. Использование отходов нефгеперерабаты--веюзрй промышленности в производстве стройматериалов. Тези-

ч

сы докладов УШ-й областной научно-технической конференции. Ростов-на-Дону, 1988, с.88.

6. Умурзаков Э.К., Ботвина Л.М, Экономическая целесообраз-зность производства пористого ваполнителя из отходов нефтепереработки к барханного песка. Сборник научных трубов ТащШ И &р!М. Фергана, 1989, с.51.

7. Ботвина Л.П., Умурзаков Э.К. Заполнитель из отходов нефтеперерабатывающей проиьиленности и барханных песков. Проспект ВДНХ УзССР. Ташкент, 1988, с.I.

-я,-

3. ,-Ботвкна'Л.М., Уаурэапов Э.К, легкий бетон па заполнится^ из отходов нефтеперерабатывающей промышленности. Проспект РД1К УзССР, Тазкевт, 1389. с Л.

9. Азимова §.М., Бстзкка Л.М., Умурзаков 8. К. Легкий бе-то!«Га 5В1галкктел& из местного сырья'. Сборник тезисов докладов Рзспублияаиско{5 ¡;эучно-техгшчесЕ;ок кокферекиции студентов. Строительство п' Архптетктура. Тазкенг, 1989.с.25.

10, Ествгша Л.М., Умурзаков Э.К. Энергосберегающая технология пр.'! производстве пористых заполнителей из отходов нефтепереработки п барханных пзсноз для бетонов. Тезпсн научно-технического сок;;нзра "Экономия тошктвно-знергзтпческих ресурсов в прсмьтлепностя сборного железобетона. Челябинск, 1589.с.67.

П. Еочвина Л.М., Умурзаков Э.К.' Ис следование пористого заполнителя, полученного из отходов нефтепереработки ;П''б,'1рхан-кого песка ,в бетонй. Экспресс информация В1ШЭСМ, Серия Я). Использование отходов, попутных продуктов в производстве стройматериалов н изделий. Охрана окружающей среды, вып.8. М.¡1989.

12. Зотвина Л.М., Умурзаков Э.К./Авторское, свидетельство р 1550507 3 января 1990 г. Масса для изготовления пористого заполнителя. ^ ...

13. Ботвина Л.М., Умурзаков Э.К. Получение легкого заполнителя яз отходов и некондиционных материалов. Труды ТашИИТ. Эффективные строительные материалы я технология.. Ташкент, 1994.

14. Умурзаков Э.К. Промышленное получение нового вида заполнителя из барханного песка.

Сб.трудов ТАСИ. " Разработка технологии получения эффзктив-

//

ных материалов из местного старья и конструкций на их основе» .Ташкент, 1995.

.. 2»l-

"Бархан цуми ва нефтни чайта ишлаш чщицди-сидак енгил тулдирувчи олиш ва у. асосида енгил бетон таркибини танлаш.

Урганилган ва текаирияган хоы ашёлар Цамишбоши гидроелюда гили Язь-явон бархан ^уми шунингдек Фаррона нефтни цайта ишлаш кор-хонаси чициндиси, яъни пластикяаштирувчи ва ровак косил ^ипувчи нУ~ шимча сифатида ^ушилган.

Плаетиклаатирувчи ^ушимчалар мицдорйни бархан i^yuii хоссасига таъсириии урганиш ма^садида ю^оридаги хоы ашёлар ва чициндидан турли °/о улчамда аралашмалардан ши^та косил, цилинди. Шихатдан ул-чаш 5-10 ш буяган гранулалар тайёрланиб, айриы «исми цуритилди, айрим кисми зса нам холатда махсус тагдонларга куйилиб Муфель пе-чида куйдкрияади. Куйдириш 20-30 кинут давомида II50-II80°C >japo-ратда аыалга оширилди ва пишган ровак тулдирувчи олинди.

Олинган материалнинг тукма зичлиги 600-650 кг/м^, -сщилишда-ги муста^каылиги 2,5-2,6 МПа, совуч^а чидаылиги 60 шил. Бу курсат-. кич ГОСТ 11991-63 "агяопорит чачицтоши" талабига жавоб беради.

О{оридаги курсаткичга шадта таркиби 70°/о бархан адми, 20°/о гидрослюда пни ва 10% нефтни цайта ишлаш корхонаси чи^ити бул-ганда эришидди. Чи:-{индининг энг самараяи мш;дори натижаларини математик'¡<айта ишлаш ор^али ани^лаб олинди. Тавсия этилган швдта таркиби ва пишириш технопогияси янгилиги учун Авторлик гувсхнома-си олинди.

Лаборатория натижаларини ишлаб чицариш шароитида текшриб ку-риш файзиобод керамзит завод-.'и ва Тошкент НИИСтромлроект материал баэаларида амалга ошириб курилдл. Олинган курсаткичлар : тулдирув-чининг тукыа зичлиги 620-650 кг/м^, цилиндрда сицишдаги мустахкам-лиги 2,4-2,7 МПа, совуцца чидамлиги 50 цикл, говаклиги 13,6-13,8°/о, турли с-роитларда уз массасини йу^отмайди ва ГОСТ П991-83 "агло-рорит чачицтоши" чуйгаи талабларга жавоб беради.

• Олинган говак туддирувчининг фаза холати диреватография ва рентгенография усуля билан текЕирилиши натихаси ту ни курс а та дики, jfI60-II80°C харорат оралигида тургун фаза ¡сссил булиб, у говак туд-дидовчинингуз <усусиятики узоц цуддатга са^лаб туриш ииконини беради.

Олинган говак тулдирувчи асосида енгил бетон таркиби Таиланда ва 300-350 кг/íP цемент саррн натижасида сицилишдаги мустахкам-догм 20-40 U2& (Е^дашя «клип вйгазд «лимуач ^ягия. г>етоннинг цусто*-хеылиги ва д^кршпяш чдаяяятри

" Obtaining Porous substitute from BarKhan sand and OH Waste Products, as* well as Obtaining Concrete on their Pasis"

RESUME

While studying Physical arid chemical properties of initial raw materials the author analyzed hydromica clay raw materials of KamishbashmsKy deposit, and barKhan 3and of Yas-Yavan (Central Ferghana) deposit, and oil waste products of Ferghana oil-refinery; which were used as porous and stratum additions.

Special furnace charges for different composition and correlation of components were prepared to establish the influence of guantlty of stratum addition on the properties of barKhan sand. Granules of 5:10 ram were formed. Before caKing a part of a granule was dried while the other wet part was burned m Kiln on special for £0-30 minutes at the temperate of 1150-1180 C. at which the material was caKed. As a result there was obtained filler with pouring compactness of 600-650 Kg/m3. with condensing strength of 2.5-2,6 rapa in a cylinder, with frost-resistance of 60 cycles, meeting the retirements of GOST ll99'l-33 for "Aggloporit roadmetal"

Optimum composition of the charge included to;'- of barKhan sand, 2OK of hydromica clay and lox of oil waste products. Optimum quantity of waste products was established by mathematical processing of results.

In the dissertation there are given recommendations for composition of charge, conditions and technology for obtaining, a porous filler, scientific novelty of which is c»rtied by Author's certificate.

To verify the laboratoury results of this research'the worKed out technological conditions for obtaining porous filler were put to production test at Faiziobod ceramzit plant and at the material basis of TashKent 'scientific Institute of stroiproeKt. The results of this test made it possible to come to conclusion that the obtained filler has the following properties: pouring compactness is 620-660 KfcVm3, condensing strength in a cylinder is 2,4-2,7 mpa, frost-resistance -_50 cycles, -porosity - 13,6-13,6, there are no losses of mass during silicate and ferrous decay. This filler matches the requirements of GOST 11991-83 on "Aggloporit road-metal".

The analisvs of Fhase composition of the filler by radiograPhi-cai and lierivatosraphical methods showed .that at the temperate of 1150-11S0C steady Phases are formed which promote durability of material.

On the basis of the obtained porous filler the author of the dissertation determined the composition of light concrete with compactness strength of ¿0-40 mpa when 300-350 Ke/m3 of cement is used.

The properties of durability and deformation of light concrete nave been also investigated.