WWW.DOC.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Различные документы
 

«ЭФФЕКТИВНЫЕ СТЕНОВЫЕ КЕРАМИЧЕСКИЕ ИЗДЕЛИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РИСОВОЙ СОЛОМЫ ...»

На правах рукописи

Расулов Олимджон Рахмонбердиевич

ЭФФЕКТИВНЫЕ СТЕНОВЫЕ КЕРАМИЧЕСКИЕ ИЗДЕЛИЯ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РИСОВОЙ СОЛОМЫ

05.23.05 – Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учной степени

кандидата технических наук

Москва 2016

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет».

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент Горбунов Герман Иванович

Официальные оппоненты:

Котляр Владимир Дмитриевич, доктор технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет», заведующий кафедрой Строительных материалов;

Женжурист Ирина Александровна, кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Казанский государственный архитектурно-строительный университет», доцент кафедры Технологии строительных материалов, изделий и конструкций.

Ведущая организация: Общество с ограниченной ответственностью «Внедрение, научное исследование, испытание строительных материалов – Новый Век» (ООО «ВНИИСТРОМ-НВ»).



Защита состоится «25» апреля 2016 г.

в 12-00 на заседании диссертационного совета Д 212.138.02, созданного на базе ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет», по адресу:

129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, ауд. № 9 «Открытая сеть».

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке и на сайте ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет»

www.mgsu.ru.

Автореферат разослан «___» ____________ 2016 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Алимов Лев Алексеевич

Общая характеристика работы

Актуальность темы исследования. Общеизвестно, что одним из самых энергозатратных секторов экономики является теплообеспечение зданий. На это тратится до 20% вырабатываемых в России энергоресурсов. В связи с этим, задачи энергосбережения и экономии энергоресурсов в зданиях становятся все более актуальными. СП 50.13330.2012 «СНиП 23- 02-2003 Тепловая защита зданий» предусматривает повышение требований к теплозащите ограждающих конструкций вновь строящихся и реконструируемых зданий в 3-3,5 раза, что позволяет снизить на 20-30 % теплопотребление. Поэтому, одна из важных технологических задач – разработка эффективных методов поризации структуры материалов с целью повышения качества теплоизоляционных свойств изделий. Один из вариантов решения - повышение термического сопротивления наружных стен за счет производства стеновой керамики со сниженной средней плотностью.

Степень разработанности. В процессе работы были исследованы формовочные, технологические и химические свойства глинистого сырья. Методом рентгенофазового анализа установлен минералогический и фазовый состав суглинков. Исследованы физико-механические и технические свойства рисовой соломы. Проанализировано влияние окислительной и восстановительной среды сжигания соломы на фазовый состав образующейся золы. Определены оптимальные составы глинистоволокнистых композиций, разработаны способы формования образцов в лабораторных условиях, установлены оптимальные режимы сушки и обжига. Разработаны технологические схемы (варианты) получения стеновых керамических изделий с использованием в качестве технологической добавки отходы производства риса, что позволяет также частично решить проблемы их утилизации в регионе. Определены физико-механические и эксплуатационные свойства образцов. Произведн расчт технико-экономической эффективности применения рисовой соломы в производстве стеновых керамический изделий.

Научная гипотеза Получение высокоэффективных изделий стеновой керамики, обладающих оптимальной пористой структурой и свойствами с учтом производственных и эксплуатационных факторов из малопригодных карбонатосордержащих лессовидных глин и обоснование целесообразности использования рисовой соломы в качестве технологической добавки в производстве стеновых керамических изделий;

Цели и задачи. Целью работы является разработка составов и технологии производства эффективных изделий стеновой керамики на основе лессовидных низкосортных, в том числе, карбонатосодержащих суглинков с использованием в качестве технологической добавки рисовой соломы и золы рисовой соломы.

Для достижения поставленной цели необходимо:

- исследовать рецептурно-технологические факторы, обеспечивающие формирование требуемой структуры черепка;

- определить оптимальный режим сушки и обжига изделий;

- комплексно изучить и проанализировать физикохимические процессы, происходящие при обжиге композиций «глина – солома» и «глина – зола рисовой соломы»;

- комплексно оценить физико-механические и эксплуатационные характеристики пористого черепка;

- разработать общие принципы технологической схемы производства высокоэффективных изделий стеновой керамики с использованием рисовой соломы и определить техникоэкономическую эффективность разработанных решений;

- разработать технические условия и технологию производства изделий.

Научная новизна. Определены основные рецептурнотехнологические факторы получения сырьевых глинистых композиций с использованием высокодисперсного волокнистого компонента (рисовой соломы), обладающего повышенной водоудерживаюшей способностью.

Теоретически обоснован и экспериментально подтвержден механизм формирования комбинированной, капиллярнопористой и газо-пористой структуры глинисто-волокнистой композиции.

Установлены особенности физико-химических процессов, происходящих при сушке, пиролизе и высокотемпературном обжиге.

Установлены основные закономерности и рецептурнотехнологические факторы получения изделий стеновой керамики с заданными свойствами с использованием рисовой соломы в процессе формирования комбинированной пористой структуры керамического черепка.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Доказана рациональная вероятность использования отходов производства риса в технологии стеновой керамики не только в качестве технологической добавки, но и как химического реагента (аморфного кремнезма), способного оказывать существенное влияние на структурные характеристики обожжнного керамического черепка.

Практическая значимость работы состоит в том, что доказана возможность более широкого использования низкосортных лссовидных суглинков, в том числе с повышенным содержанием карбонатов кальция и магния в технологии стеновой керамики.

Установлено, что использование отходов производства риса в технологии стеновой керамики позволяет повысить эффективность стеновых керамических материалов за счт существенного снижения плотности керамических изделий, и в значительной степени решить проблемы утилизации отходов в рисопроизводящих регионах страны.

Методологии и методы исследования: были проведены следующие исследования: определены возможности широкого применения лссовидных суглинков, содержащих значительное количество карбонатных включений, снижающих пригодность их для производства стеновых керамических изделий; исследованы химические и физико-технические характеристики рисовой соломы, с целью установления целесообразности применения метода выгорающей добавки в производстве стеновых керамических изделий; исследовано влияние окислительной и восстановительной среды процесса сжигания рисовой соломы на минералогический состав образующейся золы, в частности на содержание в ней аморфного кремнезма; установлены оптимальные параметры формования, сушки и обжига изделий из суглинков с добавкой распушенной рисовой соломы (или золы рисовой соломы, полученной при сжигании последней в специальных условиях); физико-химическими методами исследования установлен эффект взаимодействия аморфного кремнезма соломы с продуктами обжига минералов суглинка с появлением кристаллических новообразований в черепке; проведены физико-механические лабораторные испытания, позволившие определить пределы оптимального содержания добавок в исследуемой композиции для получения стеновых керамических изделий отвечающих нормативным требованиям; произведены техникоэкономические расчты, которые показали эффективность использования рисовой соломы в производстве стеновых керамических изделий из лссовых, карбонатосодержащих суглинков;





показано, что суглинки в 3-4 раза дешевле легкоплавких кирпичных глин, а использование рисовой соломы в производстве значительно снижают расходы на утилизацию е и частично решает экологические проблемы в регионе.

Степень достоверности и апробация результатов. Исследования проводились в Лаборатории НИУ МГСУ с применением электронной аппаратуры и современных методов анализа структуры строительных материалов. Подготовка и испытания образцов производились с учтом действующих стандартов, требований, норм и правил. Апробация результатов проводилась в заводских условиях производства стеновых керамических изделий. Результаты по отдельным разделам диссертационной работы докладывались и обсуждались на международной межвузовской научно-практической конференции студентов, магистрантов, аспирантов и молодых учных «Строительство – формирование среды жизнедеятельности» (Москва, 2014 г.), международной научно-практической конференции «Влияние науки на инновационное развитие» (Самара, 2015г.).

Внедрение результатов исследования. Опытнопромышленная апробация разработанных рекомендаций по использованию глинистых композиций с добавками рисовой соломы и золы из рисовой соломы и технологии керамических изделий для ограждающих конструкций осуществлялась в 2014 году на керамическом заводе г. Ходжент (р. Таджикистан) на местном глинистом сырье (лессовидные карбонатсодержащие суглинки). Опытная партия составила 10 тысяч штук условного кирпича.

Личный вклад соискателя в решении исследуемой задач заключался в сборе, обобщении, систематизации и развитии теоретических предпосылок исследуемых проблем, а также в разработке и реализации полученных результатов.

Публикации. Основные результаты диссертационной работы отражены в четырх публикациях, в том числе в трх российских рецензируемых научных журналах согласно требуемому перечню ВАК.

Структура и объм работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы и приложения. Работа изложена на 162 страницах машинописного текста, включающего 36 рисунков, 24 таблиц и 127 наименований литературных источников.

Положения, выносимые на защиту:

- установленные физико-химические закономерности образования в процессе обжига карбонатосодержащих гидрослюдистых суглинков в присутствии аморфного кремнезма рисовой соломы устойчивой композиции, состоящей из кварца, полевошпатных соединений, а также алюмосиликатов кальция и магния;

- экспериментальные данные и технологические особенности получения пористого керамического черепка с высокими теплофизическими характеристиками;

- технологические основы получения эффективных изделий стеновой керамики, с использованием выгорающей добавки в виде рисовой соломы с возможностью максимального применения стандартного технологического оборудования;

- установленные закономерности влияния рецептурнотехнологических факторов на основные свойства стеновой строительной керамики, с использованием рисовой соломы; - результаты практической реализации разработанной технологии изготовления эффективной стеновой керамики с использованием рисовой соломы;

- способы рациональной утилизации рисовой соломы.

Содержание работы Расширение ассортимента и увеличение выпуска качественных стеновых изделий связано с улучшением их эксплуатационных и декоративных свойств. Для оценки структуры потребления видов стеновых материалов был проведен анализ данных об объемах строительства зданий, материалах стен жилых домов, объемах производства стеновых материалов, внешнеторговых и межрегиональных поставок. Было установлено, что на долю керамических стеновых материалов в целом по России приходится около 50% от всех видов стеновых материалов.

При этом в различных регионах страны доля их в структуре потребления существенно варьируется (от 40 до 79%).

Анализ состояния сырьевой базы для производства стеновых керамических изделий показал, что в большинстве регионов России в виду недостаточного количества месторождений качественной глины используются, в основном, средне- и мелкодисперсные суглинки, что не способствует получению высококачественных керамических изделий.

В работе поставлены следующие основные задачи исследования: расширение применения в технологии строительной керамики низкосортных мало использованного глинистого сырья, в частности, лссовых карбонатосодержащих суглинков;

повышение эффективности стеновых керамических материалов;

утилизация отходов производства, в частности рисовой соломы.

Для решения поставленной задачи в качестве глинистого сырья и выгорающей добавки были выбраны лессовидные суглинки Хитойского месторождения и рисовая солома урожая 2013 года в республике Таджикистан. В качестве аналогов исследуемой глины при проведении лабораторных испытаний использовали глины Московского региона (Михнево и Новоподрезково).

В работе были определены химический, минералогический, гранулометрический составы, а также исследованы технологические и термические свойства глиняных масс.

Химические составы суглинков месторождения «Хитой»

отличаются от суглинков Московского региона значительным содержанием карбонатов (19-20%) против (1,5-2,5%). Минералогические составы суглинков, напротив, сопоставимы наличием в них полевых шпатов и гидрослюд. Минералогический состав глин представлен в таблице 1.

Таблица 1- Минералогический состав глин (в % от массы) Слюды и гид- Карбонатные Глина Полевые шпаты рослюды минералы (Месторож- Кварц дение) Альбит Микроклин Мусковит Хлорит Кальцит Доломит «Хитой» 35,2 17,5 5,3 8,1 7,5 22,4 4,0 «Михнево 58,8 15,3 11,9 10,9 2,7 0,4 --В Лаборатории НИУ МГСУ методом рентгенофазового анализа был определн минералогический состав глин, представленный: кварцем [SiO2]; полевым шпатом альбит [NaAlSi3O8] и микроклин [KAlSi3O8]; слюдой мусковит и гидрослюдой хлорит [KAl2(AlSi3O10)(OH)2] [(Mg,Fe)3(Si,Al)4O10(OH)2·(Mg,Fe)3(OH)6]; карбонатами кальцит [CaCO3] и доломит [CaMg(CO3)2]. Основным компонентом исследуемых глин является кварц [SiО2] 35,2% и 58,8% соответственно. Низкие значения, особенно в составе месторождения «Хитой», для легкоплавких глин свидетельствует об их низкой огнеупорности и относительно высокой пластичности. Содержание в обеих глинах полевых штатов (альбита и микроклина) в сумме 22,8% и 27,2% соответственно, характеризует пластинчатый характер текстуры глин их и низкую температуру спекания.

Наличие гидрослюдистых минералов 15,6% и 13,6% соответственно определяет пластические свойства глин и их формуемость. Глина месторождения «Хитой» отличается повышенным содержанием карбонатов – 26,4%, которые после диссоциации способны взаимодействовать с минералами, образующимися в процессе обжига.

По результатам анализа, глину месторождения «Хитой»

можно квалифицировать как карбонатсодержащий гидрослюдистый суглинок с включениями кварца. Анализ глины месторождения «Михнево» квалифицирует фазовый состав как гидрослюдистый с высоким содержанием кварца и полевых шпатов. Сравнительный анализ химического и минералогического составов глин показывает отсутствие в обеих глинах глинистых минералов (каолинита и монтмориллонита).

В работе были определены основные вязко-пластичные свойства исследуемых глин (таблица 2).

Таблица 2 - Основные вязко-пластичне свойства суглинков Глины – свойства «Хитой» «Михне- «Новоподво» резково»

Формовочная влажность, % 15-16 17-18 16-17 Пластичность, число пластичности 13-15 20 20 Связующая способность,% (по 20 35 30 песку) Пластическая прочность, МПа 0,025 0,04 0,035 Улучшение качества лессовидных суглинков и минимизация отрицательного влияния карбонатных включений и повышение их спекаемости достигается за счт введения в шихту выгорающих добавок измельчнной рисовой соломы и золы рисовой соломы, образующейся при е сжигании в условиях окислительной среды. При сгорании рисовой соломы образуется зола, которая характеризуется следующим составом: SiO2СаО-3,6…3,8%; МgО-2,1…2,2%; Na2O-2,1…2,3%;

K2O-1,6…1,7%; Fe2O3-0,7…0,9%. Свойства золы зависят от условий сжигания соломы. В окислительной среде (на отрытом воздухе), получают золу с преобладанием кремнезма в количестве от 80 до 90%. При содержании активного кремнезема до 80% по массе, разброс значений этого показателя в зависимости от параметров сжигания может составлять от 40 до 95%. Основными параметрами сжигания рисовой соломы являются температура и продолжительность сжигания.

Определение химического состава золы производилось на сканирующем микроскопе Quanta 200 с приставкой для элементного анализа Apollo 40 методом энергодисперсионной спектроскопии. При исследовании использовалась зола, полученная в процессе сгорания соломы в окислительной среде (шифр З-О) и зола, полученная в процессе сгорания соломы в восстановительной среде (шифр З-В); Средние значения оксидов, в % показаны в таблице3.

Таблица 3 - Химический состав образцов золы (содержание в % масс).

Оксиды,% SiO2 K2O Na2O Al2O3 CaO MgO Cl2O P2O5 SO3 CO2 Шифр О 57.50 10.90 0.52 1.34 7.82 1.57 3.17 0.44 1.65 15.09 Шифр З-В 29.66 11.27 0.81 0.83 5.15 0,69 2.25 0.64 1.17 47.53 Результаты исследований химического состава золы, образующейся при сжигании рисовой соломы в разных условиях, показывают превалирующее содержание кремнезма, образующегося в окислительной среде (З-О) и значительное содержание двуокиси углерода в восстановительной сред (З-В). Содержание других компонентов разнятся незначительно. Следовательно, при введении готовой золы в глинистую шихту привносится значительное количество кремнезма, способного взаимодействовать с продуктами обжига, а распушнной соломой кремнезма вносится значительно меньше.

Минералогический состав золы определяли методом порошковой рентгеновской дифрактометрии.

Рисунок 1 - Дифрактограмма образцов золы, обожженной на воздухе

Рисунок 2 - Дифрактограмма образцов в керамическом черепке При использовании бесстандартного анализа по методу Ритвельда были определены относительные концентрации кристаллических фаз в изученных образцах. Результаты анализа содержания аморфной фазы и пересчитанные концентрации фаз в изученных образцах представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Фазовый состав образцов золы (концентрации в % по массе) Образец Кальцит Кварц KCl NaCl CaSO4 Геленит Магнезит Кристо- Аморфбалит ная фаза Открытая 9,1 4,3 11,0 1,2 3,7 3,3 2,0 0,5 65,0 Закрытая 5,0 --- 10,0 --- --- --- --- --- 85,0 В золе, полученной в условиях окислительной среды, присутствует значительное количество кристаллической фазы в виде кальцита, кварца и других минералов, а также аморфной фазы, тогда как в золе, полученной в восстановительной среде, отсутствует кристаллический кварц, а содержание аморфной фазы достигает 85%.

Это свидетельствует о том, что рисовую солому (в распушенном состоянии) предпочтительно вводить в глиняную шихту, и после формования в процессе нагрева образца при температуре порядка 300…400°С будет иметь место пиролиз, сопровождающийся выделением двуокиси углерода и поризацией структуры образца. В дальнейшем, в процессе обжига аморфный кремнезм взаимодействует с продуктами разложения глины, образуя устойчивые кристаллические соединения.

Двуокись углерода при обжиге способствует образованию восстановительной среды и снижает температуру начала спекания изделия.

Введение соломы в шихту в виде подготовленной золы рисовой соломы также приемлемо, так как это значительно снижает плотность и воздушную усадку изделия.

Для исследований принят лабораторный способ пластического формования образцов. Для формования был выбран рациональный способ подготовки сырьевых материалов, который включает резку стеблей соломы на агрегаты длиной 2-6 мм с расщепление стержней и образованием тонковолокнистой сыпучей массы с диаметром волокна 150- 220 мкм и рассев на ситах с отверстиями 1,5-0,250 мм.

Разработана технологическая схема получения глиняных композиций, включающих глину, рисовую солому, золу рисовой соломы; определен способ и параметры формования, сушки и обжига. Определены оптимальные содержания рисовой соломы (6-9% по массе) и золы рисовой соломы (12-18% по массе) в глиняной композиции.

Исследованы основные свойства изделий для ограждающих конструкций из суглинка месторождения «Хитой» с добавками рисовой соломы и золы рисовой соломы (рисунок 3).

Плотность составила 1100 – 1300 кг/м, прочность при сжатии МПа, теплопроводность - 0,2-0,3 Вт/м°С, морозостойкость – 50 циклов.

Рис. 3. Влияние содержания добавок золы и соломы на плотности образцов. Обозначения: – солома; - зола Оптимальный режим сушки определяли экспериментальным путм в лабораторных условиях. Температура сушки составляла 80-90°С, время сушки – 2,5-3 часа для образцов объмом 303030=27 см и 505050= 75см, при этом усадка составила 1,45-1,85%.

Были выбраны следующие параметры обжига: нагрев образцов – 18-20 мин., выделение гигроскопической влаги 20-25 мин., выдержка при постоянной температуре 1,5 часа, охлаждение 1,5 – 2 часа.

Проведены исследования влияния продолжительности выдержки при температуре 950°С и 1000°С на основные физико-механические свойства образцов. Были выбраны следующие промежутки времени:1,5; 3; 4,5 и 6 часов (см. рисунок 4). Оптимальный режим обжига составил 6 часов для глиняных композиций с рисовой соломой и 4,5 часа - с золой.

Проведены исследования влияния содержания добавок соломы и золы на свойства полученных образцов: при увеличении содержания добавок от 3-х до 15%формовочная влажность глиняной композиции растт от 20 до 32 % в случае добавки золы, и до 41% для соломы (см. рисунок 5). Обычно, отощающие добавки снижают формовочную влажность, зола же увеличивает е за счт высокой дисперсности. Солома ещ больше увеличивает формовочную влажность за счт е тонковолокнистой структуры и высокой водоудерживающей способности.

Рисунок 4 - Влияние продолжительности обжига на прочность образцов.

Рисунок 5 - Влияние содержания золы и Рисунок 6 - Влияние содержания досоломы в глиняной композиции на фор- бавок золы и соломы на изменение мовочную влажность образцов. плотности образцов.

зола Обозначения: – солома;

Обозначения: – солома;

- зола.

Плотность образцов при введении в глинистую композицию добавки соломы или золы резко снижается. При введении в глину 5% соломы плотность снижается с 1575 кг/м до 1275 кг/м, т.е. на 19%; при введении 10 % соломы плотность уменьшается до 1085 кг/м т.е. ещ на 15%, а при 15% добавки плотность снижается до 880 кг/м. При добавке в глину золы плотность снижается более плавно, и 15%-м содержании достигает лишь 1100 кг/м (см. график на рисунке 6).

Очевидно, что при снижении плотности образцов их прочность также должна снижается (см. рисунок 7) пропорционально. Однако на графике кривая 1 снижается круче, т.е. потеря плотности у образцов с добавкой золы значительно больше, чем с соломой, т.к. аморфный кремнезм соломы взаимодействует компонентами образующегося черепка, а не является инертным.

Рисунок 7 - Характер изменения Рисунок 8 - Характер изменения предела прочности при сжатии и водопоглощения образцов с доплотности образцов при увеличе- бавками золы и соломы при нии содержания добавок. уменьшении их плотности.

с соломой; Обозначения: - солома;

Обозначения:

- зола с золой.

Снижение плотности черепка, как с добавкой соломы, так и золы, примерно в равной степени увеличивают его водопоглощение (см. график на рисунке 8). Высокое водопоглощение в образцах с мелкопористой структуры снижает водостойкость и морозостойкость изделий, которые зависят в основном от прочности структуры.

Показатель теплопроводности стеновых керамических изделий в значительной степени связан величиной и характером пор их структуры. Влияние содержания рисовой соломы в составе глиняных масс на плотность и теплопроводных стеновых керамических изделий показано на графиках на рисунке 9. При введении добавки рисовой соломы (3,6,9 и 12 %) в состав глиняной композиции плотность обожжнных образцов снижается соответственно с 1,71 г/см3 до 1,38г/см3 и до 0,95 г/см3. При этом пористость возрастает соответственно с 33 до 45 и далее до 60%, а теплопроводность снижается и возрастает (повышается) эффективность ограждающей конструкции.

Рисунок 9 - Влияние содержания рисовой соломы в составе глиняных масс на показатели плотности и теплопроводности стеновых керамических изделий.

Государственный стандарт СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий», предусматривает при вышеуказанных показателях испытаний плотности и пористости и с учтом влажности среды применения изделий, показатели по теплопроводности соответственно порядка 0,6; 0,4 и 0,2 Вт/м оС.

Исследования влияния добавки рисовой соломы в глиняную композицию на изменение е теплопроводности проводились в соответствии с ГОСТ 30256-94. Результаты показали, что при введении в глину до 10% распушенной соломы плотность обожжнных образцов снижается с 1,7 до 1,1 г/см3, а коэффициент теплопроводности - с 0,6 до 0,27 Вт/моС. Это означает, что изделие по показателю плотности переходит из класса 2,0 в класс 1,2, а по показателю теплопроводности - из класса малоэффективных в класс эффективных стеновых материалов. При этом морозостойкость образцов находилась в пределах соответствующих требований.

Были проведены исследования процессов, происходящие при обжиге лссовых карбонатосодержащих средних суглинков с добавками рисовой соломы и золы рисовой соломы (раздельно). Для исследований были изготовлены образцы из глины «Хитой» и глины «Михнево» (условное обозначение GM) с добавками соломы (GTС) и золы (GTЗ) 5…10% - ой концентрации.

После обжига исследуемые образцы имели следующий фазовый состав (таблица 5).

Таблица 5 - Минералогический состав композиций «глина – рисовая солома» и «глина – зола рисовой соломы Кристо- АморфОбразец Кварц Альбит Микроклин Диопсид Геленит Гематит балит ная фаза GTЗ 31,2 8,8 15,2 40,0 2,4 1,9 0,5 --GTС 33,3 8,8 20,9 24,9 11,8 --- 0,3 --- GM4 60,7 11,8 15,2 --- --- --- 1,3 11,0 Наличие в глине «Хитой» повышенного содержания карбонатов кальцита и доломита (22,4 % и 4% соответственно) способствует образованию трхкомпонентных минералов диопсита CaMgSi2O6 и геленита Ca2Al(Si,Al)O7. Сравнивая две композиции: глина – зола и глина – солома, отмечаем, после обжига они имеют примерно одинаковый минералогический состав. При одном и том же количественном составе добавок, зола практически состоит из кремнезма, а в соломе его всего 16-18 % от массы соломы. Остальное выгорает при обжиге.

Выполненный анализ экономических затрат на реализацию предложенного технического решения дает возможность предположить, что выпуск стеновых изделий из лессовидных карбонатсодержащих глин с добавками рисовой соломы и золы рисовой соломы является экономически эффективным.

Заключение

Итоги исследования:

1. Установлены особенности вещественного и химического составов рисовой соломы урожая 2013 года республики Таджикистан, определены е свойства как технологической добавки для производства керамического кирпича. Предложено два способа подготовки и введения соломы в глиняную массу: в виде высокодисперсной волокнистой композиции, т.е. распушенной соломы и в виде золы, образующейся в результате сжигания соломы в специальной установке (в воздушной среде).

2. Определено, что оптимальным способом производства является пластическое формование с измельчением рисовой соломы до наибольшего диаметра волокна 100 мкм при коэффициенте формы 1,5-1,6 и содержанием е в глиняном тесте менее 10% по массе. Выявлена положительная роль рисовой соломы на процессы спекания и физико-механические свойства изделий.

3. Определены оптимальные технологические параметры:

степень измельчения соломы, формовочная влажность и пластическая прочность теста, режим сушки и обжига. Формовочная влажность смеси варьируется от 20,0 до 24,5%. При использовании добавки в виде золы также использован способ пластического формования с влажностью 18,5-23,5%. Давление прессования варьируется в интервале 1,2-1,4 МПа, температура обжига 900-1000 °С.

4. Установлено, что с повышением содержания соломы от 5 до 15% снижается средняя плотность черепка до 900 кг/м, при использовании золы – до 1200 кг/м с адекватной потерей прочности.

5. Применение золы рисовой соломы в качестве отощающей добавки в производстве керамического кирпича ввиду значительного содержания е в глиняной композиции (до 20% по массе) способствует решению проблемы утилизации отходов производства риса.

6. Определен механизм формирования структуры черепка с использованием добавки рисовой соломы и золы рисовой соломы. Основными минеральными фазами обожженного черепка являются: кварц, альбит, микроклин, диопсид, геленит, а также в небольших количества кристобалит и гематит.

7. Разработана технологическая схема производства. Проведена опытно-промышленная апробация на заводе ЗАО «ЭХЁ»

республики Таджикистан. Осуществлено промышленное внедрение результатов исследований.

8. Выполненный анализ экономических затрат на реализацию предложенного технического решения дает возможность предположить, что выпуск стеновых изделий из лессовидных карбонатсодержащих глин с добавками рисовой соломы и золы рисовой соломы является экономически эффективным.

9. Использование в качестве сырья лессовидных карбонатсодержащих глин с добавками 6-9% рисовой соломы и 12золы рисовой соломы для получения стеновой керамики пониженной плотности и высоким термическим сопротивлением, позволяет расширить сырьевую базу и утилизировать огромные отходы переработки риса.

10. Разработаны рекомендации по подготовке рисовой соломы и золы рисовой соломы, формованию, сушке и обжиг у глинистой композиции из лессовидных карбонатосодержащих суглинков и получения эффективного керамического кирпича для ограждающих конструкций.

11. Перспективы дальнейшей разработки темы представляются возможными для более глубокой проработки исследований структуры керамического черепка и порообразования при сушке и обжиге изделий композиций «глина – рисовая солома» и «глина зола рисовой соломы».

Список научных трудов, в которых изложены основные положения работы:

- в рекомендованных ВАК изданиях:

1. Расулов, О.Р. Проблемы рациональной утилизации рисовой соломы / Г.И. Горбунов, О.Р. Расулов // Вестник МГСУ. – 2013.

- № 7 С. 106-113.

2. Расулов, О.Р. Использование рисовой соломы в производстве керамического кирпича / Г.И. Горбунов, О.Р. Расулов // Вестник МГСУ. – 2014. - № 11. С. 128-136.

3. Расулов, О.Р. К вопросу повышения эффективности стеновых керамических материалов / Г.И. Горбунов, О.Р. Расулов, А.Д.

Серов // Промышленное и гражданское строительство. - 2015. С. 38-40.

- в сборнике трудов конференции:

1. Расулов, О.Р. Рисовая солома и е утилизация. / Г.И. Горбунов, О.Р. Расулов // Влияние науки на инновационное развитие:

сборник статей Международной научно-практической конференции (3 октября 2015 г, ISBN 978-5-906781-79-6 ISBN 978-5В 57 г. Самара). - Уфа: РИО МЦИИ ОМЕГА

Похожие работы:

«АКТУАЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ЭКОНОМИЧЕСКИХ НАУК ТРИАДА КОНЦЕПЦИЙ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЕКТАМИ КАК ЭФФЕКТИВНЫЙ МЕХАНИЗМ ИННОВАЦИОННОГО МЕНЕДЖМЕНТА ПРЕДПРИЯТИЯ © Гапоненко С.А. Днепропетровский национальный университет им. Олеся Гончара, Украина, г. Днепропетровск В статье рассмотрены разные стороны сущности и...»

«БУХГАЛТЕРСКИЙ УЧЕТ ИЗДАТЕЛЬСТВО ТГТУ Министерство образования и науки Российской Федерации ГОУ ВПО Тамбовский государственный технический университет БУХГАЛТЕРСКИЙ УЧЕТ Методические указания для студентов...»

«Конвейер инноваций Д. А. Ковалевич, генеральный директор частно-государственной венчуростроительной компании "Нанотехнологический центр "ТехноСпарк" (с участием ФИОП Роснано) П. Г. Щедровицкий, президент научного фо...»

«УДК 004.415.2-519.246.8 А. Н. Одейчук, Харьковский физико-технический институт НАН Украины ОБОБЩЕННЫЙ КРИТЕРИЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ МОДЕЛЕЙ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ В ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ У статті обговорюється проблема вибору моделі прогнозування в інформаційних системах. Проведено порівняльний аналіз критеріїв ефективност...»

«Серия "Экономические и технические науки". 5/2014 УДК 330.322 С. Е. Егорова, Н. Г. Кулакова МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ТРЕБУЕМОЙ НОРМЫ ПРИБЫЛИ КАПИТАЛЬНЫХ ВЛОЖЕНИЙ Рассмотрены подходы к определению требуемой нормы прибыли капитальных вложений. Определены их преимущества и недостатки. Показаны...»

«79 2.8. Теория колебаний маятника 2.8. Теория колебаний маятника История изобретения точных механических часов связана с имена­ ми Галилея и Гюйгенса. Галилей высказал идею использования часов для определения долготы места, что имело огромное значение для мо­ реплавания...»

«НИКИТИНА СВЕТЛАНА ЮРЬЕВНА РАЗРАБОТКА И НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ ОЧИСТКИ ПИЩЕВОГО ЭТИЛОВОГО СПИРТА Специальности: 05.18.12 – "Процессы и аппараты пищевых производств", 05.18.01 – "...»








 
2017 www.doc.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - различные документы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.