В статье предложены пути решения утилизации отходов местных производств, а также горнодобывающей промышленности. Использование хвостов сухой магнитной сепарации с сочетанием таких отходов как: древесные опилки, макулатура, лузга, натуральные и полимерные волокна.

Развитие производства строительных материалов играет немаловажную роль в экономике любого государства. В Казахстане большая часть строительных материалов импортируется с зарубежных стран, такие как: санитарно-технические изделия, листовое стекло, теплозвукоизоляционные, лакокрасочные материалы не выпускаются отечественными производителями. Выпуск местных строительных материалов не способен удовлетворить полную потребность на строительном комплексе Республики.

Более развитыми отраслями являются: производство железобетонных и бетонных изделий и конструкций, керамической плитки, сухих строительных смесей, цементная промышленность. Несомненно, портландцемент является неотъемлемой частью современных строительных материалов, однако, имеются и другие материалы по некоторым показателям превышающий цемент — это магнезиальные вяжущие вещества.

Магнезиальные вяжущие вещества обладают рядом достоинств: повышенной прочностью на изгиб, сжатие, малой усадкой, высокой эластичностью, быстрым твердением. Изделия, в состав которых входит магнезиальное вяжущее, не требует влажной среды для набора прочности, по сравнению с изделиями на основе портландцемента. Износостойкость магнезиальных изделий в 3 раза выше, чем у изделий на портландцементе. Положительными характеристиками магнезиальных вяжущих веществ являются: экологичность, высокая огнестойкость, химическая стойкость.

Отрицательными свойствами являются: малая водостойкость, низкая трещиностойкость, высокая агрессивность к стальной арматуре, высолообразование. Уникальным свойством является совместимость с практически любым заполнителем, это особенно важно, так как позволит использовать многотоннажные отходы горнодобывающей промышленности. Таким образом, решается проблема утилизации, а так же использую отходы снижается себестоимость строительной конструкции.

Исследование было посвящено выявлению зависимости прочности и плотности образцов из разных техногенных заполнителей на основе смешанного магнезиального вяжущего. Были изготовлены образцы с размерами 2×2×2 см с различными видами наполнителями: древесные опилки (крупность 2,5–5 мм), лузга (крупность 5 мм), натуральное волокно (длина 6 мм, диаметр 1,5 мм), полимерное волокно, макулатура. Применялось смешанное вяжущее вещество — магнезит (70 %): хвосты сухой магнитной сепарации (30 %). Затворитель MgCl2 с плотностью 1,24 г/см3.

Состояние полученных масс, а также изменение видов волокон после обработке в смесителе приведены в таблице 1.

Таблица 1

Характеристика полученных смесей

После того как полученные образцы набрали структурную прочность, подвергли их сушке. При температуре 110°С в течении 6 часов.

Рис. 1. Гистограмма зависимости плотности материалов от скорости перемешивания

Рис. 2. Гистограмма зависимости предела прочности материалов на основе разных волокон от скорости перемешивания

Итак, древесные опилки: при увеличении скорости перемешивания, видимых изменений в структуре материале не наблюдается, но плотность пропорционально возрастает, с увеличением скорости перемешивания. Лузга: наименьшая плотность материала наблюдается при скорости 1500 об\сек. При дальнейшем увеличении скорости плотность материала так же увеличивается. Натуральные волокна: при увеличении скорости перемешивания увеличивается плотность образцов, а также их прочность. Даже после испытания образцы в сплющенном виде не рассыпаются, хотя видны трещины. Полимерные волокна: плотность и прочность образцов на основе полимерного волокна с изменением скорости вращения смесителя меняется на небольшой процент. Так было замечено, что наибольшая плотность, прочность образцов наблюдается при скорости 1500 об/сек. Макулатура: зависимость свойств образцов на основе макулатуры аналогична зависимости полимерных волокон.

Композиционные магнезиальные вяжущие вещества могут быть использованы не только как самостоятельный материал, но и совместно с органическими наполнителями. Применяя органические отходы местных производств дерево- и льнопереработки, получены современные теплоизоляционные материалы. После прессования в плиты они могут быть использованы для утепления стен, звукоизоляции, а также и самостоятельно при малоэтажном домостроении. Прочность таких изделий при сжатии достигает 3–8 МПа, теплопроводность — 0,087–0,095 Вт/ м·°С, средняя плотность 450–550 кг/м3 [1, c 178].

Литература:

1.                Лыткина Е. В., Зырянова В. Н., Бердов Г. И., Машкин Н. А. Современные композиционные материалы с использованием местного сырья // Современные наукоемкие технологии. — 2010. — № 9 — С. 178–178