Диссертация (Безобжиговые гипсовые композиты с повышенными эксплуатационными свойствами), страница 12

В видеследов в исследуемом гипсе присутствуют полевые шпаты - Ca(Al2Si2O8).Следов кальцита (CaCO3), кварца (SiO2) – не обнаружено.76Исследования химического анализа отхода форм для литья показалиотсутствие следов шликера.Гипсовый отход керамической промышленности отличается высокойчистотой – в его составе содержится 98,54 % – CaSO4·2H2O, что даетвозможность классифицировать его как техногенное сырье1 сортасогласно требований ГОСТ 125.

Отмечается также и отсутствиеполуводного гипса в порошках, подвергшихся помолу в лабораторныхизмельчительных устройствах.Чистота гипсового отхода подтверждается также и даннымирадиационных исследований согласно ГОСТ 30108. Отход характеризуетсянизкой удельной активностью ЕРН, в связи с чем его можно отнести кпервому классу.Таким образом, проведенные исследования фазового, химического,минералогического и радиационного анализа дают возможность отнестиподобные гипсовые отходы к высококачественному и экологическибезопасному сырьевому компоненту.Гарантированная безопасность техногенного двуводного гипса даетвозможностьиспользоватьегодляполучениявысокопрочныхбезобжиговых гипсовых композитов и изделий на их основе бездополнительных технологических переделов и затрат.Дляиспользованиявысококачественныхотходоввформеотработанных гипсовых отливок в условиях Конаковского фаянсовогопредприятия была предпринята попытка получить вторичный полуводныйгипс основе традиционной схемы обжига.

Техногенный гипсовый каменьизмельчалиназаводскомоборудовании,азатемобжигалипритемпературе более 400 °C, после чего гипс измельчали в диспергаторе.Полученный вторичный полуводный гипс не соответствовал требованиямпотребителя либо с точки зрения его физико-механических свойств (малаяпрочность), как показано в таблице 2.7, ни из его экономической77эффективности, а, следовательно, возможность увеличения его основныхфизико-механических характеристик рассматривалась в дальнейшемсиспользованием других технологических приемов.Таблица 2.7. – Сравнительныйанализ показателей полуводного гипсапроизводства «ДЕКОР-1» (г. Пешелань) и вторичного полуводного гипса(г.

Конаково)Наименование показателейГ-7,г. ПешеланьПолуводныйгипс,г. КонаковоСроки схватывания, мин:начало74,5конец1111Прочность при сжатии, МПа7,31,60,390,30,3Тонкость помола (остаток на сите№ 02), %Содержаниеметаллопримесей,нерастворимых в НСl в 1 кгвяжущего, %В целях повышения основных характеристик вторичного гипсовоговяжущего на Конаковском производстве в его состав были включеныдобавки гашеной извести и золы гидравлического удаления ТЭЦ (г. Тверь)(см. п.

2.1.3). Физико-механические характеристики вторичного вяжущегос модифицирующими добавками приведены ниже (табл.2.8, 2.9).Минеральные добавки извести гашеной и золы, введённые в состав,способствовали увеличениюпрочности камня, полученного литьем наоснове вторичного полуводного гипсового вяжущего Конаковского завода,но прочность полученных составов также не достигла требуемыхпотребителем «марочных» параметров.78DTGDTG4200DTA8000TTGTTG21001800Рисунок 2.8 – Дериватограмма гипсового отхода Конаковского фаянсовогопроизводства79Рисунок 2.9 – Рентгенограмма гипсового отхода Конаковского фаянсовогопроизводстваТаблица 2.8 – Прочность гипсового камня, изготовленного по литьевойтехнологии, на основе вторичного полуводного гипса (г.

Конаково)Прочность при сжатии, МПа, приИспытаниявторичного полуводного гипса,Приростзатворенного:прочности, %водойгашеной известью2ч1,61,923после сушки3,34,43780Таблица 2.9 − Анализпрочностипри сжатии гипсозольного камня,полученного на основе вторичного полуводного гипсового вяжущего сприменением в качестве затворителя воды/раствора гашеной извести( В / Г  0,8 )СоставПрочность приПрочность приПриростмасс.,сжатии через 2 часа,сжатии в сухомпрочности, %%МПа, присостоянии, МПа, призатворении:затворении:водойрастворомводойрастворомгашенойгашенойизвестиизвестичасасост.через 2 в сухом12345771.Гипс1001,51,75,17,217,022,01,551,935,25,9724,014,01,531,785,855,9310,01,51,751,955,65,812,02,0структур,которыеобразуютсяДобавказолы 02.Гипс 90Добавказолы 103.Гипс 80Добавказолы 204.Гипс 70Добавказолы 30Проведенныесистемахисследованияприродногоитехногенногогипсовпоказали:впорошкиидентичны.

Это подтверждается значениями растворимости смесей,81средней плотностью и прочностью прессованного камня в соответствии стаблицей 2.9 и рисунками 4.1 и 4.2.Таблица 2.10 – Концентрации растворов природного и техногенного гипсаПоказатели средней плотности безобжиговых композитов схожи прииспользовании различных значений давления прессования в соответствиис рисунком 2.10.Рисунок 2.10 – Плотность безобжиговых композитов при различныхзначениях прессующего давления82Безобжиговые композиты на четырнадцатые сутки твердениянабрали практически идентичную прочность и для техногенного, и дляприродного гипса. Что наглядно отражено на рисунке 2.11.Рисунок 2.11 – Прочность безобжиговых композитов при различныхзначениях прессующего давленияОтмеченный факт объясняется атомарно-молекулярным уровнемвзаимодействиякомпонентовприконденсационномтвердениибезобжиговых структур дигидрата.

Происхождение вещества не играетопределяющую роль.2.1.3 ДобавкиВ работе использовалась для получения композиций на основедвуводногогипсавкачествеструктурообразующегокомпонентавоздушная известь Угловского известкового комбината, Новгородскойобласти.Основныепараметрывоздушнойизвестиизвесткового комбината приведены в данных таблицы 2.11.Угловского83Таблица 2.11 − Воздушная известь Угловского известкового комбината,Новгородской обл.

Основные свойстваСвойствоСредний показательАктивные СаО+MgO по ГОСТ 9179, %85, 72Содержание СО2 по ГОСТ 9179, %3, 7Непогасившиеся зерна по ГОСТ 9179, %9, 7Время гашения по ГОСТ 9179, мин422Для проведения исследований в качестве щелочных компонентовиспользовались растворы щелочей Са(ОН)2, NaОН и КОН..Также использовалась добавка золы гидроудаления (г. Тверь). Дляполучения композиций на основе древесных опилок дополнительновводилась в состав вяжущего добавка шлакопортландцемента марки М400(ШПЦ) (п. Пикалево, Ленинградская обл.). В составе цемента содержаниедобавки доменного шлака не превышало 45 %.

Водопотребность ШПЦсоставляла 27 %,по срокам схватывания и другим характеристикамцемент соответствовал требованиям ГОСТ 10178 (таблица 2.12) .Дополнительновкомпозицияхсотходамидеревообработкиприменялись алюмоаммонийные квасцы (Х.Ч., ГОСТ 4238).Основные свойства золы гидроудаления (г. Тверь) приведены втаблице 2.13. Гранулометрический состав золы гидроудаления показан втаблице 2.14.

Предварительно зола высушивалась до постоянной массы,температура сушки составляла105  1100С. Оценка зернового составазолы гидроудаления проводилась по результатам еерассева настандартном наборе сит. Для исследованных составов золы гидроудалениямодуль крупности составил 1,04 .84Таблица 2.12 – ШлакопортландцементМ400 (Ленинградская обл.,Пикалево). Минералогический составТаблица 2.13 – Топливная зола (г. Тверь). Основные свойстваТаблица 2.14 – Топливная зола (г.

Тверь). Гранулометрический составВ экспериментах, как органический наполнитель безобжиговыхгипсовых композитов,также использовался отход деревообработки.Данные гранулометрического состава опилок поперечной распиловки –отхода деревообрабатывающего производства Тверской области показаны85в таблице 2.15.Примесь коры – 0,5 %. Инородных примесей – несодержалось. Влажность – 14 %. Длина древесной частицы –ширина древесной частицы57мм,– 0,5  1 мм, толщина древесной частицы0,5  0,8 мм.Таблица 2.15 − Опилки поперечной распиловки деревообрабатывающегопроизводства (Тверская обл.). Зерновой составРазмер сит,мм20Полные остатки,мас., %3,510255652,596менее 2,572.2.

Методы испытанийИзмельчение гипсового камня производили в лабораторной шаровоймельнице. Размер измельчаемой фракции – менее 5 мм. Все фракции сразмерами зерен более 5 мм перед измельчением подвергали дроблениюна щековой дробилке.Оценку удельной поверхности измельченного двуводного гипса ввиде полидисперсных порошков, а такжеследующими методами:порошковидных смесейи их смесей проводилиседиментацией, дисперсионным анализомс использованием лазерного анализатора типа«Аnalysette 22» (производителя FRITSCH, Германия) и фильтрационнымметодом с использованием СИ ПСХ-11 (производителя «Промприбор»,Россия, Екатеринбург).Для нахождения значений пористостиполучаемых гипсовыхобразцов был использован экспериментально-расчетный метод.86Характеристики дисперсности всех исследованных порошковидныхсмесей, в т.

ч. – зерновой состав, средний диаметр зерен, а также иныестатистические показателиопределялись по данным лазерногоанализатора «Аnalysette 22» .Для оценки химических и фазовых составовкак исходныхкомпонентов, так и полученных образцов были использованы методыхимического,рентгеноструктурного идифференциально-термическогоанализов.Для анализа эффективности применения смесей с нормированнымгранулометрическимсоставомбылииспользованырезультатыпорастворимости.Для получения монофракций на основе полидисперсных порошковдвуводного гипса различного происхождения производили мокрый рассевдля разделения на отдельные монодисперсные (или близкие к ним)составы,которыесоответствовалиразмерамстандартныхсит,применяемых для исследования гранулометрических составов в диапазонеот 5 мм до 0,14 мм.Состав рабочих полидисперсных и бидисперсных смесей, которыебыли использованы в качестве пресс-порошков, принимали с цельюобеспечения максимально возможного количества центров кристаллизациив системе дигидрата.Для изготовления бидисперсных составов двуводный гипс в видеполидисперсных порошков (тонко- и крупнодисперсных) сочетались вразных пропорциях, согласно принятой программы исследований.Электропроводность рабочих составов оценивалась по результатамисследований на кондуктометре «Мультитест КСЛ-101» (производителя"СЕМИКО", Россия, Новосибирск).

Концентрация растворов гипса икомпозиций,получаемыхнаегооснове,находиласьэлектропроводности растворов дигирата сульфата кальция.по87Исследованиярастворимостипроводилисьсиспользованиемисходных порошков дигидрата и их бинарных составов, полученныхсогласно принятой программы исследований.Порошкисмешивалисьдигидрата,вручнуювысушенныедлядополученияпостояннойбинарныхмассы,составов.Полидисперсные и бидисперсные рабочие составы затворяли водой илидругойдисперсионнойсредойдляполученияполусухойсмеси.Непосредственно перед началом опыта приготавливались равновесныерастворы на основе сухих смесей.