автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Разработка строительных материалов на основе отходов асбестоцементного производства

На правах рукописи

Яс

КУЛИГИНА ТАМАРА НИКОЛАЕВНА'

РАЗРАБОТКА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ АСБЕСТОЦЕМЕНТНОГО ПРОИЗВОДСТВА

05.23.05. - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Иваново - 2007

003068255

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Ивановский государственный архитектурно-строительный университет» на кафедре «Производство строительных материалов»

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Гуюмджян П.П.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор кандидат технических наук, доцент

Христофоров А.И. Серегин Г.В.

Ведущая организация: Ярославский государственный технический университет

Защита диссертации состоится « 17» мая 2007 года в 13 часов на заседании диссертационного совета Д212.060.01 при ГОУ ВПО «Ивановский государственный архитектурно-строительный университет» по адресу: г. Иваново, ул. 8 Марта, 20.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Ивановский государственный архитектурно-строительный университет».

Автореферат разослан « 10 » апреля 2007 г.

Учёный секретарь диссертационного совета /у*,7/ Ветренко 'Г.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Многолетними исследованиями установлено, что большая часть образующихся промышленных отходов по своему минералогическому и химическому составу ни чугь не уступают добываемому из недр земли сырью. Многие отходы являются незаменимыми сырьевыми компонентами в составах для получения строительных материалов высокого качества. К тому же, произведенные технико-экономические расчеты позволяют судить об экономической целесообразности производства строительных материалов именно из отходов различных отраслей промышленности. С учетом этого актуальна разработка и внедрение в производство строительных материалов прогрессивных эпергоресурсосберегающих технологий.

Существенно расширить сырьевую базу производства строительных материалов и изделий позволяет широкое вовлечение в производственный процесс образующиеся промышленные отходы. Кроме того, использование отходов различных отраслей народного хозяйства для получения строительных материалов способствует решению проблемы загрязнения окружающей среды, а так же, что немаловажно, позволяет высвободить огромные площади полезной земли, занятые этими отходами.

Решение проблемы расширения сырьевой базы производства низкомарочных вяжущих можно осуществить путем вовлечения в технологический процесс некондиционных цементосодержащих материалов и отходов. В том числе таких материалов, какими являются отходы асбсстоцемеитной промышленности.

В настоящее время асбестоцементные отходы практически пе используются в производстве строительных материалов, а ведь для производства асбе-стоцемеитных изделий используются такие ценные материалы, как асбест и цемент высоких марок. На предприятиях асбестоцемснтной промышленности ежегодно образуется огромное количество асбестоцементных отходов, которые вывозятся с предприятий в специальные хранилища.

Учитывая вышесказанное, является актуальной тема разработки техполо-

I

гии утилизации асбестоцементпых отходов путем получения на их основе строительных материалов и изделий широкого спектра назначения.

Работа выполнена в соответствии с планом приоритетных направлений развития пауки и техники Правительством Российской Федерации №2727/ П-П8 от 21.07.1996 раздел «Технология реабилитации окружающей среды от техногенных воздействий».

Целыо работы является исследование свойств, разработка состава и технологии получения вяжущего из сухих и влажных отходов асбестоцементной промышленности для производства па их основе строительных материалов.

Основные задачи:

• разработка состава вяжущего на основе отходов асбестоцементной промышленности для производства строительных материалов на его основе;

• исследование связи между составом и свойствами строительных материалов па основе асбестоцементпых отходов с использованием аппарата математического моделирования;

разработка технологии с подбором оборудования для утилизации сухих и влажных асбестоцементпых отходов с целыо производства па их основе строительных материалов и изделий с заданными свойствами.

Научная новизна * ^ обоснована целесообразность утилизации сухих и влажных асбестоцементпых отходов для получения на их основе строительных материалов и изделий;

^ обоснована, с экономической и технологической точек зрения, целесообразность получения асбестоцемептного вяжущего путем механической активации отходов в измельчителях ударного действия; ^ разработан оптимальный состав асбестоцемептного вяжущего с использованием аппарата математического моделирования и планирования экспериментов;

^ найдены зависимости между физико-механическими и эксплуатационными свойствами материала и составом, а гак же установлена зависимость

физико-механических свойств асбестоцементного вяжущего от способа обработки;

✓ установлен оптимальный режим обработки асбестоцементаых отходов и научно обоснована целесообразность совместной обработки компонентов вяжущего.

Практическая нснпосп. состоит в:

> разработке технологии утилизации асбестоцементных отходов для использования их в производстве строительных материалов и изделий;

> подборе необходимого технологического оборудования, включая внедрение в производство высокоскоростного измельчителя-активатора;

> апробации на производстве полученных результатов исследований и их внедрение.

Апробация результатов: разработанная технология прошла онытно-проммшлениую апробацию на ООО «Ивсшшкат» г. Иваново.

Па защиту выносится:

•> теоретические предпосылки и результаты экспериментальных исследований возможности получения асбестоцементного вяжущего и изделий из него;

•1* зависимости физико-механичсских характеристик от состава смесей для изготовления асбестоцементного вяжущего и изделий из него;

•> математическую модель для оптимизации состава асбестоцементного вяжущего и смесей для изготовления на его основе изделий;

❖ практические рекомендации по расчету состава смеси для производства изделий на основе асбестоцементного вяжущего;

•> технологию изготовления материалов и изделий на основе асбестоцементных отходов;

❖ технико-экономическое основание предложенной технологии и результаты промышленной апробации;

практические рекомендации по выбору технологической

линии по производству изделий из асбестоцементных отходов.

i

Структура и оГи.Цм работы: Диссертациониая работа содержит введение, четыре главы, основные выводы и изложена на 155 страницах машинописного текста, включая 25 таблиц, 42 рисунков, библиографический список из 120 наименований и 3 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи, указана научная новизна, практическая ценность, изложены основные положения выносимые на защиту.

В первой главе представлена классификация промышленных отходов с учетом их использования для производства строительных материалов, рассмотренная с точки зрения отраслевого состава их образования. Отдельно рассмотрены причины образования асбестоиементных отходов, их состав, свойства, специфика и намечены пути и предпосылки для разработки технологии их утилизации.

Исходя из анализа литературных источников, поставлена цель работы, для решения которой сформулированы задачи исследований для разработки способа утилизации асбестоцементных отходов путем промышленного производства на их основе вяжущего и других строительных материалов.

Во второй главе приводится научное обоснование технологии получения асбестоцемептного вяжущего способом механической активации асбестоцементных отходов в мельницах ударно-отражательного действия. Рассматриваются различные способы повышения гидравлической активности вяжущего и увеличения его удельной поверхности с учетом технических, технологических и экономических показателей. Приводятся результаты экспериментальных исследований с описанием материалов и методики исследований.

При выборе наиболее эффективного способа обработки асбестоцементных отходов, с нелыо получения вяжущего, обладающего высокими прочностными характеристиками был произведен анализ влияния способа обработки (активации) материала па его качество.

Лабораторные исследования показали, что образцы, йзгОТовяенные из вяжущего путем измельчения асбестоцементных отходов в шаровой мельнице имеют ^=5,3 МП а. Невысокая прочность образцов объясняется Наличием большого количества гидрэгтмрованного цемента в вяжущем. Повышение прочностных характерист ик материала производилось по выбранным направлениям: термообработка; введение добавки; механическая активация; комплексная обработка.

Результаты термообработки показали, что обжиг асбестоцементных отходов при температуре 600 С приводит к повышению прочности образцов ло 7,4 М1 [а (рие. 1). Однако дальнейшее повышение температуры обжига приводит к снижении', прочности.

Это объясняется тем, что термообработка асбесгоцеменшых отходов при более высоких температурах приводит к снижению прочности волокон асбеста, которая не восстанавливается при г идратации вяжущего-

□ прочность обрззийв

400 600 700 900

1000

РксЛ - Результаты термообработки асбесто цементных отходов

Увеличение прочности носит незначительны^ характер, поэтому чакон способ повышении гидравлической активнощи нижущего можно считан, малоэффективным. Дальнейшие экс пери ментальные исследования производились в направлении увеличения прочностных показателей обожженных отходов путем введения добавки цемента и других о тходов промышленност и.

Результаты экспериментов по активнромшию обожженных асбсстоце-меитных отходов добавками цемента (до 10% по массе) и золы *ПХ - стеклобой (соответственно 25 и 5% по массе) показали, что прочность образцов растет пропорционально увеличению добавки цемента (рис.2). Однако, введение цемента в количестве более 10% по массе в состав вяжущего, как и выбор, более высокой сто марки, не целесообразны с экономической точки креним, гик как портландцемент будет являться дорогостоящим компонентом в составе такого вяжущего.

Введение н состав вяжущего добавки золы ТЭС и стеклобоя позволило увеличить прочность образцов до 21,7 МПа (рис, 3). Дмя исключения термообработки выбран способ Механической активации ас бесто цементных отходов в комплексе с другими отходами промышленности н мельнице ударно-отражательного типа.

2 л б а ю

Добз .^менги и 'о -[с маесг-

Рис. 2 - Введение добавки цемента

Гак, при совместной механической активации смеси отходов (71)% - необожженные АЦО и 30% - юла ТЭС » стеклобой) получили вяжущее, из которого были изготовлены образцы, прочность па сжатие которых достигала 26.5 МПа (рис. 3).

л

□ Необожженные отходы {1) И обожженные отходы (2)

□ Обожженные отходы с добавкой цемента 10% [3> 1 Ог;йжжсниью отходы с добавкой долы (4|

■ Необожженные АЦО+зола ТЭС (5)

Рис. 3 - Зависимость прочностных показателей вяжущег о от способа его активации

Результаты проведенных экспериментов подтвердили, что

1. Термообработка асбе стоне ментныХ отходов позволяет увеличить активность и прочностные характеристики вяжущего, однако требует дополнительных затрат энергии.

2. При введении добавки портландцемента в предварительно обожженные

асбестоцемента ые отходы увеличивается прочность вяжущего. I lo введение такой добавки в больших количествах нецелесообразно, так как портландцемент, являясь дорогостоящим компонентом. увеличит стоимость вяжущего.

3. Добавка золы ГЭС в обожженные отходы значительно увеличивает

активность и прочностные показатели вяжущего, тай как зола обладает химической активностью и улучшает микрогранулометрию вяжущего.

4. Обработка асбсетоцементных отходов способом механической активации

в ступенчато^ мельнице ударно-отражательного тина дает возможность получения высокоактивного вяжущего, исключая затраты энергии па термообработку и удорожание себестоимости вяжущего из-за введения

дорогостоящих компонентов. Здесь наряду с измельчением можно осуществить процесс высокоскоростного смешения с получением на выходе высокогомогенизированной смеси однородной по составу.

Произведенный анализ способов повышения гидравлической активности и прочностных показателей строительных материалов па основе асбестоцементных отходов, а так же результаты теоретических исследований особенностей механической активации и экспериментов по оптимизации параметров измельчения в мельницах различного типа позволяют определить способ механической активации как наиболее эффективный для производства асбестоцементного вяжущего и строительных материалов на его основе, так как:

1. Механическая активация позволяет получить высокоактивное вяжущее с широко развитой удельной поверхностью и значительно интенсифицировать технологический процесс его получения;

2. Обработка асбестоцементных отходов способом механической активации при оптимальных параметрах измельчения приводит к росту энергии активации разрыва химических связей, разложению и синтезу веществ, ускорению химических реакций и к улучшению эксплуатационных свойств строительных материалов на основе асбестоцементных отходов;

3. При механической активации достигаются эффекты, свойственные процессам твердофазового синтеза, что следует отметить при возможности комплексной переработки асбестоцементных отходов и других отходов промышленности. Степень смешения при этом значительно выше, чем при простом измельчении;

4. Наиболее эффективно процесс механической активации реализуется в мельницах ударно-отражателыюго действия, так как при ударном диспергировании подводимая к материалу энергия расходуется на образование новой поверхности с нарушением кристаллической структуры вещества и повышением его активности;

5. Результаты эксперимента подтвердили эффективность способа ударного диспергирования асбестоцементных отходов для возможности производства вяжущего на их основе и позволили подобрать оптимальные параметры веде-

8

ния процесса обработки.

В третьей глапе приведено расчетио-экспериментальное проектирование состава асбестоцементного вяжущего и изделий из него. На основании научных предпосылок и исследований, изложенных в предыдущих главах, с применением метода статистического планирования экспериментов и регрессионного анализа экспериментальных данных произведена оптимизация состава вяжущего. Проектирование оптимального состава компонентов вяжущего осуществлялось на базе Б-оптимальных планов. В качестве объекта исследования были выбраны следующие составы: АЦО+зола ТЭС; АЦО+зола ТЭС+кварцевый песок; АЦО+зола ТЭС+стеклобой; АЦО+зола ТЭС+известняк (фр. менее 5 мм);

Экспериментальные исследования осуществлялись с использованием математического планирования и обработкой результатов по методу регрессионного анализа.

Эксперименты проводились па базе Э-оптимальных планов типа В„. К реализации принимались планы размерности п=2,3,4 с числом уровней, па которых варьируется каждый фактор равным трем (-1;0;+1). Общее число экспериментов составило 51.

На основании данных предварительного эксперимента оптимизацию состава вяжущего производили способом механической активации. Активация компонентов АЦВ производилась путем помола в мельнице ударно-отражательного действия. Из АЦВ были изготовлены образцы согласно ГОСТ 310.4-92, испытания которых производились по истечении 28-суточного срока выдержки их в воде при комнатной температуре. Образцы для испытаний готовились на основании планов.

Оптимизация варьируемых факторов заключалась в определении их областей изменения, обеспечивающих получение максимального значения выходов У(П.СЖ) или параметров оптимизации. Поэтому оптимизация проводилась путем поиска экстремумов, а математические модели представлен],I следующими зависимостями:

/•'(*,)=■ У,.

(О

Основной задачей обработки результатов являлось определение характера взаимодействия между независимыми факторами и выходными параметрами, то есть получение уравнений регрессии в виде полиномов.

Статистическая обработка данных осуществлялась по методу наименьших квадратов с помощью специального программного обеспечения.

Степень и направление влияния варьируемых факторов на результаты оценивались по абсолютной величине коэффициента, стоящего перед кодированным значением фактора и его знаку.

Образцы, изготовленные из асбестоцементиого вяжущего оптимального состава, имеют достаточно высокие показатели прочности при сжатии, однако прочность при изгибе остается довольно низкой (порядка 5-6,5 МПа). Для повышения показателей прочности при изгибе вяжущего в его состав планировалось ввести армирующую добавку волокнистого типа - отходы производства, мииераловатных плит, в количестве до 45% по объему. По нашему мнению такая волокнистая добавка обладает достаточно низкой гидрофобностыо, по сравнению с другими волокнистыми материалами.

Для определения оптимального содержания волокнистой добавки в составе вяжущего была запланирована серия экспериментов, результаты которых представлены на рис. 4. Результаты экспериментов показали, что введение волокнистой добавки в состав вяжущего оказывает существенное влияние па прочность при изгибе и объёмную массу изделий на его основе. С ростом процентного содержания волокнистых добавок в составе вяжущего его объёмная масса"снижается, в результате чего уменьшается теплопроводность материала. Наиболее оптимальным, по соотношению прочностных показателей при изгибе и сжатии является состав, содержащий 5% отходов производства минераловат-ных плит и 95% асбестоцементиого вяжущего.

i 17 11 Я S=

KoiNKrel fco kili.wphli: рсЛ аййаиаги,

Рис. 4 - Физико-механические характеристики армированного асбестоцементного вяжущего

Наиболее оптимальным, но соотношению прочностных показателей при изгибе и сжатии является состав, содержащий 5% отходов производства ми нерало ватных илит и 95% асбестоцементного вяжущего.

Из асбестоцементного вяжущего в соответствии с методикой рас чего и разработаны мелкозернистые формовочные смеси для получения строительных материалов методом полусухого прессования. Изготовлена опытная партия образцов и\ основные характеристики представлены в таблицах 1 и 2.

Результаты Э«спериЙЙЙтШ доказывают возможность получения из вяжу-шс1о на основе отходов асбеетоцементной промышленности строительных материалов и изделий широкого спектра назначения. Из асбестоцементного вяжущего можно изготавливать плотные мелкозернистые бетоны и мел ко штучные изделия с высокими прочностными и эксплуатационными показателями, а так же конструкционно-изоляционные бетоны автоклавного и неавтоклавпого твердения Прочностные показатели, а так же показатели морозостойкости, плотности и водОпоглощения материалов ни чуть не уступают аналогичным показателям материалов и изделий на традиционных видах вяжущих.

i i

Таблица 1. Результаты испытаний образцов мелкозернистого бетона.

Истинная плотность, г/см' Минимальное значение 1,780

5 Среднее значение 1,803

СЗ ш Средняя плотность, г/см Минимальное значение 1,520

О Среднее значение 1,585

1) а. Водопоглощение, % Минимальное значение 9,5

о Среднее значение 12,1

о Морозостойкость, циклов Минимальное значение 32

S' Среднее значение 35

Прочность при сжатии, МПа Минимальное значение 28,6

с Среднее значение 30,38

Прочность при изгибе, МПа Минимальное значение 9.6

Среднее значение 11,45

£ По основным показателям изделия отвечают требованиям ГОСТ 379-95. По средней плотности , изделия относятся к плотным марки М300. Марка изделий по морозостойкости - Г35.

§ э: Истинная плотность, г/см Минимальное значение 1,630

Среднее значение 1,668

аз Средняя плотность, г/см' Минимальное значение 1,516

2 о. Среднее значение 1,532

•е* Водопоглощение, % Минимальное значение 10,2

о Среднее значение 11,6

* Морозостойкость, циклов Минимальное значение 24

О) Среднее значение 26,4

ь Прочность при сжатии, МПа Минимальное значение 26,5

1=: с w Среднее значение 27,5

Прочность при изгибе, МПа Минимальное значение 7,6

R Среднее значение 8,64

« п По основным показателям изделия отвечают требованиям ГОСТ 379-95. По средней плотно-

сти изделия относятся к плотным марки М250. Марка изделий по морозостойкости - [ 25.

Таблица 2. Результаты испытаний образцов ячеистого бетона.

Бетон автоклавного твердения Средняя плотность, кг/г3 Минимальное значение 820

Среднее значение 856

Прочность при сжатии, МПа Минимальное значение 10,6

Среднее значение 10,7

Морозостойкость, циклов Минимальное значение 26

Среднее значение 29

По основным показателям изделия отвечают требованиям ГОСТ 25485-89. По средней плотности изделия относятся к конструкционно-теплоизоляционным марки D900 (BIO). Марка изделий по морозостойкости - F25.

о, су tH О Г, 0 й к 5 * 1 s S UC о £- О) Ш Средняя плотность, кг/м3 Минимальное значение 820

Среднее значение 856

Прочность при сжатии, МПа Минимальное значение 7,2

Среднее значение 7,82

Морозостойкость, циклов Минимальное значение 20

Среднее значение 22

По основным показателям изделия отвечают требованиям ГОСТ 25485-89. По средней плотности изделия относятся к конструкционно-теплоизоляционным марки 0900 (В7,5). Марка изделий по морозостойкости - Г20.

На основании вышеизложенного можно заключить, что вяжущее, изготовленное из активированных асбестоцементных отходов, золы ТЭС и волокнистой добавки пригодно для производства бетонов, которые могут быть использованы для строительства промышленных и гражданских зданий и сооружений.

В четвертой главе представлены основы технологии и дана оценка производства строительных материалов из отходов асбестоцементной промышленности. По результатам экспериментальных и теоретических исследований отраженных в работе разработана принципиальная технологическая схема производства асбестоцементного вяжущего и строительных материалов, которая может быть использована па предприятиях асбестоцементной промышленности как вспомогательное производство.

В настоящей технологии предполагается использование как традиционного, так и специального оборудования (Рис. 5).

Технологическая схема предусматривает:

1. Транспортировку материалов: зола ТЭС, стеклобой, известковые отходы, кварцевый песок доставляются железнодорожным и автотранспортом. Асбе-стоцементные отходы поступают на производство непосредственно из цехов комбината.

2. Хранение материалов: все материалы могут храниться на открытых площадках под навесами.

3. Подготовка компонентов: перед дозированием все компоненты предварительно просеиваются и, в случае необходимости, дробятся. При необходимости материалы просушиваются.

4. Дозирование всех компонентов осуществляется по массе и по объему.

5. Изготовление вяжущего осуществляется в ступенчатой мельнице ударно-отражательпого действия.

6. Вяжущее и мелкий заполнитель со складов подается в расходные бункера, и дозируются по массе.

7. Приготовление смеси осуществляется в стержневом смесителе, где

1.1

происходит гомогенизация массы.

8. Формование изделий происходит на прессах методом полусухого пресс-сования, а так же грануляцией и изготовление бетонов.

9. Сырец изделий загружается на вагонетки и поступает на тепловлажносг-ную обработку.

10. Готовые изделия поступают на склад.

Сухие сырьевые компоненты со складов подаются в расходные бункера, откуда поступают на предварительную обработку. Сухие АЦО, зола ТЭС, стеклобой и известковые отходы подвергаются рассеву на ситах с размером ячеек 10 мм. Надрешетный продукт подвергают дроблению в щековых дробилках и повторно рассеивают.

Кварцевый песок подается в сито-бурат, где его рассеивают на четыре фракции: 2,5-1,25; 1,25-0,63; 0,63-0,315; менее 0,315.

Влажные АЦО из расходной емкости насосом подаются в установку комбинированного типа, схема и принцип работы которой описаны в п. 4.2 диссертации. В этой установке производится мокрое диспергирование и активация суспензии с последующим разделением твердых частиц от жидкости. Установка комбинированного типа обеспечивает качественную очистку воды и получение на выходе высокодисперсной пасты влажностью 30%, которая с помощью шнеков подается в цех для изготовления изделий пластического формования. Предварительно подготовленные сухие компоненты дозируются по объему и подаются в ступенчатую мельницу ударно-отражательного принципа действия, где происходит диспергирование и механическая активация.

Готовый продукт из установки пневмотранспортом подается в силосы для хранения.

Асбестоцементное вяжущее отвечает требованиям ГОСТ, соответствует марке М250-300 и обладает высокой активностью. Вяжущее пригодно для изготовления штучных изделий из мелкозернистого бетона методом полусухого прессования, а так же эффективных строительных материалов - теплоизоляционных, конструкционно-теплоизоляционных и конструкционных легких и ячеистых бетонов.

Рис. 5 - Принципиальная технологическая схема производства асбесто-цементного вяжущего и изделий на его основе

Активированную пасту из влажных асбестоцементпых отходов можно применять для изготовления гранулированных заполнителей, а так же для изготовления штучных изделий пластического формования.

Способ производства штучных изделий из мелкозернистого бетона - по-

лусухое прессование с последующей их тепловлажностной либо автоклавной обработкой. По такому способу производят сырец изделия из рыхлой зернистой смеси, который затем подвергают тепловлажностной обработке или авгоклави-рованию. Для придания сырцу необходимых формы и размеров смесь засыпают в формовочные гнезда пресса и сжимают под некоторым усилием. При этом смесь определенного состава и влажности в замкнутом пространстве пресса подвергается всестороннему обжатию и уплотняется до определенных размеров.

Способ производства изделий на основе влажных АЦО - пластическое формование на вакуумных ленточных прессах с последующей тепловлажностной обработкой сырца.

1. Изготовление гранулированных материалов на основе влажных асбестоцементных отходов. Паста влажностью порядка 30% подверг ается грануляции на тарельчатом грануляторе в две стадии:

- изготовление ядра гранулы методом первичной грануляции;

- создание плотной оболочки вокруг ядра гранулы из асбестоцсментного вяжущего методом вторичной грануляции.

При такой технологии ядро гранулированного материала подастся на тарелку гранулятора с определенной влажностью. При вращении тарелки ядро уплотняется, а избыточная влага под действием центробежной силы вытесняется на его поверхность. Влажное ядро гранулы обволакивается асбестоцемент-ным вяжущим и увеличивается в размере и приобретает более плотную и прочную защитную оболочку. Готовый материал транспортируется для хранения на склад.

2. Изготовление изделий пластического формования. Влажную пасту из влажных асбестоцементных отходов шнеком подают в двухвальный смеситель, куда подается отдозированный кварцевый песок определенного гранулометрического состава. В смесителе происходит тщательное перемешивание компонентов, после чего формовочная масса транспортируется для прессования на ленточном вакуумном прессе полнотелых

и пустотелых изделий. Отформованные изделия в виде кирпичей и камней ук-

16

ладываются на поддоны и поступают в пропарочную камеру для последующей тепловлажностной обработки. После твердения в пропарочной камере готовые изделия поступают на склад готовой продукции для хранения.

3. Изготовление штучных изделий полусухого прессования асбестоце-ментное вяжущее и кварцевый песок определенной гранулометрии дозируются и подаются в смеситель, где происходит их тщательное перемешивание. После перемешивания сырьевая смесь подается в ячейки пресса, где происходит прессование изделий в виде кирпичей и камей. Отформованные изделия укладываются на поддоны и транспортируются в автоклав для последующего запаривания под давлением. После автоклавирования готовые изделия поступают на склад готовой продукции для храпения.

4. Производства тяжелых, легких и ячеистых бетонов и изделий из них приготавливается бетонная смесь по соответствующей типу бетона технологии на основе асбестоцементного вяжущего и мелкозернистого заполнителя — песка, а так же гранулированного материала, изготовленного из влажных АЦО. Приготовленную в бетоносмесителе смесь раскладывают в формы и подвергают автоклавной и неавтоклавной тепловлажностной обработке в зависимости от типа бетона.

Гранулированный пористый заполнитель на основе асбестоцемеитных отходов характеризуется насыпной плотностью 330-360 кг/м3, теплопроводностью 0,084 Вт/(м°С), прочностью при сжатии 1,94-2,06 МПа. Материм можно использовать в качестве засыпки, а так же для производства легких бетонов, которые могут использоваться в конструкциях двух- и трехслойных панелей.

Кирпич и камни пластического формования, изготовленные на основе активированных влажных АЦО, характеризуются средней плотностью 1520-1550 кг/м\ водопоглощепием 10-12%, прочностью при сжатии 25-27МПа, морозостойкостью 25 циклов. По основным показателям изделия отвечают требованиям ГОСТ 379-95 и относятся к плотным мари М250. Такие изделия в виде кирпича и камней могут быть использованы для кладки стен при строительстве зданий.

Кирпич и камни полусухого прессования, изготовленные на основе асбе-стоцементного вяжущего, характеризуются средней плотностью 1780-1800 кг/м5, водопоглошением 10-12%, прочностью при сжатии 30-32МГ1а, морозостойкостью 50 циклов. По основным показателям изделия отвечают требованиям ГОСТ 379-95 и относятся к плотным мари М300. Такие изделия в виде кирпича и камней могут быть использованы для кладки стен при строительстве зданий, а так же для кладки фундаментов. Из асбестоцементного вяжущего таким же способом можно изготавливать тротуарную плитку и другие подобные изделия с аналогичными характеристиками.

Легкие и ячеистые бетоны на основе асбестоцементного вяжущего отвечают требованиям ГОСТ 25485-89, по средней плотности соответствуют маркам Б600-1000, прочность при сжатии - 7-15 МПа, морозостойкость - 30 циклов. Такие бетоны могут быть использованы в многослойных конструкциях панелей для строительства зданий, в качестве теплоизоляционного слоя.

Тяжелые мелкозернистые бетоны на основе асбестоцементного вяжущего соответствуют по прочности маркам В30-35 и имеют широкий спектр использования для производства конструкций и строительства зданий и сооружений.

Использование в технологии специального оборудования (установки комбинированного типа и ступенчатой мельницы) и использования способа механической активации для изготовления вяжущего, позволяют интенсифицировать технологические процессы и снизить себестоимость готовой продукции за счет снижения затрат на предварительную термообработку (обжиг) Л'ГГО и снижения затрат энергии на диспергирование и активацию материала. Использование установки комбинированного типа позволяет совмещать в одном агрегате процессы диспергирования, активации и разделения при переработке влажных асбестоцементных отходов.

Разработанная технология позволяет утилизировать огромное количество, как сухих, так и влажных асбестоцементных отходов, значительно улучшить экологию местности, высвободить огромные площади земли, используемой для хранения этих отходов, для более рационального и полезного его использования. Кроме того, такого рода утилизация отходов асбестоцементных комбина-

18

тов позволяет предприятию исключить расходы от бесполезного использования асбеста и цемента высоких марок при образовании отходов, а так же исключить затраты на транспортирование и хранение образующихся отходов.

Утилизация сухих и влажных асбестонементных отходов в процессе изготовления строительных материалов и изделий на их основе, эффективна с технологической, экономической и экологической точек зрения, а так же с точки зрения решения вопроса энерго- и ресурсосбережения.

ОСНОВНЫЕ выводы

1. Произведен анализ способов повышения гидравлической активности и прочностных показателей строительных материалов на основе асбесгоцементпых отходов и доказана возможность их использования для производства строительных материалов на их основе.

2. Установлен оптимальный способ обработки асбестонементных отходов для повышения гидравлической активности вяжущего, а так же зависимость физико-механических свойств вяжущего от способа его обработки.

3. Установлен оптимальный режим обработки асбестонементных отходов и научно обоснована целесообразность совместной переработки компонентов вяжущего.

4. Обоснована, с экономической и технологической точек зрения, целесооб-. разность изготовления аебсстоцементного вяжущего путем механической активации асбестонементных отходов в высокоскоростных измельчителях ударного действия.

5. Установлен оптимальный состав асбестоцемеитного вяжущего путем математического моделирования экспериментов.

6. Разработаны практические рекомендации по расчету состава смеси для производства изделий на основе асбестоцемеитного вяжущего.

7. Найдены зависимости физико-механических и эксплуатационных свойств материала от его состава.

8. Спроектированы и исследованы составы для производства строительных материалов на основе асбестоцементных отходов и определены их основные свойства.

9. Разработана технология утилизации сухих и влажных отходов производства асбестоцементных изделий для производства вяжущего и строительных материалов на его основе.

10. Доказана возможность использования асбестоцементного вяжущего для производства на его основе строительных материалов широкого спектра назначения.

11. Подобрано необходимое технологическое оборудование, включая внедрение в производство специального оборудования.

12. Доказана экономическая эффективность от утилизации асбестоцементных отходов при производстве на их основе вяжущего и строительных материалов и изделий на его основе.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Кулигина Т.Н., Гуюмджян П.П. Повышение активности асбестоцементного вяжущего /Актуальные вопросы храмового строительства: Материалы науч. - практ. конф., Иваново, 30 сентября — 1 октября 2005 г./ Иван. гос. архит. - строит, акад.; Свято - Алексеевская Иваново - Вознесенская Православная Духовная семинария. - Иваново, 2005 9-12 с.

2. Кулигина Т.Н., Гуюмджян П.П. Повышение эффективности строительно-монтажных работ/ Актуальные вопросы храмового строительства: Материалы науч. - практ. конф., Иваново, 30 сентября - 1 октября 2005 г./ Иван. гос. архит. - строит, акад.; Свято - Алексеевская Иваново - Вознесенская Православная Духовная семинария. - Иваново, 2005 12-14 с.

3. Кулигина Т.Н., Гуюмджян П.П., Кашникова М.Л., Елин ДА. Оптимизация состава вяжущего на основе отходов асбестоцементной промышленности/

Актуальные вопросы храмового строительства: Материалы науч.-

20

практ. конф., Иваново, 30 сентября - 1 октября 2005 г. / Иван. гос. архит.-строит. акад.; Свято - Алексеевская Иваново - Вознесенская Православная Духовная семинария. - Иваново, 2005 14-16 с.

4. Кулигина Т.Н., Гуюмджян П.П., Роменская И.Т., Жбанова Е.В. Строительные материалы на основе отходов текстильной промышленности / Актуальные вопросы храмового строительства: Материалы науч,-практ. конф., Иваново, 30 сентября - 1 октября 2005 г. / Иван. гос. архит,-строит. акад.; Свято - Алексеевская Иваново - Вознесенская Православная Духовная семинария. - Иваново, 2005 16-18 с.

5. Кашникова М.Л., Кулигина Т.Н., Гуюмджян П.П. Моделирование и оптимизация состава строительного материала на основе асбестоцементных отходов / Информационная среда вуза: Материалы XII Междунар. науч.-техн. конф. / Иван. гос. архит.-строит. акад. - Иваново, 2005 621-622 с.

6. Гуюмджян П.П., Кашникова М.Л., Кулигина Т.Н. Использование отходов асбестоцементной промышленности. Иван, архит.-строит. универ. / ООО РИФ «Стройматериалы» жур. «Строительные материалы» № 9 Москва, 2006 20-21 с.

Подписано в печать 28.02.2007 г. Формат издания 60x84'/i6. Печ. л. 1,5. Усл. печ. л. 1,40. Тираж 90 экз. Заказ 281

Типография ГОУСПО Ивановского энергоколледжа, 153025, г. Иваново, ул. Ермака, 41. Тел.: 37-52-44, 32-50-89 E-mail: tipografiy@ivnet.ru. www.tipl.ru

Введение.

Глава 1. Использование отходов промышленности для производства строительных материалов.

1.1. Отраслевая классификация промышленных отходов с учётом их использования в ПСМ.

1.1.1. Отходы химической промышленности.

1.1.2. Отходы целлюлозно-бумажного производства.

1.1.3. Отходы металлургического комплекса.

1.1.4. Отходы энергетического комплекса.

1.1.5. Отходы агропромышленного комплекса.

1.1.6. Отходы машиностроительного комплекса.

1.2. Отходы промышленности строительных материалов.

1.2.1. Отходы асбестоцементных комбинатов.

1.2.2. Особенности состава асбоцементных отходов.

1.2.3. Пути утилизации АЦО с учётом перспективы их использования в ПСМ.

1.3. Выводы по главе и постановка задач исследования.

Глава 2. Исследование влияния различных способов обработки АЦО на качество вяжущего.

2.1. Теоретические предпосылки и построение рабочей гипотезы

2.1.1. Термообработка асбестоцементных отходов.

2.1.2. Введение добавки.

2.1.3. Механическая активация.

2.2. Экспериментальные исследования возможности повышения качества асбестоцементного вяжущего.

2.2.1. Планирование эксперимента.

2.2.2. Материалы и методы исследований.

2.2.3. Ход экспериментов и результаты.

2.2.4. Анализ результатов эксперимента.

2.3. Способ механической активации АЦО при получении вяжущего на их основе.

2.3.1. Особенности механической активации техногенных материалов.

2.3.2. Анализ способов и параметров измельчения.

2.3.3. Экспериментальное исследование параметров измельчения в мельницах различного типа.

2.4. Выводы по главе и постановка задач дальнейших исследований.

Глава 3. Расчётно-экспериментальное проектирование оптимального состава асбестоцементного вяжущего и изделий на его основе.

3.1. Системный подход и математическое моделирование при оптимизации состава, свойств строительных материалов.

3.1.1. Метод статического планирования эксперимента.

3.2. Исследование возможностей повышения качества асбестоцементного вяжущего.

3.2.1. Оптимизация состава асбестоцементного вяжущего.

3.2.2. Материалы и методы испытаний.

3.2.3. Планирование, ход эксперимента и его результаты.

3.2.4. Статистическая обработка результатов, расчёт уравнения регрессии и анализ полученных результатов.

3.3. Исследование возможности увеличения показателя прочности при изгибе АЦВ.

3.3.1. Планирование эксперимента.

3.3.2. Материалы и методы исследований.

3.3.3. Ход эксперимента и результаты.

3.3.4. Анализ результатов эксперимента.

3.4. Теоретические исследования в области приготовления смесей для получения изделий способом полусухого прессования.

3.4.1. Основы прочности сырца изделий полусухого прессования.

3.4.2. Метод расчёта составов мелкозернистых формовочных смесей.

3.5. Расчёт оптимального состава смеси для производства изделий на основе асбестоцементного вяжущего и исследование их основных свойств.

3.5.1. Планирование эксперимента.

3.5.2. Материалы и методы исследований.

3.5.3. Ход и результаты экспериментов.

3.5.4. Анализ результатов экспериментов.

3.6. Выводы по главе.

Глава 4. Разработка технологии утилизации АЦО для производства строительных материалов на их основе.

4.1. Основные аспекты технологии утилизации АЦО.

4.2. Исследование процесса утилизации влажных асбестоцемент-ных отходов при производстве строительных материалов.

4.3. Технология производства асбестоцементного вяжущего.

4.3.1. Сырьевые материалы и способ производства.

4.3.2. Принципиальная технологическая схема производства АЦВ.

4.3.3. Технология производства АЦВ.

4.3.4. Характеристика готового продукта и область его применения.

4.4. Технология производства штучных строительных материалов на основе асбестоцементного вяжущего.

4.4.1. Сырьевые материалы и способ производства.

4.4.2. Принципиальная технологическая схема производства строительных материалов на асбестоцементном вяжущем.

4.4.3. Технология производства штучных изделий из мелкозернистого бетона на основе АЦВ.

4.4.4. Характеристика готовой продукции и область её применения.

4.5. Технико-экономическое обоснование предложенных технологий.

4.6. Выводы по главе.

Актуальность темы. В связи с увеличением объемов промышленного и гражданского строительства в стране растет необходимость в эффективных строительных материалах. Одним из основных направлений развития промышленности строительных материалов является расширение ассортимента, повышение качества выпускаемой продукции и создание безотходных производств. Решение этой задачи предполагает не только изыскание новых источников сырьевых материалов и энергии, но и их рациональное использование. Причем особое внимание должно уделяться использованию уже существующих продуктов промышленности. Существенно расширить сырьевую базу производства строительных материалов и изделий позволяет широкое вовлечение в производственный процесс образующиеся промышленные отходы. Кроме того, использование отходов различных отраслей народного хозяйства для получения строительных материалов способствует решению проблемы загрязнения окружающей среды, а так же, что немаловажно, позволяет высвободить огромные площади полезной земли, занятые этими отходами.

Многолетними исследованиями установлено, что большая часть образующихся промышленных отходов по своему минералогическому и химическому составу ни чуть не уступают добываемому из недр земли сырью. Многие отходы являются незаменимыми сырьевыми компонентами в составах для получения строительных материалов высокого качества. К тому же, произведенные технико-экономические расчеты позволяют судить об экономической целесообразности производства строительных материалов именно из отходов различных отраслей промышленности. С учетом этого актуальна разработка и внедрение в производство строительных материалов прогрессивных энергоресурсосберегающих технологий по направлениям: использование для производства строительных материалов некондиционного сырья и попутных продуктов промышленности; использование собственных отходов производства строительных материалов с целью создания безотходных технологий; комплексное использование собственных и иных видов отходов.

Масштабы производства строительных материалов находятся в непосредственной зависимости от выпуска вяжущих особенно высокого качества, которое ориентировано в основном на выпуск высокомарочных изделий. С развитием малоэтажного строительства становится очевидной, с экономической точки зрения, нецелесообразность использования вяжущих материалов высоких марок. В таких условиях актуальна проблема поиска сырьевой базы для производства вяжущих низких марок, так как применение низкомарочного вяжущего эффективно и рентабельно по двум причинам: это вяжущее ориентировано на местные сырьевые ресурсы и побочные продукты промышленности, а поэтому значительно дешевле серийно выпускаемых цементов; его использование в составе смешанного вяжущего в качестве тонкомолотого наполнителя улучшает ряд технологических свойств изделий на их основе.

Решение проблемы расширения сырьевой базы производства вяжущих различных марок можно осуществить путем вовлечения в технологический процесс некондиционных цементосодержащих материалов и отходов. К таким материалам относятся отходы асбестоцементной промышленности (АЦО).

В настоящее время АЦО практически не используются в производстве строительных материалов, а ведь для производства асбестоцементных изделий используются такие ценные материалы, как асбест и цемент высоких марок. На предприятиях асбестоцементной промышленности ежегодно образуется огромное количество АЦО, которые вывозятся с предприятий в специальные отходохранилища.

К примеру, по данным Воскресенского завода асбестоцементных изделий, на предприятии образуется в среднем (в пересчете на сухое вещество):

511,87 т - влажных отходов, 557,87 т - сухих отходов. Что составляет соответственно 8,7% и 9,5% от общего выпуска продукции. В пересчете на асбест и цемент в среднем по предприятию в виде отходов образовалось за год бесполезно использованного асбеста и цемента соответственно 160,46 т и 909,28 т.

Большое количество образующихся отходов ухудшает экологическую обстановку и занимают огромные площади полезной земли. К тому же экономически не эффективны затраты на большое количество бесполезно переработанного асбеста и цемента и на транспортировку АЦО в специальные отстойники и полигоны.

Полная утилизация асбестоцементных отходов с целью их использования при изготовлении строительных материалов позволит значительно снизить себестоимость продукции и открывает возможности для разработки новых безотходных энерго-ресурсосберегающих технологий и методов интенсификации технологических процессов на предприятиях стройиндустрии.

Учитывая вышесказанное, является актуальной тема разработки технологии утилизации АЦО путем получения на их основе строительных материалов и изделий широкого спектра назначения.

Работа выполнена в соответствии с планом приоритетных направлений развития науки и техники Правительством Российской Федерации №2727/ П-П8 от 21.07.1996 раздел «Технология реабилитации окружающей среды от техногенных воздействий».

Целью работы является разработка состава и технологии получения вяжущего из сухих и влажных отходов асбестоцементной промышленности для производства строительных материалов и изделий на его основе. Для достижения этой цели были сформулированы следующие основные задачи.

Основные задачи;

• исследование возможности применения сухих и влажных отходов асбестоцементных комбинатов и других отходов промышленности в производстве строительных материалов;

• повышение активности асбестоцементных отходов за счет высокоскоростной обработки в измельчителях ударного принципа действия;

• разработка и оптимизация состава вяжущего из асбестоцементных и других

• отходов промышленности с использованием аппарата математического моделирования эксперимента;

• разработка, расчет состава и исследование эксплуатационно-технологических свойств мелкозернистых бетонов на асбестоцементном вяжущем, а также строительных материалов на его основе;

• разработка технологии производства строительных материалов и изделий из асбестоцементных отходов.

Научная новизна

• разработаны теоретические основы создания строительных материалов и изделий повышенной эффективности на основе активированных асбестоцементных отходов;

• методами теоретических и экспериментальных исследований доказано, что в результате механической активации асбестоцементных отходов возможно получение вяжущего для производства строительных материалов и изделий высокой прочности. С помощью петрографического и рентгенофазового анализа установлено, что в результате механической активации асбестоцементных отходов реакционная способность клинкерных минералов возрастает;

• установлены удельные энергозатраты на изменение дисперсности и активности вяжущего в зависимости от способа механической обработки. Выявлен наиболее рациональный и наименее энергоемкий измельчитель с точки зрения, как дисперсности, так и активности асбестоцементного вяжущего. Обоснована целесообразность совместной механической обработки компонентов вяжущего в процессе его изготовления;

• исследовано влияние различных наполнителей (зола ТЭС, бой стекла, кварцевый песок и известковые отходы) на физико-механические и эксплуатационные характеристики бетонов на основе асбестоцементного вяжущего;

• найден оптимальный состав компонентов асбестоцементного вяжущего с использованием аппарата математического моделирования экспериментов;

• исследованы физико-механические и эксплуатационные свойства строительных материалов и изделий на основе вяжущего из активированных асбесто-цементных отходов и добавок.

Практическая ценность о разработана технология производства эффективных вяжущих материалов на основе асбестоцементных отходов; о разработана технология утилизации сухих и влажных асбестоцементных отходов с использованием механической активации компонентов вяжущего в измельчителе ударного принципа действия; о разработана технология производства плотных и ячеистых бетонов и штучных изделий из них твердеющих в условиях автоклавной и безавтоклавной обработки; о механическая активация позволяет сократить энергозатраты на тепловлажностную обработку строительных материалов в среднем на 15-20%; о разработана и внедрена в производство (на Воскресенском комбинате асбестоцементных изделий) технология утилизации сухих и влажных асбестоцементных отходов в процессе производства вяжущих материалов и изделий на их основе. Разработка позволила использовать сотни тонн отходов, которые выбрасываются в отвалы и тем самым улучшить экологические условия местности.

Внедрение результатов исследований

Разработанная технология производства плотного и ячеистого бетона на основе асбестоцементного вяжущего прошла апробацию в производственных условиях на ОАО «Ивсиликат», где была выпущена опытно-промышленная партия плотных и ячеистых бетонов. Полученные материалы и изделия по своим физико-технологическим свойствам соответствуют требованиям ГОСТ.

Апробация результатов:

Основные результаты работы доложены и обсуждены на межвузовской научно-технической конференции «Информационная среда вуза» (Иваново, 2005), на межвузовских научно-технических конференциях (Иваново).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 5 печатных работ.

На защиту выносится: теоретические предпосылки и результаты экспериментальных исследований возможности получения асбестоцементного вяжущего и изделий из него;

1* зависимости физико-механических характеристик от состава смесей для изготовления асбестоцементного вяжущего и изделий из него; математическую модель для оптимизации состава асбестоцементного вяжущего и смесей для изготовления на его основе изделий; практические рекомендации по расчету состава смеси для производства изделий на основе асбестоцементного вяжущего; технологию изготовления материалов и изделий на основе асбестоце-ментных отходов; технико-экономическое основание предложенной технологии и результаты промышленной апробации; практические рекомендации по выбору технологической линии по производству изделий из асбестоцементных отходов.

Структура и объём работы: Диссертационная работа содержит введение, четыре главы, основные выводы и изложена на 155 страницах машинописного текста, включая 25 таблиц, 42 рисунков, библиографический список из 120 наименований и 3 приложений.

4.6. Выводы по главе

Произведенные экспериментальные исследования позволяют создать технологию производства вяжущего на основе асбестоцементных и других отходов промышленности с высокими физико-механическими показателями, а так же технологию производства строительных материалов и изделий широкого спектра назначения. Физико-механические показатели этих изделий отвечают требованиям ГОСТ и ничуть не уступают аналогичным показателям изделий на традиционных видах вяжущего.

Использование в технологии специального оборудования (установки комбинированного типа и ступенчатой мельницы) и использования способа механической активации для изготовления вяжущего, позволяют интенсифицировать технологические процессы и снизить себестоимость готовой продукции за счет снижения затрат на предварительную термообработку (обжиг) АЦО и снижения затрат энергии на диспергирование и активацию материала. Использование установки комбинированного типа позволяет совмещать в одном агрегате процессы диспергирования, активации и разделения при переработке влажных асбестоцементных отходов.

Результаты экспериментов доказывают возможность получения из вяжущего на основе отходов асбестоцементной промышленности строительных материалов и изделий широкого спектра назначения. Из асбестоцементного вяжущего можно изготавливать гранулированные строительные материалы, плотные мелкозернистые бетоны и мелкоштучные изделия из них с высокими прочностными и эксплуатационными показателями, а так же конструкционно-изоляционные бетоны автоклавного и неавтоклавного твердения. Прочностные показатели, а так же показатели морозостойкости, плотности и водопоглощения материалов ни чуть не уступают аналогичным показателям материалов и изделий на традиционных видах вяжущих. Вяжущее, изготовленное из активированных асбестоцементных отходов с добавками других отходов промышленности пригодно для производства бетонов на его основе, которые могут быть использованы для строительства промышленных и гражданских зданий и сооружений. Мелкоштучные изделия на основе асбестоцементного вяжущего пригодны не только для кладки стен, но и могут использоваться при нулевом цикле строительства.

Разработанная технология позволяет утилизировать огромное количество как сухих, так и влажных асбестоцементных отходов, значительно улучшить экологию местности, высвободить огромные площади земли, используемой для хранения этих отходов, для более рационального и полезного его использования. Кроме того, такого рода утилизация отходов асбестоцементных комбинатов позволяет предприятию исключить расходы от бесполезного использования асбеста и цемента высоких марок при образовании отходов, а так же исключить затраты на транспортирование и хранение образующихся отходов.

Утилизация сухих и влажных асбестоцементных отходов в процессе изготовления строительных материалов и изделий на их основе, эффективна с технологической, экономической и экологической точек зрения, а так же с точки зрения решения вопроса энерго- и ресурсосбережения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании произведенных в диссертационной работе теоретических и экспериментальных исследований сформулированы основные выводы по работе:

1. Произведен анализ способов повышения гидравлической активности и прочностных показателей строительных материалов на основе асбестоцементных отходов и доказана возможность их использования для производства строительных материалов на их основе.

2. Установлен оптимальный способ обработки асбестоцементных отходов для повышения гидравлической активности вяжущего, а так же зависимость физико-механических свойств вяжущего от способа его обработки.

3. Установлен оптимальный режим обработки асбестоцементных отходов и научно обоснована целесообразность совместной переработки компонентов вяжущего.

4. Обоснована, с экономической и технологической точек зрения, целесообразность изготовления асбестоцементного вяжущего путем механической активации асбестоцементных отходов в высокоскоростных измельчителях ударного действия.

5. Установлен оптимальный состав асбестоцементного вяжущего путем математического моделирования экспериментов.

6. Разработаны практические рекомендации по расчету состава смеси для производства изделий на основе асбестоцементного вяжущего.

7. Найдены зависимости физико-механических и эксплуатационных свойств материала от его состава.

8. Спроектированы и исследованы составы для производства строительных материалов на основе асбестоцементных отходов и определены их основные свойства.

9. Разработана технология утилизации сухих и влажных отходов производства асбестоцементных изделий для производства вяжущего и строительных материалов на его основе.

10. Доказана возможность использования асбестоцементного вяжущего для производства на его основе строительных материалов широкого спектра назначения.

11. Подобрано необходимое технологическое оборудование, включая внедрение в производство специального оборудования.

12. Доказана экономическая эффективность от утилизации асбестоцементных отходов при производстве на их основе вяжущего и строительных материалов и изделий на его основе.

СПИСОК НОРМАТИВНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ 1839-80 Трубы и муфты асбестоцементные для безнапорных трубопроводов. Технические условия.

2. ГОСТ 310.2-76 Цементы. Методы определения тонкости помола.

3. ГОСТ 539-80 Трубы и муфты асбестоцементные напорные. Технические условия.

4. ГОСТ 30340-95 Листы асбестоцементные волнистые. Технические условия.

5. ГОСТ 18124-95 Листы асбестоцементные плоские. Технические условия.

6. ГОСТ 8747-95 Изделия асбестоцементные. Методы испытаний.

7. ГОСТ 6139-91 Песок стандартный для испытаний цемента.

8. ГОСТ 8735-97 Песок для строительных работ. Методы испытаний.

9. ГОСТ 8736-93 Песок для строительных работ. Технические условия.

10. ГОСТ 25328-82 Цемент для строительных растворов. Технические условия.

11. ГОСТ 10178-85 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия.

12. ГОСТ 23732-93 Вода для бетонов и растворов. Технические условия.

13. ГОСТ 310.4-92 Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии.

14. ГОСТ 9179-77 Известь строительная. Технические условия.

15. ГОСТ 379-95 Кирпич и камни силикатные. Технические условия.

16. ГОСТ 7025-91 Кирпич и камни керамические и силикатные. Методы определения водопоглощения, плотности и контроля морозостойкости.

17. ГОСТ 8462-85 Материалы стеновые. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии.

18. ГОСТ 6665-91 Камни бетонные и железобетонные бортовые. Технические условия.

19. ГОСТ 6333-84 Камни бетонные стеновые. Технические условия.

20. ГОСТ 25818-91 Золы уноса ТЭС для бетонов.

21. ГОСТ 25592-91 Золы уноса ТЭС для бетонов. Технические условия.

22. ГОСТ 27006-86 Бетоны. Правила подбора состава.

23. ГОСТ 25214-82 Бетон силикатный плотный. Технические условия.

24. ГОСТ 26633-91 Бетоны тяжёлые и мелкозернистые. Технические условия.

25. ГОСТ 310.5-88 Цементы. Методы определения тепловыделения.

26. ГОСТ 310.3-76 Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объёма.

27. ГОСТ 310.1-76 Цементы. Методы испытаний. Общие положения.

28. ГОСТ 30515-97 Цементы. Общие технические условия.

29. ГОСТ 310.6-85 Цементы. Методы определения водоотделения.

30. ГОСТ 25485-89 Бетоны ячеистые. Технические условия.

31. ГОСТ 3476-74 Шлаки доменные и электротермофосфорные гранулированные для производства цементов.

1. Чистяков Б.З., Лялинов А.Н. Использование минеральных отходов промышленности в производстве строительных материалов.

2. Утилизация отходов в промышленности строительных материалов. Тезисы докладов.

3. Ориентлихер Л.П., Соболева Г.Н. Строительные материалы на основе влажных отходов производства асбестоцементных изделий. Строительные материалы, оборудование, технологии XXI в., №7, 2000.

4. Волженский A.B. Применение зол и топливных шлаков в производстве строительных материалов.

5. Долгорев A.B. Вторичные сырьевые ресурсы в промышленности строительных материалов. -М.: «Стройиздат», 1990.

6. Попов JI.H. Строительные материалы из минеральных отходов промышленности. -М.: «Стройиздат», 1986.

7. Строительные материалы из попутных продуктов промышленности. Межвузовский тематический сборник.

8. Алёхин И.С., Люсов В.Н. Экономическая эффективность использования вторичных ресурсов в промышленности строительных материалов.

9. Волчек И.З., Валюков П.С. Экструзионный асбестоцемент. М.: «Стройиздат», 1989.

10. Дворкин, Шестаков, Пашков, Дымчук Отходы химической промышленности в производстве строительных материалов.

11. Скрытник А.И., Кузнецов A.B., Власов В.В. Системный подход к внедрению базовых технологий утилизации и переработки промышленных отходов. Строительные материалы, оборудование, технологии XXI в., №9, 2000.

12. Болдырев A.C. Использование отходов в промышленности строительных материалов.-М.: «Стройиздат», 1985.

13. Рекитар А.Я., Горшков Р.К. Использование отходов для производства строительных материалов за рубежом. -М.: «Стройиздат», 1986.

14. Современные проблемы строительного материаловедения. Материалы пятых академических чтений. Воронеж. «Строительство», 11, 1999.

15. Современные проблемы строительного материаловедения. Материалы пятых академических чтений. Воронеж. «Строительство», 10, 2000.

16. Армирование неорганических вяжущих. В кн. «Наука строительному производству». Под ред. A.A. Пащенко. -М.: «Стройиздат», 1988.

17. Корнилов Е.Г., Комлев В.Г., Гуюмджян П.П. Асбестоцементные отходы -ценное сырьё для производства строительных материалов. Сборник докладов: Проблемы охраны природы отходов производств химической и металлургической промышленности. Днепропетровск, 1979.

18. Корнилов Е.Г., Комлев В.Г., Гуюмджян П.П. Вяжущие на основе отходов асбестоцементной промышленности и золы ТЭС. Сборник докладов: Фосфатные и силикатные строительные материалы. Уфа, 1978.

19. Корнилов Е.Г. и др. Зола ТЭС и асбестоцементные отходы при производстве силикатного кирпича. -М.: Промстройматериалы, серия 11, вып. 7, 1980.

20. Будников П.П. Химия и технология строительных материалов и керамики. -М.: «Стройиздат», 1965.

21. Волженский A.B., Буров Ю.С., Колокольников B.C. Минеральные вяжущие вещества. (Технология и свойства). -М.: «Стройиздат», 1966.

22. Процессы и аппараты химической технологии. Явления переноса, макрокинетика, моделирование, проектирование, т. 2: «Механические и гидромеханические процессы». Под ред. A.M. Кутепов. -М.: «Логос», 2001.

23. Надан А. Пластичность и разрушение твёрдых тел. Пер. с англ. под ред. Т.С. Шапиро-М.: «Иностранная литература», 1954.

24. Ходаков Г.С. Тонкое измельчение строительных материалов.

25. Мешков Г.В., Волчек И.З. Производство асбестоцементных изделий. М.: «Высшая школа», 1982.

26. Переработка и использование отходов в производстве керамических строительных материалов кирпичей, плитки. Сб. №10. - М.: «Глобус», 2001.

27. Переработка отходов в производстве теплозвукоизоляционных и отделочных материалов. Сб. №12. М.: «Глобус», 2003.

28. Рыбьев В.А. Строительное материаловедение. Уч. пособие М.: «Высшая школа», 2003.

29. Шубенкин C.B. Строительные материалы и изделия. Бетоны на основе минеральных вяжущих. Примеры задач с решениями. M.: «АСВ», 1998.

30. Никульский М.И. Строительные материалы. Материаловедение и технология.-М.: «АСВ», 2002.

31. Хавкин JI.M. Технология силикатного кирпича. -М.: «Стройиздат», 1982.

32. Боженов П.И. Технология автоклавных материалов. JL: «Стройиздат», 1978.

33. Боженов П.И., Сальникова B.C., Прокофьева В.В. Силикаты магния сырьевая база автоклавных материалов. Строительные материалы, №11, 1969.

34. Митрохина М.М., Горчаков Г.И. Силикатный кирпич с применением золы ТЭС. Материалы совещания по использованию золы ТЭС. М.: 1973.

35. Митрохина М.М., Хвостенков С.И., Донин И.С. Использование отходов ТЭС в производстве силикатного кирпича. Сб. трудов ВНИИстром №26 -М.: 1977.

36. Опоцки JL, Юхос 3. Механохимические процессы на поверхности клинкерных материалов. В кн. Пятый международный конгресс по химии цемента, т. 2.-М.: «Стройиздат», 1981.

37. Партон В.З., Морозов Е.М. Механика упруго-пластического разрушения. -М.: «Наука», 1974.

38. Болдырев A.C., Добужинский В.И., Рекитар A.A. Технологические процессы в промышленности строительных материалов. -М.: «Стройиздат», 1990.

39. Серых P.JI. Некоторые вопросы энергоресурсосбережения. Строительные материалы, оборудование, технологии XXI в., №7, 2000.

40. Пермяков П.А., Баранников A.C. О проблемах энергоресурсосбережения. Строительные материалы, оборудование, технологии XXI в., №7, 2000.

41. Звездина Е.В., Илясова И.А., Волченко JI.H. Пенофибромагнезит новый утеплитель для строительства. Строительные материалы, №5, 1997.

42. Смирнов Н.М. Исследование процесса тонкого помола и разработка методики расчёта гранулометрического состава материала, измельчённого вмельницах ударно-отражательного действия. Дисс. к.т.н. Иваново,1977.

43. Линч А. Циклы дробления и измельчения. Моделирование, оптимизация, проектирование и управление. -М.: «Недра», 1976.

44. Зедгенидзе И.Г. Математическое планирование эксперимента для исследования и оптимизации составов смесей. Тбилиси, «Мецниереба».

45. Зедгенидзе И.Г. Планирование эксперимента при исследованиях многокомпонентных систем. М.: Наука, 1976. 380 с.

46. Трубин М.А., Немец И.И., Иванов C.B. Безобжиговые строительные композиты на основе минеральных связующих. Методологические аспекты расчёта составов формовочных смесей. Строительные материалы, №6,2000.

47. Бетон и железобетон. №2, 1981.

48. Желева Н.В., Гуюмджян П.П. Отходы промышленности ценное сырьё для производства строительных материалов. Проблемы экогеоинформационных систем. Вып. 1. - Иваново, 2000.

49. Чернышов Е.М., Потамошнева Н.Д. Ультралегковесный теплоизоляционный газосиликат теплопор. Строительные материалы, оборудование, технологии XXI в., №9,2000.

50. Путляев И.Е., Ярмаковский В.Н., Ориентлихер Л.П. Состояние производства и перспективы развития лёгких бетонов на пористых заполнителях в России. Строительные материалы, оборудование, технологии XXI в., №9, 2001.

51. Еворенко Г.И., Полевой С.А., Строкач A.A. Местные низкомарочные цементы на основе горных пород шахтных терриконов, оборудование, технологии XXI в., №9,2001.

52. Румянцев Б.М., Зайцева Е.И. Комплексное использование стеклобоя для получения конструкционных и изоляционных материалов. Теоретические основы строительства. Варшава, 2001.

53. Един H.H., Гордеев С.Я., Гуюмджян Д.П. Особенности проектирования мелкозернистых формовочных смесей. Теоретические основы строительства. Варшава, 2001.

54. Таранов П.И., Ладыгин Ю.И. и др. Строительные материалы из кремнезёма. Строительные материалы, №4,2004.

55. Щукина О.Г., Архинчеева И.В. и др. Использование гиперпрессования в технологии безобжигового кирпича. Строительные материалы, №4,2000.

56. Беленкс Р., Кеннеди Г. Технология цемента, т. 1. Материалы для бетона. -М.: «Наука», 1986.

57. Переработка промышленных отходов в строительные материалы. Экологическая технология. -М.: 1979.

58. Таблицы планов экспериментов для факторных и полиноминальных моделей.

59. Налимов В.В. Теория эксеримента. -М.: «Наука», 1971.

60. Дрейнер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. М.: «Наука», 1981.

61. Львовский Л.Н. Статистические методы построения эмпирических формул. М.: Наука, 1978.

62. Желева Н.В., Гуюмджян П.П., Гуюмджян Д.П. Использование асбестоце-ментных отходов для производства вяжущих материалов. Проблемы экогео-информационных систем. Вып. 3. Иваново, 2002.

63. Желева Н.В. Утилизация отходов асбестоцементной промышленности. Сб. тезисов третьей научной конференции аспирантов ИГАСА. Иваново, 2003.

64. Желева Н.В., Гуюмджян П.П., Ладаев Н.М. Механическая активация при использовании асбестоцементных отходов. Теоретические основы строительства. Варшава, 2001.

65. Желева Н.В., Гуюмджян П.П. Влияние способа обработки асбестоцементных отходов на качество вяжущего. Сб. X Международной научно-технической конференции «Информационная среда ВУЗа». Иваново, 2003.

66. Волженский A.B., Виноградов Б.Н., Гладких K.B. Бетоны и изделия из зо-лошлаковых и зольных материалов. М.: «Стройиздат», 1969.

67. Волженский A.B., Буров Ю.С., Колокольников B.C. Минеральные вяжущие вещества. М.: «Стройиздат», 1979.

68. Волженский A.B., Буров Ю.С. Влияние автоклавной обработки на строительные свойства бетонов. Сб. статей ВНИИНСМ. 1958.

69. Гуюмджян П.П. Разработка и исследование высокоскоростных многоступенчатых измельчителей ударного действия. Дисс. . к.т.н. Иваново, ИХТИ, 1974.

70. Гуюмджян П.П. Интенсификация процессов тонкого измельчения механической активации твёрдых материалов с разработкой высокоэффективных машин и технологий для переработки отходов промышленности. Дисс. . д.т.н. -М.: МХТИ, 1989.

71. Колобердин В.И. Термомеханическая интенсификация совмещённых процессов в химической технологии и в производстве строительных материалов. Дисс. д.т.н. Иваново, ИГ АСА, 1997.

72. Ладаев Н.М. Обезвоживание полимерных материалов в ударно-отражательных мельницах. Дисс. к.т.н. Иваново, ИХТИ, 1992.

73. Падохин В.А. Стохастическое моделирование диспергирования и механоак-тивации гетерогенных систем. Описание и расчёт совмещённых процессов. Дисс. д.т.н. Иваново, ИГАСА, 2000.

74. Роменская И.Т. Интенсификация процессов диспергирования разделения гетерогенных систем в аппарате дезинтеграторного типа. Дисс. . к.т.н. -Иваново, ИГАСА, 2002.

75. Ребиндер П.А. Физико-химические исследования процессов диспергирования твёрдых тел. Юбилейный сборник. М.: Издательство АН СССР, 1947.

76. Ходаков Г.С. Физика измельчения. -М.: «Наука», 1972.

77. Ходаков Г.С. Тонкое измельчение строительных материалов. М.: «Стройиздат», 1972.

78. Непомнящий Е.А. Закономерности тонкодисперсного измельчения, сопровождаемого агрегированием частиц. ТОХТ. т. 12, №4, 1978.

79. Колобердин В.И. Кинетика активации минерального сырья при его механической обработке. Известия ВУЗов. Химия и химическая технология, т. 29, №9,1986.

80. Бенит Ф.К., Несвятский O.A. Механическое оборудование цементных заводов.-М.: «Машиностроение», 1967.

81. Гуюмджян П.П., Куликова Т.А. Разрушение хрупких материалов ударом. Материалы Всесоюзной научно-технической конференции: проблемы тонкого измельчения, классификации и дозирования. Иваново, 1982.

82. Богородский A.B., Лапшин В.Б., Гуюмджян П.П. Интенсификация процесса измельчения в мельницах дезинтеграторного типа. Изв. ВУЗов: Химия и химическая технология, т. XXIII, №5,1980.

83. Гуюмджян П.П., Падохин В.А., Блиничев В.Н. Влияние способа измельчения на свойства порошков. В кн. Доклады всесоюзной конференции «Механика сыпучих материалов». Одесса, 1980.

84. Афанасьева Н.И., Гуюмджян П.П. Использование высокоскоростных мельниц в процессе обработки вяжущих материалов. В кн. Доклады всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы тонкого измельчения, классификации, дозирования». Иваново, 1982.

85. Роменская И.Т., Гуюмджян П.П., Климачёва В.Е. Утилизация сточных вод. Проблемы экогеоинформационных систем. Вып. 1. Иваново, 2000.

86. Ролменская И.Т., Гуюмджян П.П., Падохин В.А. Устройство для гомогенизации и разделения дисперсных материалов. Учёные записки ИТФ ИГ АСА. Вып. 3. Иваново, 2000.

87. Роменская И.Т., Гуюмджян П.П., Падохин В.А. Утилизация жидких отходов. Учёные записки ИТФ ИГ АСА. Вып. 2. Иваново, 1999.

88. Устройство для измельчения. Патент РФ на изобретение №2169617 В02.С 13/22. Бюлл. №18, 2001.

89. Колобердин В.И Исследование возможности интенсификации производства тонкодисперсной окиси кальция обработкой карбоната в аппарате типа реак-тор-измельчитель.//Дисс. к.т.н. Иваново, 1982.

90. Блиничев В.Н. Разработка оборудования и методов его расчета для интенсификации процессов тонкого измельчения материалов и химических реакций в твердых телах.//Дисс. д.т.н. Иваново, 1975.

91. Колобова В.В Активация зернистых материалов в процессе их обработки в измельчителях ударного действия.// Дисс. . к.т.н. Иваново, 1985. Механическая активация фосфоритной муки в активаторах ударного действия.// Дисс. к.т.н. -Иваново, 1984.

92. Квашнин М.В Механическая активация фосфоритной муки в активаторах ударного действия.//Дисс. к.т.н. -Иваново, 1984.

93. Хинт И.А. Основы производства силикальцитных изделий. M.-JL: «Строй-издат», 1962.

94. Авакумов И.В. Механические методы активации химических процессов. Изд. второе. Новосибирск, «Наука», 1986.

95. Колобердин В .И., Блиничев В.Н., Стрельцов В.В. К вопросу оценки влияния микро- и макротрещин на скорость разложения карбонатов./ Сб. трудов ИХТИ, т. 14. Иваново, 1972.

96. Колобердин В.И. Кинетика активации минерального сырья при его механической обработке./ Известия ВУЗов. Химия и химическая технология. Т. 29, №9,1986.

97. Бобков С.П., Блиничев В.Н., Гуюмждян П.П. Влияние типа мельницы на энергозатраты и явления при тонком измельчении./ Изв. ВУЗов: Химия и химическая технология. Т. XXTI, №8, 1979.

98. Гуюмджян П.П., Потопаев Г.И. Разрушение и активация хрупкой керамики при измельчении./ Разработка теории и конструктивного оформления процессов тонкого измельчения, классификации, сушки и смешения материалов. Иваново, 1988.

99. Корнилов Е.Г., Комлев В.Г., Блиничев В.Н., Гуюмджян П.П. Изменениесвойств вяжущего из промышленных отходов при механической активации./ Известия АН СССР, Сер. Химических наук №14 Вып. 6, 1983.

100. ЮО.ХодаковГ.С, Ребиндер П.А. О механизме измельчения кварца в поверхностно-активных средах./ Коллоидный журнал Т. 23, №4, 1961.

101. Reiners Е, Der Mechanismus der Prallzerkleinerung beim garaden, zentralen Stoss und die Anwendung Beanspruchsarbeit der Zerkleinerung von Spoden Staden. -Forschungsberichtids Nordein. Westfalen, 1962,1059, Köln/Eplanden.

102. Primer J. Unterguchunden zur Prallzerkleinerung von Einzelchen zwischen 10 mm Kalkstein, Quarz und Zementklin Kerteilchen. VDI Forschungsberichte. VDI Zeitscrift, 1965.R3.8, Dusseldorf.

103. Engelharelt W.V. Untergungen über die Schifharte desQuarrtesund anderer tester Steife in verschidenen Flusigkeiten Nachr. Ailad. Wiss Yatingen Math Puhs, №2, 1952.

104. Hutting G. Zur kinetic eher Zerleinerungs vorgange. UZ Elektrochemik, 57, 1959.

105. Rumpf H. Zur Entwicklungsgeschichte der brucherscheinungen. Chemic-Eng Technik, 1959, 31, №1.

106. Технологический регламент Технологический регламент производства ас-бестоцементных изделий комбината АЦИ «Красный строитель» г. Воскре-сенск.

107. Коваль СВ. Повышение эффективности использования добавок в технологии бетона на основе моделирования и компьютерного поиска оптимальных рецептур ./Строительные материалы и изделия №3,2003.

108. Ю8.Чернышов Е.М., Потамошнева М.Д., Кукина О. Б. Портландитовые и порт-ландито-карбонатные бесцементные системы твердения./ Строительные материалы, оборудование, технологии XXI в., №4,2002.

109. Ю9.Фориш И.М., Желева Н.В., Кашникова M.J1. Математическое моделирование при оптимизации состава и свойств асбестоцемента ого вяжущего./ Сб. тезисов межвузовской научной-технической конференции студентов. ИГ АСА. Иваново, 2003.

110. Хинт И.А. Об основных проблемах механической активации. -Таллин, Валгус, 1977.

111. Ш.Болдырев В.В. О кинетических факторах, определяющих специфику меха-нохимических процессов в неорганических системах./ Кинетика и катализ Т. 13, Вып. 6, 1972.

112. И2.Уракаев Ф.Х., Авакумов Е.Г. О механизме механохимических процессов в диспергирующих аппаратах./ Изв. АН СССР Сер. химич. наук Новосибирск, №7, Вып.3,1978.

113. Болдырев В.В. Методы изучения кинетики реакций термическогоразложе-ния твердых веществ. Томск, ТГУ, 1958.

114. М.МайерК.М. Физико-химическая кристаллография. М.: Металлургия, 1972.

115. Голикова Т.И., Микишина Н.Г.Свойства D-оптимальных планов и методы их построения/ Новые идеи в планировании эксперимента. — М.: «Наука», 1969.

116. Пб.Гришин В.К. Статистические методы анализа и планирование экспериментов. -М.: «Наука», 1985.

117. Налимов В.В., Чернова H.A. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М.: «Наука», 1985.

118. Успенский А.Б., Федоров В.В. Вычислительные аспекты метода наименьших квадратов при анализе и планировании регрессионных экспериментов. М.: «Наука», 1981.

119. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по высшей математике. М.: «Наука», 1964.

120. Елисеева И.И., Юзбашев М.М. Общая теория статистики. М.: Финансы и статистика, 1995.