Scientific journal

Modern high technologies

ISSN 1812-7320

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,940

В связи с удорожанием энергоносителей возникает острая необходимость сохранять выработанное тепло в зданиях и сооружениях. А в регионах с жарким климатом снизить затраты на кондиционирование и вентилирования. Для реализаций этих государственно важных задач необходимы новые недорогие теплоизоляционные материалы с использованием местных природных и техногенных сырьевых ресурсов.

Одним из ведущих мест при строительстве энергоэффективных зданий и сооружений здесь принадлежит керамзиту, который в свою очередь, могут успешно развиваться только при наличии достаточно развитой и совершенной сырьевой базой для налаживания его производства [1-3].

В мировой практике имеется множество исследований по созданию технологий производства керамзита на основе хорошо, средне и слабовспучивающихся глин и суглинков [3]. Основным критерием пригодности глинистого сырья – способность вспучиваться при термической обработке в пределах 1050-12500С и образовать при этом материал, имеющий ячеистое строение с плотностью в куске в пределах 200-1350 кг/м3.

При этом проблему получения эффективного керамзита на основе слабовспучивающихся глин решают добавлением выгорающих добавок в виде солярового масла, угля, зол ТЭЦ и т.п. [3].

Целью нашего исследования является разработка гранулированного микропористого спеченного материала, по керамической технологии с использованием эффективной выгорающей добавки.

Из разнообразия природных и техногенных сырьевых ресурсов Казахстана наибольший интерес для создания легких пористых материалов по керамической технологии представляют кремнистые породы опоки и нефтешламы.

Изучение физико-химических свойств углеводородной части нефтешламов показало её близость к тяжёлым нефтяным фракциям, что позволило вовлекать их в состав котельных топлив, как с предварительной переработкой, так и без неё.

Анализ исследований проведенных по утилизации нефтяных шламов подтверждает объективную необходимость проведения дополнительных комплексных исследований по использованию их в технологии производства строительных материалов. Одним из перспективных направлений на наш взгляд является использования их в качестве выгорающей добавки в силу того, что они относиться к категории легковоспламеняющихся и горючих материалов.

В качестве объектов исследований выбрали кремнистую породу – опоку Западно-Казахстанского месторождения и донный нефтешлам с резервуаров ТОО «Жайкмунай».

Химический состав опоки, %: Si02 - 64,52-87,02 (76,88); А1203 - 8-10,58 (9,45); Fe203 - 3,5-3,84(3,69); СаО - 0,32-4,73 (1,87); MgO - до 2,79 (1,4); S03 - до 1,95 (0,2); п.п.п. - 2,06-10,16 (5,34).

Физико-механические свойства опоки: объемная масса - 1,49-1,59 (1,54) г/см3; влажность естественная - 14,3-23,83 (17,88) %; активность - 17,81-44,5 (37,1) %.

Минеральный состав опоки, %: глинисто-опаловый материал - 78, кварц - 10, глауконит - 5, гидроокислы железа - 2-3, слюда - 2, полевые шпаты, циркон, турмалин -1.

Для проведения экспериментальных работ пробу опоки подвергали дроблению в лабораторной дробилке МШЛ 100х250 до образования фракций 5 – 20 мм, затем подвергали помолу в лабораторной шаровой мельнице МШЛ – 1П до удельной поверхности 1500 – 2000 см2/г.

Пробу нефтешлама полученную в результате зачистки резервуаров предварительно подвергали усреднению путем механического перемешивания. После усреднения нефтешлам имел следующие характеристики: вязкость условная при 800С - 2,11; плотность при 20 оС, - 960 кг/ м3; содержание нефтепродуктов 34,5 – 37.6 % мас., воды- 28-35,4 % мас., механических примесей 4,3- 4,6 % мас. В нефтешламе, как и в тяжелых остатках, присутствовало природные эмульгаторы - смолы, асфальтены, высокоплавкие парафины.

Для проведения экспериментальных работ нефтешлам из высоковязкого состояния переведена в капиллярно-пористое коллоидное состояние путем совместного перемешивания тонкомолотой опокой в соотношений опока -нефтешлам 3:1. Данная технологическая операция переводит нефтешлам в сыпучий конгломерат с влажностью 12-15% и обеспечивает удобную позицию для последующих технологических операций как дозирование и равномерность распределения при перемешивании с основной массой.

Из подготовленных компонентов составлялась сырьевая композиция путем взвешивания и дозирования. Из исследуемых составов приготовлялась керамическая масса с формовочной влажностью 20 - 22 %. Затем изготовляли гранулы с фракциями 10 – 20 мм и обжигались без предварительной сушки в электрической печи СНОЛ 80/12 по специально разработанному режиму. Термообработанные гранулы подвергались испытанию по определению физико-механических свойств. Результаты экспериментальных исследований представлены в таблице 1.