автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Разработка и исследование композиционных материалов для закрепления подвижных песков

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

ТАШКЕНТСКИЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи МАХМУД ИТЕВИ САЛМАН

УДК 691.537.625.164

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПОДВИЖНЫХ ПЕСКОВ

Специальность: 05.23.05 - Строительные материалы и изделия АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ташкент -. 1997

РГ6 ОД

Диссертационная работа выполнена в отделе "Строительные материалы" САЧИИРИ им. В.Д. Журина, НПО САНИИРИ

Научный руководитель: кандидат технических наук, • с. н. с. Махмудов Ш.М.

Научный консультант: доктор химических наук, профессор Ахмедов У.К.

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профес<!ор Юсупбеков А.Х. кандидат технических наук, доцент Расулов А.А.

Ведущая организация:

. Ташкентский автомобильно-дорожнын институт

Зашита лнсссртяиин состоится "?/ " 4/7& 1997 г. В

часов на заседаний снсшшшзировашюго совета К. 067.0!>.01 в Ташкентском архитектурно-строительном институте по адресу: 700011, Ташкент, ул. Навои, дом 13, ТАСИ, большой зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке архнтехтурно-строителыюго института. .

Отзывы на реферат, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять по адресу института: 700011, Ташкент, ул. Навои, дом 13. „

Автореферат разослан " /¿С " 1997 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета |

К 067.03.01 АМ р к.т.н., доцент Низамов Ш.Р.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. На земном шаре немало государств на территориях, которых имеются аридные земли - пустыни н полупустыни. К таким государствам наряду со странами центральной Азии относится и Иордания.

От возможностей освоения аридных земел! во многом зависит настоящее и будущее развития экономики, улучшения экологической обстановки этих стран. В настоящее время выполняется ряд мероприятий для ликвидации последствий экологического кризиса Приаралья Задача предотвращения песчаных заносов в этих районах решается лесной мелиорации песчаных образований на осушенном дне Арала, подверженных эоловому соле- и пылепереносу.

Эксперемеитально доказано, что эффективной фнтомелиорацней является метод создания на поверхности дефлпруемого песка временного защитного протиподефляционного слоя, который бы позволил зиачителшо уменьшить испарение влаги из почвы, защищая в то хе время всходы семян и сеянцы от выдувания и засыпания песками Противодефляционный слон в большинстве случаев создается с применением химических материалов. Изыскание дешевых н доступных связующих материалов является первоочередной задачей в области народнохозяйственного освоения п" тынь и связанного с ней предотвращения дефляционных процессов.

В настоящее время на гидролизных заводах Республик» Узбекистан ежегодно образуется около 100 тыс. тонн лнпнша в виде отходов производства, который не находит должного применения. Одной из актуальных задач является рациональное и эффективное использование гидролизного лигнина. В этом аспекте несомненный интерес представляет разработка научных основ использования гидролизного лигнина в качестве закрепителя подвижных песков путем направленной химической модификации его поверхности..

Цель и задачи исследований. Целью настоящей работы является разработка научных основ создания вяжущих веществ на основе модификации лнпнша и защитных покрытий для предотвращения дефляции подвижных песков.

Реализация поставленной цели 'предопределена решением следующих задач:

Получение вяжущего материала - структуранта путем химической модификации гидролизного лигнина;

определение свойств различных составов структуранта с целью установления оптимального его состава;

изучение характеристики барханных песков;

разработка композиционного материма на основе структуранта и барханных песков;

оиределение физико-технических свойств разработанных композиционных составов;

определение эксплуатационных свойств защитных покрытий;

разработка рекоментщий по применению вяжущего для создания защитных покрытий;

определение технико-экономических показателей.

Научная ловизпа работы. Установлена определяющая роль адсорбционного взаимодействия между вяжущим на основе гидролизного лигнина н барханного песка в процессе структурообразования композиционного материала и показано, что прочность защитного покрытия обусловливается адсорбционными процессами, протекающими в контактной зоне при нанесении полимерного вяжущего на поверхности песка.

Определено оптимальное количество вяжущего для создания защитного покрытия требуемого комплекса свойств при различных климатических условиях.

Предложена зависимость для прогнозирования стойкости композиций в эксплуатационных условиях.

Практическая ценность. Выполненные исследования входили в состав научно-исследовательских работ но госбюджетным темам 17.2 раздел ] .08 и заданию Межгосударственной водохозяйственной координационной комиссии (МКВК) 03.01 раздел 03.01.02.

Основные положения диссертации использованы при составлении "Рекомендаций по приготовлению и применению вяжущего на основе лигнина для закрепления подвижных песков".

На осиопании теоретических и экспериментальных исследований предложен рациональный метод утилизации гидролизного лнпшна. Применение разрабо.ашюго вяжущего дли закрепления песков будет способствовать улучшению экологической обстановки в первую очередь в Приаралье, а также в других регионах. Разработанная эффективная технология изготовления вяжущего позволяет иаладчть их производство без вложения значительных затрат.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на заседаниях Ученого Совета секций "Мелиорация и водохозяйственные технологии" САНИИРИ (1995, 1996, 1997 г.), на научно-технической конференции молодых учёных САНИИРИ (1996 г.), института Химии АН Узбекистана (1997 г.), на заседаниях научно-технического семинара САНИИРИ (1997 г.), ТАСИ (1997 г.), ТашИИТ (1997 г.).

Публикации. По теме диссертаций опубликовано 5 печатных работ.

Объём работы. Диссертация изложена на .156 страницах машинописного текста, иллюстрируется 31 рисунком и 24 таблицами. Состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы, включающего 108 наименований, приложения на 1 странице.

Автор глубоко благодарен кандидату технических наук Фазыловоп З.Т.

за консультацию, оказанную при выполнении данной работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

По введении обоснована актуальность, научная новизна темы, сформулированы. цель и практическая значимость работы, представлена информация о ее анробашш.

О первой главе дан анализ вяжущих материалов применяемых для закрепления подвижных песков. Рассмотрены современные представления и основные принципы структурообразопапия полимерных композиционных материален для создания защитных покрытий против дефляций песков. Произведен анализ свойств, преимуществ и недостатков основных химических материалов, применяемых для создания покрытия. Рассмотрены теоретические особенности структурообразопапия при взаимодействии песка н вяжущего. Подробно рассмотрены физико-технические свойства защитных покрытий на различных вяжущих.

Анализ литературных данных позволил выявить н сформулировать основные требования, предъявляемые к защитным покрытиям.

Во второй главе приведены характеристики применяемого в нссле- ' допаниях исходного сырья н материалов и методика исследований. В качестве исходною сырья были взяты барханный песок, пщролизш ' лигнин, который переработан па "Структурант-95" и акриловая эмульсия.

Барханный пегок, отобранный в северо-западной части Рыбацкого залива н 1 км к северу от г. Мупнака. Песок светло-серого цвета, плотность - 2,67 г/см3 , насыпная плотность - 1,42 г/ем3, удельная поверхность -760 см2/г, пористость -44,0 %, коэффициент фильтрации - 4,2 м/сут.

Исследование песков Бухарского месторождения показали следующие результаты: плотность - 2,55 г/см3, насыпная плотность - 1,40 г/см3, удельная поверхность 790 см2/г, пористость 46,5 %, коэффициент фильтрации - 4,8 м/сут.

Установлено наличие в песках пор различных радиусов и дискретных по распределению.

Гидролизный липши является отходом переработки' древесных опилок и растительных отходов сельского хозяйства в процессе шдролнз-ного производства. Гидролизный литии представляет собой полпдисперс-ный продукт с размером частиц до 1 см. Технический гидролизный лигнин содержит 64-78 %, остатки полисахаридов 20 %, моносахара - 2,5 %, минеральные н органические кислоты - 1,5 %, зольные вещества 4,5 %, Он гигроскопичен и имеет влажность до 65 %.'

В качестве пластификатора и добавки повышающей водостойкость покрытия после анализа свойств вяжущего были выбраны акриловые эмульсий марок 1, 1-К и А, которые представляют собой платифшшровашн.гй (марка А) продукт эмульсионной полимеризации ...етилакрнла. В псследо-

ваниях применяется эмульсия марки 1-К. Массовая доля сухого остатка -20 %, прочность tuieiiKH из него - 750 г/мм2 максимальное удлинение пленки при разрыве - 700-1300 %, относительная вязкость -2-4. Данный продукт выпускается АО "Навоиазот".

В соответствии с поставленными в работе задачами был использован комплекс современных методов исследований. К ним относится группы методов, позволяющих исследовать: физико-химические и химические свойства песков, процессы образования структур в водных 'шсперсиях вяжущего; электрохимические свойства поверхности песка в процессе взаимодействия с вяжущими; изменение прочности контактов между частицами песка в структурной системе.

Han[чне различных функциональных групп в цепях молекул вяжущего выявили на спектрофотометре "Спскорд-75". Исследования проводились как на жидких, так и па твердых пробах. Толщина жидких проб находилась в диапазоне от нескольких миллиметров до 0,02 мм.

Для изучения влияния комплекса и отдельных факторов на процессы, происходящие во время эксплуатации в защитном покрытии, вели на- блгадения зч образцами, экспонированными в аппарате искусственной пого-' ды ИП-1-ЗМ и "Фейтрон".

Ветроэрозпонпая устойчивость корок и покрытий определяется путем их продувки воздухом п аэродинамической трубе.

Дад математического описания рассматриваемого процесса образования структуры разработанного материала использовали результаты экспериментов, проведенные по уннформ-ротатабельного плана 2-го порядка.

В третьей главе приведены результаты исследовании по синтезу вяжущего на основе гидролизного лпптна. Синтез осуществляется способом нейтрали-тцин аммиаком гидролизного лнпшпа. Модификация производится в водной среде при температуре 50-80"С в течение 30-45 мни в присутствии индикатора.

На ИК-спехтрах имеется широкая полоса 3200-3400 см"1, свидетельствующая о наличии ОН групп, включенных в водородные связи: 1710-1720 см"' С=0 связи в карбокенлт.ных и карбоксильных ipymiax 1620-1600 и 1530-1500 см'1 - колебания ароматического кольца, а также полосы, свидетельствующие о наличии простых эфирных связей - 1120 и 1230 см"'.

Полученный продукт является высокомолекулярной вязкой жидкостью, хорошо растворим в воде, адсорбацпонно-активеп на поверхности песка, обладает всеми свойствами полнэлектролитов, т.е. полимеров, способных диссоциировать в растворах на ноны.

Области применения полиэлектролнгов определяются свойствами этих полимеров: растворимостью г водных средах, способностью эффективно взаимодействовать с заряженными частицами и поверхностями, способностью адсорбироваться на незаряженных частицах, сообщая им заряд.

Полученный полиэлектролнт условно назван "Структурант-95".

Проведенные предварительные исследования показали, что покрытие на основе "Струкгуряэта 95" обладает недостаточной водостойкостью. В связи с этим возникла необходимость разработки метода, обеспечивающего образование дополнительной водостойкой пленки па поверхности песка, обработанного структурантом. Исследованием подверглись: —растворимые в поде простые эфирм целлюлозы; —акриловые эмульсин; —карбомпдоформальдегвдше смолы.

Покрытие, которое сохраняет целостность и эластичность, имеет достаточную водостойкость. Било получено раствором структуранта, содержащим 10% акриловой эмульсий.

Ддя установления свойств покрытия различных составов и условии его твердения выполнено математическое описание результатов эксперимента. 13 качестве варьируемых факторов были выбраны: X, - концентрация вяжущего - 0,06-0,20, Х2 - температура, при которой образуется корка - Ю-40°С; Х3 - расход вяжущего на I гг - 2-7 кг. В качестве параметра оптимизации была пыбраиа пластическая прочность.

Для математического описания рассматриваемого пронес > использовали результаты экспериментов, провезенных по униформ-ротатабельного плана 2-го порядка. Уравнение регрессии в нормализованных переменных имеет вид:

У = 4,570 4- 1.145Х, + 0,334Хг + 0,584Х3 + 0,000б9х,г + 0,0и79Х,Х2

+ одадх.хэ + о.оооззхД о,оо79хгх3 + 0,00002x7

Окончательный вид модели после "отсева", следующий: У = 4,570 + 1.145Х, + 0,331Х2 + 0,584Х3 + 0.00069Х,2 + 0,0079Х,Х2 + 0,0099Х|Х] + 0,00033х22+ 0,0079Х,Х3

После перехода к натуральным переменным модель представляется

в виде:

У = -2,345 + 30.491Х, + 0.031Х2 + 0.352Х3 + 0.540Х,2 ч- 0.025Х,Х2 + 0.18бХ,Х, + 4 • 2 ■ 10-%3 +5,9М0"4Х2Х3

По результатам математического описания экспериментов - оптимальный расход вяжущего составляет 5-6 л/м2, концентрация вяжущего 0,15, температура при нанессини 25-35°С. При этом Р,„ составляет 4,5-5,5 МПа.

Четвертая глава посвящена исследованию свойств барханных песков и разработке оптимальных композиций и изучению их свойств.

Барханный песок можно представить как дисперсную систему, в которой дисперсной фазой являются частицы песка, а дисперсионной средой, окружающие каждую песчинку вода или возд> .

Учитывая, что пески должны обрабатываться водными растворами полимеров, структурообразование будет происходить в системе песок-вода-вяжущее, представляет интерес изучение электропроводности дисперсии песка в воде.

Изучением электропроводности дисперсии песка в различных средах выявлено поверхностное растворение его зерен с появлением новообразований, формирующих контактную зону на границе песок-вяжущее, причем с увеличением рН среды растворимость увеличивается.

В работе представлены данные исследований кислотно-основных свойств поверхности песка, находящегося длительное время в контакте с атмосферой при 293 К н прогретого до 353 К. Указанные два состояния охватывают различную степень гидратации поверхности и характеризуют ее свойства в различных технологических процессах.

Контакт с атмосферой при '293 К приводит к полной гидратации поверхности песка и экранированию ее активных центров адсорбционным слоем. В таком состоянии поверхность обладает слабокислотными (рК„= +6,1) и слабоосновными (рКа= +7,2) свойствами. Сильнокислотные и снль-ноосновныс индикаторы при адсорбции на гидратнрованной поверхности не ионизируются, поэтому, в спектрах индикаторов с рКа перехода 7,2 содержатся только полосы кислотной, а с рКа 6,1 - полосы основной Формы.

При 353 К происходит частичная дегидратация поверхности песка, сопровождающаяся увеличением слабокислотных центров с рКа = 3,5-1,5. Сильнокислотные центры с отрицательными значениями рКа остаются экранированными остаточными молекулами годы.

Исследования поверхности несков позволило выявить отрицательное влияние адсорбированной кварцевой поверхностью воды, экранирующей сильнокислотные я сильиоосновные центры и препятствующей их взаимодействию с вяжущим.

Монолитное защитное покрытие должно выполнять свои функции до 1,5-2 лет при условии исключения из него механического воздействиям

Долговечность его полностью зависит от погодоустойчивоси вяжущего. Вяжущепесчаный слой кроме атмосферостойкости должен обладать способностью пропускать через себя атмосферную влагу и сохранять влажность песка, что очень важно особенно в аридных и экстраатидных условиях. Если покрытие будет обладать совокупностью указанных свойств, то фитомелиорация будет иметь повышенную результативность.

Кинетика образования полимерпесчаной структуры связана со скоростью процессов взаимодействия песка и полимера, в частности, с адсорбцией, определяющей адгезионные свойства. Для вскрытия природы адгезии необходимо изучить характер образования соответствующих структур в контактной зоне.

Наиболее важной характеристикой монолитного палнмернссчанош

покрытия, раскрывающей его эксплуатационные свойства, является величина пластической прочности Р,п при малых скоростях нагружения.

Как и следовало ожидать, по мере увеличения времени контакта песка с вяжущим прочность покрытия повышается после 16-18 часов по экспоненциальному закону:

Рт=А(1-/") (1)

■ где А - прочность на сдвиг высушенного пссчаного субстрата ненарушенной структуры;

I- время контакта вяжущего с песком.

Прологарифмировав выражение 1 получим зависимость увеличения Р„, от изменения экспоненты в пределе 0-18 часов описывается следующим выражением: >

18 пл 1п Рт= |[(1 пА + ЩЖ у'

0

Кривые изменения прочности покрытии в зависимости от температуры твердения показывают, что наиболее приемлемые результаты достигаются при температуре 313 К. Дальнейшее увеличение температуры твердения приводит к сильному увеличению Рт н повышению хрупкости материала, По-виднмому, это обусловлено резким удалением дисперсис юй среды, что в свою очередь препятствует процессам етруктурообразоь ,.шя в контактной зоне.

Графическая зависимость изменении прочности покрытия от расхода вяжущего оптимальной концентрации показывает, что при расходе от 1 л/м2 до 3 л/м2 величина РП1 практически постоянна, от 3 до 5 л/м2 - возрастает, а дальнейшее увеличение расхода вяжущего приводит к чаметному снижению, при этом ухудшается процесс импрепшрования вяжущею в песок, что ведет к его растеканию на поверхности песка.

Испытывались образцы барханного песка обработанные раствором вяжущего различной концентрации.

В результате испытаний установлено, что наибольшей устойчивостью структурно-механических свойств (и,, Е2, Е) системы к воздействию внешних нафузок в интервале температур от 293 до 343 К обладают образцы, обработанные вяжущим с содержанием пяжутцего - 10%. При этом минимальном значения упруго-эластичным характеристикам соответствуют максимальные значения истинной пластической вязкости (рис.1).

Изучено влияние различных факторов на водостойкость покрытия и определень! величины этих факторов.

Под действием рахчичных атмосферных факторов и их совокупности структура защитного покрытия претерпевает глубокие качественные изменения, определяющиеся в основном изменением свойств вяжущего. Для выявления роли комплекса и отдельных погоды,IX факторов на процесс

Влнянпе концентрации вя;кущего и температура окружающей среды на структурно-мехашгческие характеристики покрытия

<0

15- 2о гг С,%

'1

\

к

Я 10 13 "О 2$ С, ,

0

15 со 25

4

-1

КЗ

Ю 13 20 23 С,%

а) Условно-мгновенный модуль упругости; б) Эластичны!) модуль; в) Равновесный модуль; г) Наибольшая пластическая вязкосп. 1, 2, 3 - соответственно при температуре 293, 318 и 343К. Рис.1

з

2

-и-

старешм проводили наблюдения за полнмерпесчанымн корками, экспознро-ваннимн в аппарате искусственной погоды.

Изменение пластической прочности материала защитного покрытия, образованного пропиткой барханного песка раствором вяжущего оптимальной концентрации, после испытания образцов, экспознрованпых в везеро-иетре ИП-1-ЗМ п течение 20, 40 н 60 циклов.

Цикл состоял ¡13 13 часов ультрафиолетового цблучения при 303 К, 3 часов дождевания и 2 часов замораживания при температуре 263 К. Прочность материала защитного покрытия к концу первых 20 циклоч экспозпрования достигает величины 4,87 МПа, дальнейшее увеличение прочности полимер-песчаной корки идет менее интенсивно и достигает максимальной величины к 40 циклам испытаний, далее наблюдается падение прочности. Испытания показали, что 20 и 40 циклов экспозпровання, выдержанные образцами, соответствуют 0,5-1,5 годам эксплуатации полимерпесчанон корки в природных условиях, что вполне согласуется с предъявляемыми к ней требованиями.

После изучения процесса старения иод действием комплекса факторов потребовалось установить роль каждого из них. Поэтому изучали изменение пластической прочности от действия тепла, кислорода воздуха и ультрафиолетового излучения. Данные показывают, что для материала защитного покрытия наиболее агрессивным фактором является температура окружающей среды, вызывающая за 250 часов теплового воздействия увеличение прочности почти в 13 раз, тогда как ультрафиолетовое облучение увеличивает Р„, лишь в 6,7 раза, а кислород воздуха - в 9 раз. С увеличением насыщенности потока твердыми частицами увеличивается интенсивность уноса.

Анализ полученных данных по исследованию свойств покрытия показывает, что разработанные покрытия не уступают По своим качествам существующим покрытиям. Наблюдения за образцами показали, что при продувке петрогтесчаным потоком, в первую очереди, от ударов твердых частиц потока уносятся в основном выступы, шероховатости и тем самым создается опасность появления очагов эрозии, В этих случаях через определенное время 'предувки образцы начинают разрушаться. Это явление па рис.2 отмечено пунктирными линиями.

1$ пятой главе предложена технология приготовления и нанесения вяжущего и определение технико-экономической эффективности.

Технологический процесс приготовления составов вяжущих заключается в перемешивании "Структуранта 95" с акриловой эмульсией до получения однородных устойчивых смесей. Качество конечного продукта должно соответствовать разработанным требованиям.

Интенсивность весового уноса в зависимости от времени при различных скоростях потока

Концентрация композиции - 0,15; Насыщенность потока - 1150 г/мин;

Скорость потока, м/с: 1 - 8,1; 2 - 9,5; 3 - 13,0; 4 - 16,5; 5 -контроль при 13,0; 6 - контроль в чистом потоке при скорости 16,0 м/с.

Рис. 2

"Структураит-95" поступает на объект в визе водного раствора в различных емкостях - в железнодорожных и автомобильных цистернах, металлических бочках или других, с содержанием сухого вещества - 60 %, вязкостью - 50-60 секунд при 20 ± 4°С.

Акриловая эмульсия поступает в воде водного раствора вязкостью 40-45 секунд и содержанием сухого вещества - 25-35 %.

Выбрана мобильная технология приготовления н нанесения вяжущего, позволяющих резко повысить производительность труда и обеспечивающая экономию материальных и трудовых ресурсов.

Приготовление рабочего состава вяжущего происходит в мешалках, которые снабжены лопастями. Объем мешалки может бщь от 200 до 1000 л. Вначале в мешалку перекачивается вода, затем по очереди -"Струнтуранг-95"' л акриловая эмульсия. Расход составляющих должен быть выбран из расчета, чтобы вяжущее имело концентрацию 15 % сухого вещества.

При создании покрытии предлагается устройство ленточных покрытий шириной 0,7 м, расстояние межпу краями лент - 3,3 м.

При выборе средств механизации пескозакрегштельных работ с применением вяжущих веществ учтены особенности строительства и эксплуатации инженерных сооружений в пустыне.

На подвижных песках с бугристым рельефом хорошие эксплуатационные показатели получены при использования реконструированных тракторных опрыскивателей ОВХ-14, ОВТ-1А, ОВС-А.

Вместо аэрозольного распыления вяжущих, легко уносимых ветром, смонтирована система распыления, позволяющая закреплять барханы высотой 20-30 м. По проходимости созданные на базе ОВТ-1А, ОВС-А, ОВХ-14 агрегаты превосходя г разбрызгиватели на базе битумовозов. Кроме того, для нанесен:«! вяжущего на поверхность может быть применен модернизированный агрегат ЛПА-1 института пустынь АН Туркмении и специальный агрегат конструкции ТашИИТ.

Для создания покрытий может быть также применен пескозакрепи-тельный агрегат АПН-1.

. Во всех предложенных агрегатах распыленное на мелкие капли вяжущее оседает на поверхности песка, образуя под воздействием давления прочное устойчивое протнводефляционное покрытие, вдоль кромки которого высаживают и высевают песколюбивые растения.

Для определения эффективности внедрения разработанных вяжущих-на основе гидролизного лигнина в качестве базового варианра принят вариант закрепления подвижных песков, в котором предусмотрено применение вяжущею состоящего из сульфитно-спиртовой барды (ССБ), поливишшаце-т.тгной эмульсии (ПВА) и воды. Расход для закрепления 1 га составляет:

ССБ - 350 кг; ПВА - 88 кг; пресной воды - 1750 л.

Для предлагаемого состава: липши - 1116 кг, акршювая эмульсия -131 кг, вода - 3500 л.

На площади 1 га необходимо закрепить поверхность песка - 1750 м2.

Годовой экономический эффект от внедрения нового состава ло-крытня составляет: 15,04 тыс. с ум./га.

Значительным преимуществом предла1аемого состава является отказ от завозимых в Республику материалов.

ВЫВОДЫ

1. Современное состояние проблемы закрепления подвижных песков указывает на необходимость изыскания новых вяжущих материалов, обеспечивающих получение надежных защитных покрытий с заданными эксплуатационными свойствами!

2. Исходя из требований, предъявляемых к материалу защитного покрытия и физико-химических представлении об адгезношю-когсзнонных свойствах вяжущего предложено использовать "Структурант 45", изготовленный на основе гидролизного лигнина - отхода производства. Показана возможность модификации "Структуранта 95" с акриловыми эмульсиями с целью повышения упруго-шпко-нластических свойств, водостойкости получаемого на его основе покрытия. Разработан оптимальный состав вяжущего на их основе.

3. С помощью ртутной порометрпн получены гюрограммы и рассчитаны структурно-пористые характеристики песка Каракалпакии и Бухары. Установлено наличие в песках пор различных радиусов и дискретных по распределению. Изучение электропроводимости н растворимости поверхности песка в водных дисперсиях в зависимости от степени дисперсности твердой фазы показало, что растворимость поверхности частиц песка в средах с рг шчимми значениями рН определяется амфотерностыо поликремневых кислот, образующихся в процессе гидратации.

4. Методом математического планирования эксперимента проведена оптимизация количественного состава вяжущего при критериальной оценке прочности материала монолитного полимерпссчаного защитного покрытия после испытания на водостойкость

5. Определены оптимальные условия получения покрытия путем обработки поверхности песка раствором вяжущего. Прочность покрытия обусловливается адсорбционными процессами, протекающими на поверхности песка. Установлено, что адсорбционное взаимодействие осуществляется через гццратный слой.

6. Установлены рациональные пределы расхода вяжущего (3-6 л/м2) для получения покрытия оптимальной структуры, а также с наибольшей устойчивостью к воздействию эксплуатационных нагрузок при температурах окружающей среды в пределах 293-333 К. Изучено влияние различных

факгоров иа водостойкость полимерпесчаного покрытия. Определены оптимальные величины этих факторов.

7. В процессе изучения старения монолитного полимерпесчаного покрытия установлена его достаточная долговечность -1,5 года. Отмечено, что качественные изменения вяжущего в процессе старения вызывают ко второму году эксплуатации материала значительное увеличение хрупкости, а термоокислительиая деструкция полимера приводит к образованию микро- н макротрещин, способствуя разрушению материала.

8. Выбрана мобильная технология приготовления и нанесения вяжущего на базе механизмов, позволяющая резко повысить производительность труда и обеспечивающая экономию материальных и трудовых ресурсов.

9. Натурные наблюдения за состоянием монолитных полимерпесча-ных покрытий в течение 1 года подтвердили результаты лабораторных анализов. Установлено, что вяжущее не проявляет токсичных и гербицндпых свойств, не мешаег прорастанию н развитию семян иесколюбивых растений, стимулирует их рост благодаря действию полимерпесчаного покрытия, препятствующего испарепию воды из-под него, Пеокозакрепитальпые работы с помощью разработанного вя: ущего позволяют получить экономический эффект в размере 15,04 тыс.сум/га по сравнению с предусмотренным базовым вариантом.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Итевн М. "Лигнин - кум кучншига карши'7/Экологическнй вестник Узбекистана, Ташкент, 1997, № 3, с.27.

2. Фазылова З.Т., Ходжаев С.А., Итеви М. "Выбор вяжущих и технологии для закрепления барханных песков иа осушенном дне Аральского моря'7/Мелнорация н водное хозяйство. Сборник научных трудов САНИИ-РИ. Ташкент, 1995, с. 142-144

3. Итеви М„ Фазылова З.Т., Махмудов Ш, "Исследование физико-механических свойств барханных песков'У/Сборник научных трудов молодых ученых САНИИРИ. Ташкент, 1996, с.108-П4.

4. Ахмедов У.К., Абдурахимов X., Итеви М., Ходжпматова М., Фазылова 3. "Эффективные структурообразователн песков'У/Тезисы докладов Республиканской научно-технической конференции. Проблемы разработки химической технологии импортозамещаемой продукции в Узбекистане. Ташкент, 1995, - с. 113.

5. Итеви М., Фазылова З.Т., Ходжпматова М.А. "Использование вторичных ресурсов в качестве структурообра~ователя неска'7/Тезнсы докладов Республиканской научно-технической конференции. Проблемы разработки химической технологии импортозамещаемой продукции в Узбекистане. Ташкент, 1995 - с. 122

Кучма вд-шарнн махкамлаш учун композиций» материалларни ишлаб чнцнш на уларнн гадкикот кюнш.

Кумларни кучишининг олдини олиш учуй хархил богловчшшрдан фойдаланиб к,опламалар барпо этиладн. Лекии куп хил богловчиларпи бахоси кдммат, четдан келтирилади ва эколошк жихатдан тоза эмас.

Шунииг учуй махадлни хом ашёдаи ва ншлаб-чикдрищ корхоналар-ин чикшщнсидан ошшадиган, тоза, арзон богаовчиларни излаб топпш ва • уларни амалда тадбик, кдлиш зарур масаладур.

Гидролиз эаоодларшшг чикшщнси - липши Узбекистоида йилига 100 тонна Гшпиади. Уш5у ишда лигшшни кимевий модификация орк.али богловчи олиш гехнологияси ишлаб чикиш ва улардаи кошгамалар барпо этиш буйича плмий текшириш натижаларнн келтирилган.

Олинган богловчи "Структурант 95" га акрил эмульсияси кушиш хисобига унинг реолошк хоссалари ва сувга чидамлплппшн ошишн исбог-ланди. Ботовчннинг оптимал таркиби 15% эритма булиб, унда акрил змульииси 10 % ни ташкш зтади. 0

Майдони 1 м2 кумга 4-5 кг богловчи шимдирплса му-пахкамлнги 58 кг/см2 булган коплама х,осил булади.

Богловчи кумга ёпишк.оклигнга материалшшг термодинамик хоссалари, мнкромолекула зашкнринн харакатчаплигн ва бошкалар таъсири урганилди: Олннгаи копламашшг эиг зарур хоссаларндан бири ушшг пластик мустахкамлигидир. Бу курсаткични узгариш хархнл хароратда, богловчшшн! хархнл концентрациясида ва сарфвда текширйлдп.

Коплама сувда мустахкамлнпчш 15-20 % йукотади, музлашга чи-дамли. Эскирпш к,обнлиятинн текширилпшда копламадан 1,5 2 йил белги-ланган щароитладан фойдаланиш мумкишшгн нсботланди.

Шамолга бардошлнк курсаткичн копламашшг жуда мухим хоссала-ридан бирид ., Майда кум зарачаларга эга булган 1600-1700 г/мин, шамол-ни 20-25 м/сек тезликдаш оклмига копламалар бузулмай турадилар.

Липши асосвда олинган богловчилар эколошк жихатдан тоза хисоблашщшар. Умуман лигнин азотга бой моддадур, чириса угитга айла-иади. Олинган богловчи модцани 1 гектар майдонда кучма кумларни мус-тахкамланса олинадиган фойда 15-16 мииг сумни ташкил кнлади.

Elaboration and scientific exploration of the composition materials for moving sand's fixing

For fixing of the movement sands (here are used different type? of the composition materials but a cost of most of this composition materials is very expensive, they are imported and they have an ecological impact.

Therefore, carrying out of chipper and ecological sounding composition materials is an actual scientific task. The waste from the hydroliz plant is lignin. In Uzbekistan volume of this waste is about 100 tonn/year. In this work are given the results of carrying out off composition from iignin on a basis of chemical modification.

This composition named "Structurant 95" has been added by emulsion and after this has a more waterproof properties. Optimal contents of composition: 15 % of solvent and 10 % of emulsion.

On 1 m2 of area use 4-5 kg of composition with durability 4-6 kg/cm2.

There had been investigated the properties of composition, termodvnamical parameters, micromolecular force of connection. The most important property of this composition is the plastical stability. Had been carried out research work on different types of the composition's contents and under different conditions.

The composition has lossed about 15-20 % of its cohesion force in water. It is sable in frosty climate. Duration of use is 1.5-2 years.

Had been checked the properties of composition under windly climate. On the wind's velocity about 20-25 m/sec the composition does not disturbed its own structure - 1600-1700 g/min. The composition based on lignin has hot any ecological impact. An eficiency of use of this composition is 15-16 tlious. sum/hectar.