Керамзит — энергоэффективный и экологически безопасный материал | Статья в журнале «Юный ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 1 февраля, печатный экземпляр отправим 5 февраля.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Научный руководитель:

Исследование о родном крае Высокая практическая значимость

Рубрика: Экология

Опубликовано в Юный учёный №5 (25) май 2019 г.

Дата публикации: 12.04.2019

Статья просмотрена: 17 раз

Библиографическое описание:

Султан И. С., Шингужиева А. Б. Керамзит — энергоэффективный и экологически безопасный материал // Юный ученый. — 2019. — №5. — С. 53-56. — URL https://moluch.ru/young/archive/25/1517/ (дата обращения: 24.01.2020).



 

В работе проведены исследования по получению энергоэффективного и экологически безопасного строительного материала — керамзита на основе невспучивающихся суглинков, модифицированных нефтешламами. Полученный продукт обладает улучшенными физико-механическими свойствами. Рекомендовано использовать керамзит как в качестве насыпного материала, так и при проектировании составов теплоизоляционно-конструкционных бетонов.

Ключевые слова: керамзит, энергоэффективность, экологичность, технология, свойства.

 

В Республике Казахстан принят Закон «Об энергосбережении и повышении энергоэффективности» от 13 января 2012 года. Одобрена правительственная программа, в рамках которой решают проблемы организаций по утилизации, хранения и переработки бытовых и промышленных отходов с выходом готовой полезной продукции.

Керамзит является универсальным и высоко востребованным материалом благодаря своим уникальным свойствам, таким как низкая теплопроводность, легкость и прочность. В настоящее время керамзит широко используется в качестве легких заполнителей в производстве конструкционно-теплоизоляционных бетонов, и в качестве насыпного теплоизоляционного материала при устройстве оснований и фундаментов, полов, межэтажных перекрытий, и кровли зданий и сооружений.

Однако для производства керамзита существует следующие проблемы: отсутствие хорошо вспучивающегося сырья, имеющиеся запасы суглинков не обладают необходимыми свойствами, нет технологического оборудования для введения в состав суглинка корректирующих добавок, которые меняют их химико-минералогический состав и реологические свойства [1].

Одним из наиболее перспективных направлений является использование нефтешламов, объемы которых ежегодно растут на местах захоронения, полигонах. Нефтешлам относится к категории легковоспламеняющихся и горючих материалов, поэтому его можно использовать как выгорающую добавку в составе керамических масс на основе невспучивающегося сырья — суглинков.

Поэтому, целью нашей работы является получение керамзита на основе невспучивающихся суглинков Западного Казахстана с добавлением нефтешламов в качестве корректирующей добавки.

Лессовидные суглинки — одни из наиболее распространенных отложений четвертичного периода. Они покрывают около 2,5 % всей суши нашей планеты. Лессовидные породами называют образования, цвета желтого, которые обладают макропористостью, и обогащенные карбонатными включениями [2, с. 5].

В данное время в Западном Казахстане существует одно из крупнейших месторождений Казахстана Чаганское месторождение с запасом суглинков более 6285 тыс. м3. Минералогический состав суглинков представлен кварцем, полевым шпатом, кальцитом и гематитом.

Для вспучивания керамической массы на основе невспучивающихся суглинков добавляем нефтешламы, так как они в своем составе содержат органические вещества, которые в процессе обжига помогают вспучить керамическую массу.

Нефтешламы, по мнению некоторых исследователей [3] относятся к нефтяным дисперсным системам коллоидно-химического происхождения.

Для экспериментальных работ сначала суглинок размельчался в шаровой мельнице, а нефтешлам тщательно перемешивался в мешалке до однородного состояния. Далее путем дозирования и взвешивания подготовленные материалы смешивались, добавлялась вода. Соотношение сырьевых материалов следующее: суглинок-90–95 %, нефтешлама -5–10 %. Из полученных керамических масс формовали гранулы, диаметром 5–10, 10–20 мм. Затем сырцовые гранулы обжигали во вращающейся печи при температуре 1000 °С, что является ниже на 100–150 °С по сравнению с температурой обжига заводского керамзита.

а) б)

Рис. 1. Лабораторное оборудование: а) шаровая мельница МШЛ-1П; б) лабораторная вращающаяся печь RSR120/1000/13

 

Определялись основные физико-механические свойства обожжённых гранул (рисунок 2). Насыпная плотность находилась в следующих пределах 350–400 кг/м3; прочность при сдавливании в цилиндре — 3,1–3,3 МПа; теплопроводность — 0,07–0,08 Вт/м*К; коэффициент вспучивания — 3,2–4.

C:\Users\User\Desktop\фото\20170302_153747.jpg

Рис. 2. Обожженные гранулы

 

Полученный керамзит был подвержен испытанию на эффективную удельную активность естественных радионуклидов. Испытания проводились испытательным центром. Метод исследований проводился согласно KZ 07.00.00304–2014, прибором «Прогресс-Г» спектрометрическим комплексом. Исследования проводились на соответствие НД «Санитарно-эпидемиологические требования к обеспечению радиационной безопасности» № 155 от 27.02.2015 г. Результаты исследований радиоактивности показали, что из всех отобранных образцов готовой продукции эффективная удельная активность (Бк/кг) составляет в среднем Аэфф=29,1519,48 Бк/кг. Этот показатель в разы ниже допустимой нормы, которая составляет Аэфф≤370 Бк/кг.

Таким образом, получен керамзит на основе невспучивающися суглинков, модифицированный нефтешламом. Результаты экспериментальных данных показали, что полученный продукт — керамзит является энергоэффективным за счет добавления нефтешламов в состав керамических масс, которые позволили снизить температуру обжига на 100–150 °С, и экологически безопасным продуктом, позволяющим использовать его в строительстве зданий и сооружений.

 

Литература:

 

  1.     Montaev S. A., Adilova N. B., Montaeva A. S., Montaeva A. S. Development of effective technological parameters for formation of a porous structure of the raw composition in order to obtain a lightweight granular insulation material // APRN Journal of Engineering and Applied Sciences. Vol.11. NO.17. 2016. Р. 10454–10459.
  2.     Ботвина Л. М. Строительные материалы из лессовидных суглинков: Учеб.пособие для строит.спец.вузов.- Т.: Укитувчи, 1984. 128 с.
  3.     Коренькова, С. Ф. Основы и концепция утилизации химических осадков промстоков в стройиндустрии / С. Ф. Коренькова Т. В. Шейна // Самарск. Гос. Арх.-строит. Ун-т. Самара: Изд-во ООО «СамЛЮКС». — 2004. 203 с.
Основные термины (генерируются автоматически): суглинок, керамическая масса, шаровая мельница, эффективная удельная активность, температура обжига, вращающаяся печь, полученный продукт, керамзит, свойство, нефтешлам, Западный Казахстан.


Похожие статьи

К вопросу о производстве керамзита из техногенных отходов...

Температура обжига, 0С. Средний коэффициент вспучивания, kв.

Рис. 3 – Образцы после обжига на основе бурового шлама в разном процентном отношении.

Нефтешлам может использоваться для получения кирпича, керамзита.

Исследование влияния отходов горнодобывающего комбината на...

Приведены результаты экспериментальных исследований физико-механических свойств керамического черепка на основе состава

Библиографическое описание: Шоева Т. Е. Исследование влияния отходов горнодобывающего комбината на свойства керамического...

Особенности многостадийного процесса обжига керамического...

Именно во время прохождения обжига и сушки формируются свойства продукции, которые

Керамическая масса перемещается в корыто блока, в котором пропаривается и лопастями

Процесс обжиг последний и самый ответственный в производстве кирпича, так как именно во...

Исследование свойств стеновой керамики с использованием...

Исследуемые составы керамических масс и сравнительные характеристики физико-механических свойств образцов представлены в таблице 2.

Монтаев С. А., Сулейменов Ж. Т. Стеновая керамика на основе композиции техногенного и природного сырья Казахстана...

Процессы горения при обжиге пористых заполнителей на основе...

При температуре обжига 1100 оС в обожженном керамическом материале органические соединения практически отсутствуют.

Задача настоящей работы — исследовать процессы горения при обжиге пористых заполнителей (керамзита) из техногенного сырья (отходов...

Технологический процесс получения керамического кирпича на...

Полученный сырец транспортируется к месту сушки вагонетками.

После завершения процесса сушки образцы подаются для обжига в муфельную туннельную печь. Принцип работы туннельной печи заключается в том, что сырец перемещается при неподвижном положении...

К вопросу о степени спекания легкоплавких глин различного...

Учитывая, что в самарских легкоплавких глинах глинистый минерал в основном представлен гидрослюдой, исследование спекания смесей гидрослюдистых и монтмориллонитосодержащих глин и разработка на этой основе низкотемпературных масс представляет интерес.

Изучение и разработка технологии получения водоугольной...

В статье изучается состав и свойства угольной мелочи образующийся при добыче бурого угля на Ангренском угольном разрезе Республики Узбекистан и получение на её основе водоугольной суспензии.

Использование золы ТЭС в технологии геополимерных...

Приведены данные о эффективности применения золы ТЭС в производстве геополимерных вяжущих строительного назначения. Показано, что в России и других странах, не имеющих развитой индустрии утилизации промышленных отходов, применение золы в технологии...

Похожие статьи

К вопросу о производстве керамзита из техногенных отходов...

Температура обжига, 0С. Средний коэффициент вспучивания, kв.

Рис. 3 – Образцы после обжига на основе бурового шлама в разном процентном отношении.

Нефтешлам может использоваться для получения кирпича, керамзита.

Исследование влияния отходов горнодобывающего комбината на...

Приведены результаты экспериментальных исследований физико-механических свойств керамического черепка на основе состава

Библиографическое описание: Шоева Т. Е. Исследование влияния отходов горнодобывающего комбината на свойства керамического...

Особенности многостадийного процесса обжига керамического...

Именно во время прохождения обжига и сушки формируются свойства продукции, которые

Керамическая масса перемещается в корыто блока, в котором пропаривается и лопастями

Процесс обжиг последний и самый ответственный в производстве кирпича, так как именно во...

Исследование свойств стеновой керамики с использованием...

Исследуемые составы керамических масс и сравнительные характеристики физико-механических свойств образцов представлены в таблице 2.

Монтаев С. А., Сулейменов Ж. Т. Стеновая керамика на основе композиции техногенного и природного сырья Казахстана...

Процессы горения при обжиге пористых заполнителей на основе...

При температуре обжига 1100 оС в обожженном керамическом материале органические соединения практически отсутствуют.

Задача настоящей работы — исследовать процессы горения при обжиге пористых заполнителей (керамзита) из техногенного сырья (отходов...

Технологический процесс получения керамического кирпича на...

Полученный сырец транспортируется к месту сушки вагонетками.

После завершения процесса сушки образцы подаются для обжига в муфельную туннельную печь. Принцип работы туннельной печи заключается в том, что сырец перемещается при неподвижном положении...

К вопросу о степени спекания легкоплавких глин различного...

Учитывая, что в самарских легкоплавких глинах глинистый минерал в основном представлен гидрослюдой, исследование спекания смесей гидрослюдистых и монтмориллонитосодержащих глин и разработка на этой основе низкотемпературных масс представляет интерес.

Изучение и разработка технологии получения водоугольной...

В статье изучается состав и свойства угольной мелочи образующийся при добыче бурого угля на Ангренском угольном разрезе Республики Узбекистан и получение на её основе водоугольной суспензии.

Использование золы ТЭС в технологии геополимерных...

Приведены данные о эффективности применения золы ТЭС в производстве геополимерных вяжущих строительного назначения. Показано, что в России и других странах, не имеющих развитой индустрии утилизации промышленных отходов, применение золы в технологии...

Задать вопрос