Метод разработки состава многокомпонентного минерального вяжущего на основе техногенного сырья

Выявлен наиболее эффективный модификатор структуры для шлакобетона на ММВ - пластификатор «Полипласт СП-1»; при его введении ускорились процессы твердения, повысилась прочность до М350; морозостойкость не менее F150; водонепроницаемость до марки W6.

Осуществлено внедрение разработанного многокомпонентного минерального вяжущего из сырьевой смеси вторичных продуктов промышленности при изготовлении напольных плит.

Опытно-промышленная апробация разработанного многокомпонентного минерального вяжущего внедрена в виде сухой строительной смеси с пластифицирующей добавкой «Полипласт СП-1» при производстве напольных плит.

Разработанный состав ММВ не входит по определенным признакам (состав вяжущего, сырьевые компоненты) в классификацию современных нормативных документов, поэтому был разработан стандарт организации на сухую строительную смесь (ССС) СТО 41140115 - 57 4550 - 2011 «Сухая строительная напольная выравнивающая смесь СШГВ - В20, П_К2», позволивший использование ММВ при промышленном внедрении на предприятии ООО «Красивый дом» взамен CCC на портландцементе по технологическому регламенту. Достигнута требуемая марочная прочность М350 напольных плит, что соответствуют требованиям СНиП 2.03.13.88 «Полы». Снижена масса напольных плит на 6 %.

Показана экономическая целесообразность применения ММВ на основе сравнительного расчета себестоимости конечного продукта. Установлено, что применение разработанного многокомпонентного минерального вяжущего позволяет снизить себестоимость производства напольных плит на 15,3 %.

При объеме внедрения 86,40 м³ растворной смеси на основе разработанного ММВ, экономический эффект составил 27,035 тыс. руб. или 298 руб. на 1 м³ растворной смеси.

Общие выводы

1. Разработан метод проектирования состава многокомпонентного минерального вяжущего при комплексном использовании побочных продуктов промышленности. Метод включает: поэтапный анализ физико-технологических параметров сырья, их классификацию, выбор направления их использования, оптимизацию состава основных оксидов шихты по отношению к химическому составу эталонного композита.

2. С целью систематизации разработанного метода предложена схема комплексной переработки промышленных отходов. Направления переработки промышленных отходов обусловлены их химическими и физическими свойствами. Для изучения фазовых превращений в композитах, которые находятся в прямой зависимости от химического состава, в промышленном производстве часто используют диаграммы состояния различных систем. Предложено и обосновано применение базиса трехкомпонентной системы CaO-SiO₂-Al₂O₃ (диаграмма Ранкина) в качестве технической модели при расчете соотношений сырьевых компонентов в шихте строительного композита.

3. По разработанной схеме комплексной переработки промышленных отходов исследованы и проанализированы факторы, влияющие на колебания химико-минералогического состава промышленных отходов Череповецкого промышленного узла. Установлена номенклатура вторичных продуктов промышленности, разрешенная к использованию в строительной отрасли в качестве сырьевых компонентов. С учетом химико-минералогического состава нанесены области их расположения на базисе технической модели - трехкомпонентной системы CaO-SiO₂-Al₂O₃, что позволило определить потенциальные свойства сырьевых компонентов по близости расположения известного вяжущего - портландцемента.

4. Высокая степень сходимости результатов теоретического обоснования и расчета состава сырьевой смеси многокомпонентного минерального вяжущего по содержанию химических оксидов с фактическими данными лабораторных исследований позволяет сделать вывод о возможности использования для решения практических задач сформулированной в работе системы по комплексной переработки промышленных отходов в производство строительных материалов, основная сущность которой заключается в определении направления их синтеза с учетом минералогического и химического состава в системе CaO-SiO₂-Al₂O₃.

5. Исследованы прочностные, деформативные характеристики многокомпонентного минерального вяжущего и шлакобетона на его основе. Экспериментально установлен коэффициент теплопроводности шлакобетона на разработанном ММВ. Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии составляет л=0,548 Вт/(м•К), что на 17,7 % ниже значений СП 23-101-2004 для равноплотных шлакобетонов. Доказано, что данные материалы имеют прочность при изгибе на 9…25 % выше, чем известные на аналогичных вяжущих при одинаковой прочности; по своим механическим свойствам является конкурентоспособным и взаимозаменяемым с ними. Прочностные и деформативные характеристики соответствуют требованиям СП 52-101-2003.

6. Разработан и утвержден стандарт предприятия (технические условия) на изготовление сухой строительной смеси из разработанного многокомпонентного минерального вяжущего: СТО 41140115-57 4550-2011 «Сухая строительная напольная выравнивающая смесь СШГВ - В20, _ПК2». Осуществлено внедрение разработанного многокомпонентного минерального вяжущего из сырьевой смеси вторичных продуктов промышленности при изготовлении напольных плит. При объеме внедрения 86,40 м³ растворной смеси, экономический эффект составил 27,035 тыс. руб. или 298 руб. на 1 м³ растворной смеси.

Список публикаций по теме диссертации

публикации в периодических научных изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Бондаренко, Г. В. Оценка свойств шлакобетона, изготовленного на основе многокомпонентного минерального вяжущего / Г. В. Бондаренко // Вестник гражданских инженеров. - 2012. - № 5. - С. 138 - 144 (0,4 а. л.).

2. Бондаренко, Г. В. Использование отходов в производстве строительных материалов / А. Г. Каптюшина, Г. В. Бондаренко // Строительные материалы. - 2008. - № 2. - С.38-40 (0,1/0,18 а. л.).

3. Бондаренко, Г.В. Проектирование состава композиционного безобжигового вяжущего на базе техногенных отходов Череповецкого промышленного узла и исследование его технических характеристик / А. Г. Каптюшина, Г. В. Бондаренко // Химическая промышленность сегодня. - 2011. - № 11. - С.37-41 (0,1/0,29 а. л.).

4. Бондаренко, Г. В. Проектирование состава бетона на основе вторичных продуктов производства Череповецкого промышленного узла методом математического планирования эксперимента / А. Г. Каптюшина, Г. В. Бондаренко // Вестник ЧГУ. - 2012. - №1 (37). Т.2. - С. 7-11. (0,26/0,1 а. л.).

5. Бондаренко, Г. В. Методологические аспекты получения многокомпо-нентного минерального вяжущего на основе техногенных отходов промышленности. / Г. В. Бондаренко, В. С. Грызлов, А. Г. Каптюшина // Строительные материалы. - 2012. - № 3. - С.26-29 (0,5/0,2 а. л.).

Патенты.

6. Патент на изобретение № 2010146531. Вяжущее. Заявка № 2010146531/03 от 15.11.2012. Решение о выдаче патента от 13.07.2012. Авторы: Г. В. Бондаренко, В. С. Грызлов; А. Г. Каптюшина.

публикации в других изданиях:

7. Бондаренко, Г.В. Формирование местной сырьевой базы в производстве строительных материалов на основе техногенных отходов Череповецкого промузла / Г. В. Бондаренко, А. Г. Каптюшина // Материалы ежегодных смотров - сессий аспирантов и молодых ученых по отраслям наук / Вологда: ВоГТУ. - 2007. - С. 4-11. (0,2/0,2 а. л.).

8. Бондаренко, Г.В. К вопросу о возможности использования в строительстве сульфатно-шлаковых вяжущих на основе техногенных отходов промышленных предприятий г. Череповца / Г.В. Бондаренко // Череповецкие научные чтения-2009: Материалы всероссийской научно-практической конференции. В 3-х ч. Ч.3: Современные проблемы технических, естественных и экономических наук / Череповец: ЧГУ. - 2010. - С.53-56.

9. Бондаренко, Г.В. Физико-технологические основы рециклинга промышленных отходов в производстве портландцемента / Г. В. Бондаренко, Ю. С. Виноградова, А. Г. Каптюшина // Молодые исследователи регионам: Материалы всероссийской научной конференции студентов и аспирантов. В 2-х т. / Вологда: ВоГТУ. - 2009. - Т.1. - С.4-5. (0,03/0,01 а. л.).

Размещено на Allbest.ru