Главная » 2014»Август»27 » Скачать Алюминатный цемент на основе отходов водоочистных станций. Воробьев, Андрей Игоревич бесплатно
04:41
Скачать Алюминатный цемент на основе отходов водоочистных станций. Воробьев, Андрей Игоревич бесплатно
Алюминатный цемент на основе отходов водоочистных станций
Диссертация
Автор: Воробьев, Андрей Игоревич
Название: Алюминатный цемент на основе отходов водоочистных станций
Справка: Воробьев, Андрей Игоревич. Алюминатный цемент на основе отходов водоочистных станций : диссертация кандидата технических наук : 05.17.11 Москва, 2006 172 c. : 61 06-5/3619
Объем: 172 стр.
Информация: Москва, 2006
Содержание:
Введение
1 Аналитический обзор
11 Фазовый состав алюминатных цементов
12Влияние способа получения на фазовый состав и свойства алюминатных цементов
I 13Применение промышленных отходов в производстве алюминатных цементов
1 АВыводы
2 Материалы и методы исследования
21Характеристика исходных материалов для получения глинозёмистого цемента
22Методы исследования
3 Экспериментальная часть
31Кинетика реакций минералообразования при обжиге смесей на основе шламовых отходов
32Минералообразование при обжиге сырьевых смесей
33Прочность алюминатных цементов
4 Модифицирование минералов алюминатных клинкеров
41 Влияние минерализаторов на процесс минералообразования
42Минералообразование при обжиге смесей с добавкой Zr02 и ZnO
43Исследование процессов гидратации модифицированных цементов
5 Состав жаростойких бетонов на основе алюминатного цемента
51 Разработка состава бетона
52Исследование свойств бетона
6 Опытно - промышленные испытания цемента
61 Разработка нормативно - технической документации
62Выпуск опытных партий цемента
Выводы
Введение:
Повышение качества цемента и эффективности его производства является постоянной задачей цементной промышленности. Для производства глинозёмистого цемента это направление технического прогресса сопряжено с определёнными трудностями в связи с постоянным ухудшением качества исходного сырья и топлива (боксит, кокс). Истощение запасов высокосортных бокситов вызывает необходимость использования бокситов с повышенным содержанием Si02 и других примесей, что приводит к образованию гидратационно неактивного геленита и соответственно к снижению прочности цементного камня.
В то же время в нашей стране накопилось значительное количество "мокрых" отходов-шламов, складирование и хранение которых требует значительных затрат. Захоронение отходов приводит к постоянному увеличению занятых под свалки земельных площадей, загрязнению грунтовых вод, ухудшению экологической обстановки промышленных регионов страны.
Среди многочисленных отходов наибольший интерес представляют шла-мы, полученные при очистке природной воды. Основными компонентами этих шламов-отходов является гидроксид алюминия, который может быть использован в качестве исходного сырья вместо дефицитных высокосортных бокситов при производстве алюминатного цемента. Однако для их применения требуется проведение исследований по изучению влияния состава шламов, наличию в них примесей на процессы минералообразования и гидратации алюминатных цементов. Можно ожидать, что небольшое количество оксидов железа, находящихся в шламе, обеспечит возможность производства клинкера методом спекания, что позволит получить цемент, конкурентоспособный как на внутреннем, так и на мировом рынке.
Учитывая, что запасы природного высокосортного сырья ограничены и постоянно сокращаются, получение алюминатных цементов из техногенного сырья является актуальным направлением расширения сырьевой базы производства алюминатных цементов, снижения стоимости продукции, предотвращения расширения существующих и образования новых отвалов.
Работа проводилась в рамках совместных научно-исследовательских работ РХТУ им. Д. И. Менделеева и МГУП "Мосводоканала".
Целью работы являлась разработка состава и технологии алюминатного цемента на основе отходов водоочистных станций.
Для достижения поставленной цели задачами работы являлись: изучение состава шламовых отходов, наличия в них примесей, исследование процесса минералообразования при обжиге сырьевых смесей, изучение влияния модифицирующих добавок на фазовый состав клинкера, изучение процессов гидратации цемента, определение его технических свойств, разработка нормативно-технической документации, выпуск опытно-промышленных партий цемента.
Научная новизна работы:
• научно обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения алюминатного цемента из отходов водоочистных станций;
• установлены кинетика процесса клинкерообразования и фазовый состав клинкера алюминатного цемента, кинетика процесса синтеза лимитируется скоростью химического взаимодействия и скоростью диффузии ионов в реакционную зону через слой новообразований, первичными продуктами синтеза являются Ci2A7 и геленит;
• выявлено, что причиной образования геленита является различие энергии связей атомов в кристаллической решетке реагирующих компонентов. Впервые показана возможность предотвращения образования геленита при обжиге клинкера путем введения в сырьевую смесь фторида кальция, оксидов железа, циркония и цинка;
• установлено, что модифицирование клинкерных фаз обусловливает повышение прочностных характеристик алюминатного цемента, формирующиеся продукты гидратации более стабильны, поэтому не наблюдаются сбросы прочности при длительном твердении в отличие от цементного камня на основе обычного немодифицированного алюминатного цемента;
• определена возможность использования клинкера в качестве заполнителя при использовании алюминатного цемента для приготовления жаростойкого бетона и выявлены особенности протекания процессов взаимодействия в контактной зоне заполнителя и цемента при гидратации и твердении, предопределяющие более высокую остаточную прочность бетона при воздействии высоких температур.
Практическая ценность работы. Результаты исследований позволили получить высококачественный алюминатный цемент при одновременном решении проблемы утилизации отходов - алюминатных шламов, получаемых при очистке воды.
Разработана нормативно-техническая документация для производства алюминатного цемента спеканием (технические условия на шлам-отход очистки воды, технологический регламент на производство цемента, технические условия на цемент "Акванит"). Новизна технических решений, положенных в основу разработанной технологии алюминатного цемента, подтверждена патентом РФ №2255916.
Выпущены опытные партии цементов на двух предприятиях: "Объединённые заводы Группы" и ОАО "Подольск - цемент". Результаты испытаний опытных партий показали, что утилизация отходов водоочистных станций позволяет получить цемент высокого качества при значительной экономической эффективности.
Расчётный экономический эффект от использования результатов работы превышает 16 тыс. руб. при выпуске 1 тонны цемента.
Опытный цемент был использован для получения теплоизоляционного бетона, примененного при футеровке плавильной печи на ОАО "Подольск -цемент".
Апробация работы. Материалы диссертации доложены на международных конференциях по цементу и бетону (София, Болгария, 2003 г., Москва,
Россия, 2005 г.), на конференциях молодых ученых (Москва, РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2004 г., МГСУ, 2004 г., БГТСУ, 2005 г.)
Публикации. Основное содержание работы изложено в 7 публикациях и патенте РФ №2255916.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора, экспериментальной части, включающей 6 разделов, выводов, списка литературы.
