автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Разработка основ технологии водостойких магнезиальных вяжущих из доломита

рГ Г, ОД

1 о 1-.<аг'

На правах рукописи ИВАНОВ Александр Евгеньевич

РАЗРАБОТКА ОСНОВ ТЕХНОЛОГИИ ВОДОСТОЙКИХ МАГНЕЗИАЛЬНЫХ ВЯЖУЩИХ ИЗ ДОЛОМИТА

05.23.05—Строительные материалы и изделия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иваново 1996

Работа выполнена на кафедре технологии тугоплавких неметаллических и силикатных материалов Ивановской государственной химико-технологической академии.

Научный руководитель —

кандидат технических наук, профессор Комлев В. Г.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Соков В. Н., кандидат технических наук, доцент Гордеев С. Я.

Ведущее предприятие —

АООТ «Ивановский силикатный завод».

Защита состоится 25 апреля 1996 г. на заседании диссертационного совета Д064.76.01 в Ивановской государственной архитектурно-строительной академии. 153002, г. Иваново, ул. 8 Марта, д. 20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

ИГАСА.

Автореферат разослан « ¿2Н » февраля 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

ЛАДАЕВ Н. М.

own КЛГЛКТКРИС'ГИКА l'MOTU

Актуальность работы. И настоящие нрекн п условиях жестких рыночных отношений и рлпбалапсиропаиности ВСОГО НАРОДНОГО хозяйства, либоризация цен и тарифов ни различные услуги привела к значительному росту СТОИМОСТИ сиры! и материалов, постоянных затрат и .соотиотстиенно птому ,цен на производимую продукцию . Нолтоиу l)d*110 , чтоън производство строительных маюри-плоп било :>(Мюкти[!)шм и .главное, не очень дорогим . Для этого необходимо пирс использовать материалы попутной добычи , местное сырье и отходи других отраслей' промышленности .Не менее важно развивать комбинированое производство , обеспечивающее комплексное использование природных ресурсов , сырья и материалов . полностью исключающее или существенно снижающее нредноа воздействие на окружающую среду. Приоритет 1) выпуске строитель-пых материалов принадлежит токим , п производство которых значительно сокращается материалоемкость и энергоемкость единицы строительной продукции . к таковым можно отнести и магнезиальные цементы. Однако,рассчитывать на широкую постанку каустического магнезита па строительные нужды нереально , так как основными потребителями его являются■металлургическая и огнеупорная промыаленнооти . Кроме того , мзгнозит не является распостра-неннык сырьем , что делает ого дорогим . В егчгпи с этим необходим о обратить внимание на другие источники порошкового компонента для окскхлоридних ценантои - доломиты,которые инегатся во многих регионах России и больших количествах.

Работа выполнялось по задании «елоховского каргероупрапле-ния и являлась составной частью научных направлений ИГХТЛ в рам ках. важнейших работ по.т«ме " Химия и технология оксидных материалов" , угвержденнлй Госкомвузом иод n п..

Цель работы» 1'алработка состава и технологии получения: поло-стойкого магнезиального вяжущего из доломита Мелеховского месторождения Владимирской области и строительных материалов на его осново . Поставленная цель определила следующие научные задачи г

- на основе данных комплексного физико-химического анпчизп исходного сырья найти оптимальные условия получения млгнепиаль ниго вяжущего из доломита ;

.í iучиri, строительно технические споистиа материала на octiuucî каустиче.ского доломита и факторы па них нлишищио ;

- изучить илиыние добанок |>а:)личмих солей металлов и способа их ипедопин iia термическое pari/юхение доломита и оснонииа строительно-'.ч:хничоские съоистпа материалоь на основе таких un хущих ;

- исследовать влииние наполнителей 11.1 t ■ 11НЫ1Ч ■ 1 ьни 'п п и чос -кие свойства материала из каустического доломита ;

- lia i работать технологию ироищюдстпа каустического доломи та и различных стронтелышх материалов на его основе ;

DifyMU Г-1 нонична иабочн состоит и следующем :

- lltlupliljo ИССЛОДОВаНО КОНИЛОХСНОО влияние фосфатов метал -Лии .на процесс чорниче.сьоГо ра^лолинии доломита и строительно технические свойства магнезиального иихущего на его основе ;

- впервые предложен аффок'пшний свосоо повышении водостой хости материален па основе магнезиальных вихутих и:) доломита путем введении добавки раствора кнелих фосфитов алюминия и маг нин перед обжигом

Практическое аиаченио работы . На основании результатов ла tiüpüTopiiux исследований разработана принципиальная технологи чеекал схема процесса получении каустического доломита из отхй до» киннедробденин на Мелохонеком карьере Иладимирской области. Данная схема Ыгаируетсн на использовании отечественного оЬору доп.шин . Предложен технологически» регламент

Разработаны технологии и технологические регламенты произ-водстна оьлицовочпых материалов , износостойких и иекробезовас них'магёриалор 'для полой, дровесноетрухечпих плит и <>руса на ос мопс магпозиальвих вяхущих из доломита ,

Апробации работы. Оеношпл: ■ чоложс.тш и м.зультати раьоты долохени м получили одобрение на ¡¡серосеийской конференции " Утилизации отходов » производстве строительных материалов" ( Ценза , liiiJÏ i'. )ХП и XIII Международных конференциях "l'ecyp-сосбор'мчиищие технологии строительных материалов,изделий и кон струкций " ( Белгород , liW.i , 1!IU¡> гг.) , Ьсероссийской конференции " '«HiMKTHiiiiue технологии гилакатных мачч.риалоп'Ч Самара, 1Í)U;> г.), пеероогийеком (.ча.ещании ■' 11;>ука и технодкл'ии силикатных материалов в современных условиях рыночной зкономики " ( Horum , Uüi.'j г.) , научно технических конференциях препода

ч

пателей и сотрудников ИГХТЛ (Ии.нтпо, Н!Г);;- 1!)!!.') гг.)

ПувЛНК.-ЩКИ . 1и> ТСМО ДИОС'ЧтЩИИ Г.-пуОЛИКОГМНО I СТаТЫ! II .') го ■ ПИСОИ ЛОКЛ.ЗДОВ ,ПОЛУЧе;Ю реШеНИО I) |1»Л"1ЧГ! ПатСНТа на изобретение.

Структура и рОч.пм диссертации. Дигсартационная работ ) состоит ИЗ ВВОДеИИН , аНаЛИТИЧОСКОГО ОбЗОра . пяти глин, выводов, списка литературы , включающего 1 1С наименование. Работа изло «сна на 102 страницах машинописного текста, пключает 21 рисунок и 30 таблиц

содержании гльоти

1.Состоянии вопроса и обоснование цели исследования. Анализ .литературных и патентных источников иск,-пал , что одним из перспективных направлений раапитин технологий низко-обжицовых вяжущих нвлпотся производство магнезиальных ищущих Работами В.И.Ведя > Л-Я Найвада показана целесообразность использования доломитов в производство магнезиальных вяжущих.

1! норной главе рассмотрены особенности свойств магнезиаль-Ш1х цементов , от'личие и. преимущества их по сравнению с портландцементом и другими видаки вяжущих . Изложены основные характеристики и требования к сырью дли производства магнезиаль пых вяжущих.

Приведено описание технологии производства каустического магнезита. Подробно рассмотрены физико-химические основ« разложения доломита и теории, объясняющие лроцсссм происходящие при его нагревании , л также основы и химиям твердения магнезиальных вяжущих

Отмечены основные строительно технические свойства магпози ■альинх пнжущих и материалов на их основе. Приволоки уже изве.с-тные способы, повышения некоторых строительно- технических свойств цемента (,'ореля за счет вкедснип различного вида доба-,вок. рассмотрены вопросы применения магнезиальных вяжущих.

обоснована постановка задачи данного исследования-.разработка состава и основ технологии получения водостойкого магнезиального вяжущего на основе доломит».?.. Объекты й методы исследования В работе использовали доломит Нелеховкего месторождения Пла димипской области с содержанием оксида магния НдО 1(> 7.3 X.

При исследовании '.'троителыю-технических свойств материалов в качестве жидкости з.зтио(и:1!ия применили раствор \лорида магнии

ПЛОТНОСТЬЮ ] ,'Л: Г/СМ1. i Комплектуй |ри:н1ло химический анализ ■ пронодили методами:

качественного рон'ггет/фа.чоми'о анализа на ронтгетником дифрактометре Д1'0|1 с медным анодом, скорость нращенин ое,|.-гща •1 град/минуту,нанршеиио на аноде '10 кВ, ток ?.1).мА. Идентификацию соединений. осущеетплили по таблицам Aii'I'M

- дифференциально-термического анализа ■ - на дорииатографс 1Ь(Ш , фирмы I'AUI.IK- YKDKI. Скорость подъема температур Ь град/мин., инертно« нещоетно - оксид алюминии, нос образца 400 ж* , чупстнипимюсть ДТА 1/!>,Л7Г 1/!>,'1'Г ХШ) Mi

- 'химического анализа - титрованием Компдексоном III по из-нестной методике:.

, Помол оьоиешюги доломита осущестнлнли н шаропой мельники уралитоними шарами.

Определение уделыюй поиорхноети порошка проиодили на приборе АД11-1Л М, методом воздухопроницаемости '.

Исследование прочности на изгиб и сжатие пополнили но стан • дартной методик«; согласно 1'оСТ .110.-101. Для их целей исполь зоналн машину - It - tJ& и пресс U i> .

Определение нормальной густоты и сроков схватывании прово дили согласно I'OCT 'Jill. ¿71! .

обработку зкеиериментальных данных цели согласно правилам обработки rpymiouJx раппоточних и совокупности измерений по мо-тоду доверительных интервалов.

3. Получение магнезиального вянущего из . доломита МсЛенОРСКОГО мосторолдении ii третьей главе рассмотрен процесс термического разложении доломита и an liHOKKvji.-Tt or о свойств or температура обжига

Процесс декарбонизации доломита молот проходить но следующим схемам : 1.Си<:(Ъ;*Н«С(ь~'СаС0.1 -t НцС»., ;

2.СЯС0«*Н>!С0. -r-ИйО t ClU ♦ СиС(Ъ, ; a ,еа<:о»*к?,аь --'И(Ш i c;n0 t'zm^

Проведенный и р,1»ют<; термодипакичеенни анализ показал ., что все нышеприподемиио реакции эндотермические и идут пни нагревп нни доломита н следующем гюрндхо:

• С'ьНйССО; ).J 7- ОиС.Ч)>. t Hi't.'U- i- Hijil»CuCO i t^CCio J- H«Q 1 CnOi Cf)^ . Разложение; каре, лмтов происходит1 по следующей схеме , енпчплл лронехолит дис(.'()ци«ции ка|»>онптл магнии и затем,

при температуре выше ПСЮ'ч: , начинается разложение карбона га кальция.

Известно,что разложение доломита происходит в интервале тен-ператур 700-900°С . Однако для каждого конкретного доломита су Чествует своя определенная температура разложения. Связано ото с тем, что доломиты различных месторождений имеют отличающиеся друг от друга,как по количеству, так и но разнообразию примеси. Кроме того доломиты имеют различное соотношение карбонатов каль ция и магния . Для установлении температуры обжига и исследования процесса термической диссоциации доломита Мелеховского месторождения был проведен комплексный физико-химический апалюиз.

На. дериватограммо исходного доломита ( рис.1 ) присутствуют дпа эндотермических эффекта:первый и интервале температур 720-780°С, с максимумом 7Ь0°С,и второй: в интервале температур 700 - 860сС,с максимумом Я20°СЛ1ервий э^ект соответствует диссоциации карбоната магния , а второй- карбоната кальции .

■700 ООО Для выявления оптимальной

температуры разложЬния и характера термических прев ращений , проводили обжиг доломита п интервале температур 700-000 °С и подвергали рентгеноструктур-ному анализу.

Анализ показал , что в состав необожженного доломита кроме основного мине Рис.1 Дерипатограмма доломита рала СпНЖСО,^ , входит и кремнезем 510?(рис.2) , линии которого прослеживаются на всех рентгенограммах.Очень сильные и сильные линии доломита ., ни перекрытие линиями других минералов , исчезают па рентгенограмме доломита обожженного при тонпературе 700"С , что говорит о полном его разложении.Кроме того при данной температуре на рентгенограмме отсутствуют линии интерференции карбоната магния.Это объясняется том , что доломит разлагается-на И^О , СпСО и С0^ Линии оксида магния , как очень сильные , так и слабые прослеживаются на всех рентгенограммах продуктов обжига, что говорит о том , что диссоциация карбоната магния начинается уже при

температуре 7Ü01"''"

i..

JNÍ fj ■ч

•0 О VJ i S 'J) О

? £ л» <

G ú Ü 1

11 1 III

С

С 2

«о OS

il lu

о p ^ «il

fi -î®

с;

hl 1

Cd

fr

л S « г 3 C9. ^sP

3..

11_Il

-Lu

^ I

In II

4..

«O fy

GO

« о

.4 -

Kj

Jul

i'Ht:. 2 рентгенограммы доломи та : 1. необожженного ;

2.обожженного при Т 7()Ü°C ; U.обожженного при T 7.4!) °C ;

4 . обожженного при 'J' - '/i;()°C .

Известно , что наличии и каустическом доломите оксида кальция отрицательно сиазшыетеи на строительно технических свойствах материала.Поэтому предеганжмет сущисгиишшй интерес записи -мреть химического состава оьожжчиного доломит i'T температуры термообработки (таб. ]).

Таблица 1

. Содержание СаО и W¡;0 it обожженном Материале

температура Обжига,"С

700 • 'Г.: 0 71U 7 50 7В0 770 7 НО

Содержание осипших оксидов,масс. X

СМ

0,:i Ü.-J Ü. '.) 1. 0 2.0 4. J

ь. з

H/î()

У. !) 11.7 IB. 3 líl.í) 211 Ü 21-3 i. 4

Таким образом , увеличение содержании оксида магнии » материал) происходит до гемператури обжига 71Ц)°С и при попишении темпер.iTypu оно остается постоянным . "Содержание оксида кальции до ¡емпер'Ггури оожиг'н 7.'i()ut: m. нреиишант 1 X . идп.шп.

I

ухо при незначительном повышении температуры наблюдается резкое его увеличение*.

С целью иллюстрации вышесказанных полохений,исследовали за-висимостг. прочностных свойств материален па основ*; каустического доломита от температуры обжига . Дли зтого исходный доломит обжигали в интервале температур 700 ООО °С , подвергали помолу в шаровой мельнице до одинаковой тонкости помола .

При приготовлении образцов соотношении компонентов каустический доломит : хлорид магния : древесные опилки , оставляли постоянны«

Установили, что оптимальной температурой обжига каустического доломита , при которой образцы имеют наибольшую прочность, следует считать температуру 740-750( таб. 2 ). Это связано с тем , что появление в составе вяжущего оксида кальция более 1.0 X отрицательно сказывается на процессах твердении и на конечной прочности затвердевшего материала .

Таблица ?,

Зависимость прочности материала от температуры обжига

Температура Прочность при изгибе,МПа Прочность' при сжатии,НПа

обжига,°С 7 суток 28 суток 7 суток 20 суток

700 '! - У . 5 - . 25.(1 28.0

720 0.5 . 11.0 25.0 32.0

' 7-1CJ 10. 0 13.0 20,0 . 35.5

.750 11.0. 14 .5 ' 29. 5 38.5

7П0 0.0 10.5 27. 0 31.5

780 п. г !). 5 2 /. 0 29.5

Существенное влияние на прочностные свойства материала ока 'зывает тонкость помола пороикопой части сяхущего . Определили,

что изменение удельной поверхности порошка от ЗЬОО до 5000 снг/\ .ведет к значительному повышению прочностных свойств,а дальней все повышение тонкости помола практически не сказывается на прочности образцов. Таким образом , оптимальное значение удель ной поверхности порошка каустического доломита находится ii про делах 4500-5000 сч'/t .

Исходи из полученных результатов .можно считать оптимальной температурой обжига доломита Мелиховского месторождения 750 f 5ео..Получение такого температурного интервала в промыт ленных печах яэляегсл довольно трудной задачей . С целью его

и

расширении и улучшении строительно технических снойсти млтериа-лоб на основе таких ищущих использовали структурно-химическое модифицироллше доломит/

4. С'тру ктурно• химическое модифицирование

магнезиального инхущего на основе доломита. Четвертаи глава посвящена изучении влиннии добавок некото-рих солей металлов на процесс диссоциации доломита и на строи • тельно-технические еьойстьа материала на ого основе . С :>той целыо.соли вводили н доломит перед обжигом в количестве Ь нассХ. Далее, после сушки I» естественных условииX , проводили дери на -Toiрафичеекий анализ неооижженного доломита и химический анализ полученного продукта обжига.

Анализируй дориватограммы доломита с добавками солей различных неталлои нашли , что ни одна из доНавок по изменяет темпе ратуры разложении карбонатов магнии и кальции по сравнению с исходным доломитом

б'олн , содержащие ukiottu Я, C>0¿ , Stii совершенно не. нлииют на кинетику диссоциации Доломит а. Хлориды мет аллов ускоряют процесс декарбонизации , что характоризуетеи на дериватограммах увеличением глубины пика при нензменнон его ширине . Наиболее эффективное действие на механизм термического разложении доломита оказывают фосфаты металлон , особенно алюминии и магния . U присутствии их,на дериватограмнал материала,эндотермические эффекты ЯЛ -лиютен более виражепыми , имчетсн более.четкая' граница раздела диссоциации карбонатов магнии и кальции. Такое изменение кинеги ки термического разложении доломита , связано, вероятно с тем, что гнюдёнио фосфатов металлон оказывает минерализующее дейстннв упеличипаи количество "активных центров " в поверхностном слое обжигаемой частицы доломита

Следонаао ожидать , что ньедемие фосфатов перед обжигом положительно скажется и на содержании оксидов магния и кальции и каустическом доломите1 . Подтверждением зюну ивДяютси данные химического анализа ( табл. а ).

С целы» исследовании ндиинии добавок ьа ¿.троителыю-технические свойства материала , обожженный при температуре 7!>U°C исходный доломит с добавками солеи металлов , был подвергнут помолу до удельной поверхности ■! 'АН) см-/г . Изготовление и испытание образцов осуществляли по ыаиеприведенной методике соглас-

по ГОСТа 310.4-в!

Таблица 3

Химический анализ доломита с добавками

вид добавки содержание , масс. X вид добавки содержание .масс. Z

НцО СнО НцП СиО

без добавки 10.0 2.0 Kiijl'Ot 19.5 2.0

KjPOv 19.0 2.0 с-Х,Ц'о, )г 19.5 2.0

Hfljd'Pi )г 20.0 1.0 I! 11.(ГО, )г 20.0 1.0

С rl'O* 20.0 .1.0 Им ,(!>()« ь 20.0 1.0

Fot'O* 10. !> 1 .0 А И'О 20.5 0.5

Нашли, что наибольшее положительное влияние как на прочность при изгибе й сжатии , так и на водостойкость оказали фосфаты алюминии и магнии .

Проведение исследования зависимости строительно-технических свойств разработанного магнезиального нижущего от количества вне данного фосфата алюминии показали , что оптимальной Величеной ни лнется 4-10 2 от насей доломита ( таб. 4 ).

Таблица 4

Свойства материала на основе доломита с добавкой АНЧ)^

количество добавки ' прочность на воздухе, Ш1л прочность в иоде.мНа

при сжатии ври изгибе при сжатии при изгибе

Л :ш.о 13.0 6.U 2.0

о • 30. 5 13.5 3.0 4. Г)

8 30.0 13.5 10 Л) 4.0

10 35.0 12.U 9.0 3.5

12 ;!!). 5 0.5 3.0 1.0

Введение большего количества добаики отрицательно сказывается на прочностных свойствах материала, так как нарушаются условии структурообр'азования при твердении нижущего

Определенный научный и практический интерес предстовлнет влияние соотношения к Л1г0з в фосфата алюминия на строительно-технические свойства материала на основе каустического доломита. Дли изучения этого вопроса использовали трехзамещенный фосфат, одно- и диухзамещеннш: кислые фосфаты алюминия и алвмофосфатную связку , представляющую собой смесь кислых фосфатов , с соотношением оксида алюминия и фосфорного ангидрита 1:5. Наибольшее положительное влияние, особенно на водостойкость, оказывает введение алюмофосфатной спички ( rut,. 5 ).

Hl

Таблица 5

Илияпие состава фосфата алюминия на прочность при сжатии

состав прочность при сжатии,МПа прочность при сжатии,МПа

добавки воздушные условия водные условия

7 суток 20 суток 7 суток 28 суток

Л 1(4),; 20. Ь У6. :> 20.0 12.0

Aljdli'O* )5 28.0 3G.0 ?.(1.0 И.Ь

Л1(М2Р0* )ь 28. 0 3G.0 20.0 12.0

ЛФС 2В. Ь HG. 5 • 2-1.5 17.0

Однако ввиду высокой кислотности йодного раствора зтой свяэ-ки( till-!-О-1 .2 ) идет сильно»; взаимодействие его с доломитом При пропитывании . Образующиеся в результате реакции фосфаты снижают эффект действия фосфата алюминии. С полью умепьисния реакционной, способности , нейтрализовали алюмофосфатну» связку ( ЛФС ) путем введения и яее оксида магнии.Полученным раствором кислых фосфатов алюминии и магнии (МЛФС, магний-алюмофосфлтная связка) пропитывали доломит , обжигали при температуре 750 °С и послс помола исслодо вали свойства матриалл на его основе ( та'5. В ).

Таблица 6

Строительно-технические свойства каустического доломита с добавками

добавка прочность при изгибе, МПа прочность при сжатии , МПа'

7 суток 20 суток G мое. 7 суток 28 суток G мое .

ЛФС МЛФС ЛФС млфс nps 9.5 9.5 iipi 7.5 8.5 ВОЗДУПН1 13.8 13.5 подин* : 4.0 6.5 JX услови 14 .5 15.5 словйях 3.5 G.0 ях твердо 28.5 29.0 твердения 24.5 26 .5 шя 36.5 3G.5 ' 17.0 22'. 0 40.0 41 .0. 14.5 20.5

Соотношение оксида алюминия , оксида магния и фосфорной кислоты 1:2:0.

Характерно , что обработка Доломита раствором кислых фосфатов магния ч алюминия несколько повышает водостойкость материалов на основе таких вяяу^их, и практически по отражается на прочностных свойствах композиций,, твердеющих в воздушно сухих условиях.. Козф фицпент водостойкости материала полученного из пропитанного доло мита ( таг-. ,7 ) п несколько ргз выше, чем у доломита без добавки. Нричр.м . наибольший коэффициент аодосгойкости доломит ирОпи

тапный магний - нлюмофосфа.тмой связкой

Таблица У Коэффициенты водостойкости доломита

1>ид добавки коэффициент водостойкости прочность при сжатии,НИЛ

твердении па воздухе твердение в воде

без добавки а - 0 . 15 , 20.0 5.0

Л11'Ч4 - о./о-о./з 20.0 10.5

АФС 0.01-0.04. 20.5 23.0

МЛФС 0.0/-0.fi!) - 2'У.О 25.5

Л синаи с том , Что добавка фосфатов алюминия и магнии нлин ет не только на кинетику диссоциации доломита, но и на строитель-но-техничсскис свойства материалов на его основе представляло определенный интерес; исследовать , как способ введения добавок отражается на этих свойствах ( таб. I) ).

Таблица В

Влияние вида добавки на прочность при сжатии .

вид способ прочность при сжатии , Ш1.1

добавки введения Воздушны«! условия водимо условии

7 суток 21) суток У суток 20 суток

А 1Р04 перед обжигом 26.0 30.0 20.0 12.0

АФС перед обжигом • 2М.6 30.5 23.6 113.0

нл-к; ■ перед обжигом 21). 0 30. Ь 20.5 22.0

А1Г'04 врй помол»! , 2«.Ь 30.0 10.5 11.5

А«: в раствор 21.5 М.5 -

МЛ'К,- в р н.-твор И¡'.'.'1.. 2 . 5 20.5 -

' Судн по приведенным нише результатам эксперимента , только введение добавки, в доломит -перед обжигом позволяет получить существенный положительный :>Ф<{'ект. Таким образом , нроннлиется комплексное влияние ФосФатон алюминии и магния как на стадии обяига, так и на стадии твердения и формирования свойств.материала.

Ь. Технология производства каустического доломита.

Проведенные исследовании , позвоаилн разработать технологии производства водостойкого магнезиального вяжущего на основе доло мита Мелоховекого месторождения Цладимирелой области.

Процесс производства протекает следующим образомСрис.3>: Доломит , иплиодийся отходом производства дорожного д)иб1ш на Мел«хонсхом карьере, подают па грохочение,откуда матери,>г ,с рп-

мером частиц 3 7 мм. поступает в расходный бункер , оборудований «ситочным носовым питателем

Полный раствор кислих фосфатов магния и алюминия готовят в подогреваемом реакторе , имеющем мешалку . В подогретую фосфорную кислоту с плотностью 1.50 г/см1,ври постоянном перемешивании вводят необходимое количество гидрооксида алюминии и оксида магнии . Далее; полученную магний плюмофосфатвую связку разбавляют водой до получения 7-И) раствора. Из реактора Готовый раствор перекачивают центробежным насосом в накопительную емкость .

Из расходного бункера доломитовый щебень подают в лопастной смеситель,снабженный форсунками для распыления смоси кислых фос фатов магния и алюминия. Пропитанный доломит через промежуточный бункер .подают в печь кипящего слоя. После обжига охлажденный материал направляют п лароиуп мельницу для помола до удельной повер хности 4500-5000 см?/1'. Из мельницы материал пневмотранспортом полается в силоса на хранение и отгрузку .

На разработанную схему составлен технологический регламент.

">. Материалы на основ«; каустического доломита В последней глав«; диссертации рассмотрена возможность использовании полученного каустического доломита для производства .широкой гаммы строительных материалов различного назначения

6.1 Конструкционная ДСП и брус дли малоэтажного строительства. Одним из наиболее интересных экологически чистых строительных материалов , являются вышеназванные материалы,которые до сих пор производились только на основе каустического магнезита.Была предпринята попытка использования для их изготовления разработанное вяжущее . С этой целью ; по технологии , близкой к технологии производства древесло-сгрухечннх плиг на основе фенолформальдегидных смол были изготовлены образцы и исследовали загнсимость их свойств от времени и давления прессования

Таблица 9

Зависимость прочности материала от давления прессования

Давление прессования КПа Прочность при изгибе, ШГа

7 суток 20 суток

1.2 2.0 3.5

1.7 3.0 4.0

2.3 2.0 3.0

Примечание. Время иыдиржки ПО мин. Томпорлчура формы 70-75°С.

о t-

ч . :

pi •

i-i

CS • -

:: n

O I-Í X

О (Г,

t- *

■1> о

.1 I f f-t

л

Í-"- ¡O h I о

»t.: Ci"'.

СП -О

• í ;

. i с)

1*4 M ' н.

о о

г: ci Г";

• > Г-

СО 1И

о

о г ■)

и

Нашли, что максимальную прочность материала при одной и тойжо выдержки можно получить при давлении 1.7 МПа (таб. 9).Дальнейшее повышение давления водет к снижению прочности исследуемого материала. Ото связано с тем, что происходит последующее упругое расширение заполнителя после снятия нагрузки, так Как за данное время материал но успевает приобрести достаточную первоначальную прочность.Для компенсации деструктурирущого влияния упругого расширения заполнителя после снятия давления,следует увеличить Ьремя выдержки материала под нагрузкой. Проведенные исследования подтвердили это положение (. таб. 10 ).

Таблица 10

Зависимость прочности от примени прессовании

Нрпмя прессования ,мин Прочность при изгибе, МПа

7 суток 2Í) суток

ВО 1.0 2.7

ПО 2.7 4.2

120 2.7 4 .:)

Примечание .Давление прессования 1.7 МПа. Температура формы 70-7Г)°С С увеличением времени прессования прочность материала возрастп ог, в начальный перид резко,а затем медленно. Продолжительность вы держки свыше НО минут практически не ведет к увечличопию прочности

Таким образом,увеличение времени прессования более 00 Мин. не приводит к повышению прочности.Это связано с тем,что за это время магнезиальное вяжущее схватилось и приобрело прочность .

По ШШНДрев ('г.Палпбапово ) оыли проведены испытания получен ного магнезиального вяжущего на основе каустического' доломита. Данное ПНИИДреиом заключение , подтверждает возможность использо пания полученного вяжущего для изготовления конструкционных ДСП Разработан технологический регламент.

Проведенные исследования показали, возможность использования разработанного вяжущего для изготовления строительного бруса па основе древесных заполнителей . Ла технологию его получения раз работав технологический регламент

6.2 Облицоначные материала и материалы для полон . Изучена возможность использования каустического доломита дли изготовлении облицовочных плиток. Применение различных красите лен дает возможность получить нрочшдй, Негорючий, экологически чистый материал широкой гюлитри расцветок по простои и ноэнерго

емкой технологии. Разработан технологический регланент

Иеренекти иной представляется возможность исноль'.юпшшя раз работанного нижущего дли изготовлении плиток дли иола , беешов пых заливных полов , подготовки под линолеум . Обладав высокой ирочност1 ■*•> и низкой теплопроводностью;ати материалы имеют низ кую истираемость.

Пронедепние исследовании показали , чтс материал на основе каустического доломита имеет истираемость 11.18 11.М г/сн2 , а на основе каустического магнезита 0.71 H.VÍi v/сн2-. Связано ото iiepoii'riio с тем , что образцы на основе каустического доломита имеют болoí: низкий коэффициент внешнего трении :т счет нриеут-стаии п материале неразложившегося карбоната кальция.На произ-нодстло таких материалов разработан технологический регламент В1ШОДИ-.

1.11а основании комплексного физико-химического анализа исходного сырья найдены онтинальние условия нрлучении магнезиального вяжущего на основе доломита Мелиховского месторождения. Опреде лоно,что оптимальной температурой обжига доломита,при которой скорость термической диссоциации и содержание оксида магния максимальные , инлпотсп температура V.'il) ¡.Ь°0 .

2.Исследованы строительно технические свойства материала на ос ноне каустического доломита и изучены факторы на них влияющие . Установлено,что максимальную прочность ( до 10 МИа при сжатии. Hi Hila ti i > II изгибе )имеют образцы изготонленные из обожженного при температуре у;,о Я; доломита с удельной поперхпорстьй порошка 4МК1-М100 смг/г.

3.Исследовано влияние добавок различвых солей на кинетику тер мической диссоциации доломита - Установлено , что наиболее зффек тикно на скорость разложения действуют фосфаты алюминии и магния .

4.Впервые показано , что строительно-технические свойства материалов па основе каустического доломита во многом зависят от вида

и способа вьодении добавок. Ннеденние о ниде йодного раствора перед обжигом сноси кислых фосфатов алюминия и магнии позполяет без изме нения прочности при воздушном твердении повысить водостойкость материала па оспоне доломита до О.Я.

Г).Изучено влияние уплотняющих добавок па строительно технические свойства материалл и найдено', что возможно пнедение и каустический доломит до I0X ДчС.пнж ( песка, золи ТГЩ, трепела и др.)без ¡па

и-

чигелыюго изменения строительно-технических свойств материала . 0.Разработана принципиальная технологическая схема получения водостойкого магнезиольного вяжущего из доломитовых отходов кзкно-дроблепия Мелехопского карьероуправления и предложен технологический регламент который опробирован в ТОО "ЗПИ" г.Нелехово. V Показана возможность изготовления конструкционных ДСП и бруса по ТУ 073043-5 88 на основе полученного вяжущего. Изучены технологические факторы влияющие на их строительно-технические свойства. Предложен технологический регламент щюизйодстна таких материалов

0.Разработана технология изготовления экологически чистых и пожаробезопасных облицовачных материалов и износостойких материалов дли полов.

Основной материал диссертации изложен в следующих публикациях:

1.П.Г.Комлев,Л.К.Иванов,И.Д.Куркина.разработка магнезиального вяжущего на оснопе доломита, мелехопского месторождения./Утилизация отходов п производстве строительных материалов. Тезисы докладов: Пенза,1092 г.,

2. В.Г.Комлев,А.К.Иванов.Магнезиальное вяжущее на основе доломита Мелехопского месторождения. / Ресурсосберегающие технологии строительных материалов , изделий и конструкций.Тезисы докладов: Белгород,1993 г.,с 53-54

3. В.Г.Комлев,А.Е.Иванов.Физико-химические основы получения .маг незиального вяжущего на основе доломита Мелехопского месторождения / Охрана окруждающей среды и ресурсосбережения: Иехвуз.сб. науч.тр./СПбГУТД.-СПб.1995 г. с.125-131

4. В.Г.Комлев,А.Е.Иванов.Получение качественного магнезиального вяжущего на основе доломитового щебня Мелеховкого носторождения. Технологии силикатных материалов.Тезисы докладов:Самара,1ЯЯ5•г.,

5. В.Г.Комлев,Л.Е.Иванов.Получение качественного магнезиального вяжущего на основе отсевов доломитового щебня Мелеховского месторождения ./Ресурсосберегающие технологии строительных материалов, изделий и конструкций.Тезисы докладов:Белгород,1995 г.,

С. В.Г.Комлев,Д.В.Иванов. Структурно-химическое модифицирование магнезиальных Чзяжущих на основе доломита./Наука и технологии сй-лт: 1ТПых материалов в современных рыночных условиях.Тезисы докладов :Носкпа,1395 г.,

7. Решение о выдаче патента на изобретение N243.-73-01 от 4 январи 10!Ш г,Сырьевая смесь ,длн получения строительных материалов./ л'-мюр В Г , Иванов Л. Г,. , Куркинл И .Д.