Алматы 2017 январь
жүктеу/скачать 28,19 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Өрт сөндіру параметрлерінде теориялық зерттеу байланысы жарылғыш ішкі гидравликалық қы- сымда олардың мата арматуралау қаңқалары Түйіндеме.
- С.К. Курбаниязов (
- Основными задачами исследования являются
- Методы исследования и фактический материал
- Практическая значимость
- Результаты спектрального анализа глин (полуколичественный)
- Результаты анализа глин Компоненты Содержание, %
- Результаты определения предела прочности при сжатии
- Research of different constructional properties of bentonite. Summary.
- Б.Б.Тусупова 1 , М.М. Бокамбаев 1 , И.Т.Утепбергенов 2,3 , Сагындыкова Ш.Н.
● Техникалық ғылымдар ҚазҰТЗУ хабаршысы №1 2017
149
ЛИТЕРАТУРА Арипбаева А.Е., Мырхалыков Ж.У., Сатаев М.И., Степанов С.Г. Новое перспективное научное направле- ние в области расчета и проектирования пожарных напорных рукавов. – Вестник КазНТУ, 2016. С. …-….. Арипбаева А.Е., Мырхалыков Ж.У., Степанов С.Г. Өрт сөндіру параметрлерінде теориялық зерттеу байланысы жарылғыш ішкі гидравликалық қы- сымда олардың мата арматуралау қаңқалары Түйіндеме. «БЕРЕГ» ӨҚ-ның (Ресей) латексті өрт сөндіру түтігінің ішкі гидравликалық жарылу қысы- мына тәуелділігін теориялық зерттеу қорытындысы келтірілген. Бұл өрт түтікшелері сыртқы мата қабатының параметрлерінің полиэфирлі жіптерден дайындалған. Жарылу қысымы өрт сөндіру түтігінің қажетті төзімді параметрлерінің бірі болып табылады, ГОСТ Р 51049-97 (Ресей) регламенттелген және өрт сөндіру түтігінің мықтылығын сипаттайды, яғни өрт сөндіру түтігінің ішкі гидравликалық қысымның әсерінен жою күшіне қар- сыласуы. Авторлар зерттеу негізінде алынған формулаларды байланыстыратын ішкі гидравликалық жарылыс қысымы өрт түтікшесінде жарылу жүктемесімен арқау және негіз жіптер, геометриялық тығыздық бойынша, өрт түтікшесінің радиусы, арқау жіптерінің диаметрі, коэффициенттерімен жіптерден майысуы, коэффициент- терімен сипаттайды. Жіппен түтікшенің сыртқы қабатындағы үлеспен диаметрдегі жіптерді негіздері және арқау ұзындығының аймақтары арасындағы байланыс орындалды. Көрсетілгендей, бұл жарылу қысымы айтар- лықтай байланысты, мұндай параметрлерін мата арматуралау түтікше қаңқасының геометриялық тығыздығы бойынша және арқау, негіз жіптерінің үзілу күші, түтікше радиусы, диаметрдегі негіз жіптер және арқау жіппен коэффициенттер ұзындығының аймақтарының арасындағы байланысты сипаттайтын, және арқау және негіз жіптерінің коэффициенттерінің майысуы айтарлықтай кемуі. С.К. Курбаниязов (Международный Казахско-Турецкий университет им. Яссауи , Туркистан Республика Казахстан) ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ БЕНТОНИТОВЫХ ГЛИН ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА Аннотация. Исследовано применение бентонитовых глин в строительстве. Рассматриваются свойства и практическая значимость бентонитовых глин в строительстве. Качественная характеристика глинистого сырья для испытания, множество лабораторно-технологических проб с пластификатором были исследованы как сырье для производства строительного кирпича методом пластического формования на пластичность и прочность при сжатии. На основе установленной взаимосвязи структурных изменений и свойств бентонитов разработана технология получения высококачественного бентонита для стройматериалов. Ключевые слова: глинистое сырье, кирпич, структурные изменения. На современном этапе проблема создания технологий переработки низкокачественных бенто- нитов с целью получения продукции с оптимизированными технико-экономическими показателями является весьма актуальной Физико-химические свойства бентонитов, прежде всего, адсорбционные и катионообменные, напрямую зависят от содержания основного породообразующего компонента монтмориллонита и его структурных особенностей. Изучение кристаллохимии и структуры монтмориллонита позволяет не только определить генетическую принадлежность бентонита, с характерными ему особенностями строения, формой и размерами продуктивной толщи, минеральным и элементным составом, но и прогнозировать физические и технологические свойства. Применение комплекса современных минералого-аналитических методов оценки качества бен- тонитов при изучении новых проявлений и доизучении известных месторождений позволяет устано- вить наличие бентонитов и бентонитоподобных глин, отбраковать некондиционные глины, выявить легкомодифицируемые разности среди низко- и среднекачественных бентонитов, оценить качество и технологические свойства, и, в итоге, дать прогноз направлений использования этих ценных полез- ных ископаемых (рис.1). ● Технические науки
150 №1 2017 Вестник КазНИТУ
Р и с. 1 . М н о гоц
ел ев ое н аз н ач ен и е б ен то н и тов и к ри те ри и о ц ен к и и х к ач ес тв а
● Техникалық ғылымдар
ҚазҰТЗУ хабаршысы №1 2017 151
Кроме того, комплекс минералого-аналитических методов (рентгенографические, термические, резонансные, адсорбционно-люминесцентные) дает возможность осуществлять контроль за измене- нием кристаллической структуры монтмориллонита на различных стадиях переработки бентонитов и бентонитоподобных глин.
обоснования оптимальных технологий получения высококачественного строительного материала . Основными задачами исследования являются: - установление структурных и кристаллохимических особенностей монтмориллонитов бенто- нитовых глин четырех месторождений; - изучение различных составов щелочноземельных бентонитов и бентонитоподобных глин со- гласно заданным технологическим параметрам по направлению использования; - определение минералого–технологических критериев, позволяющих классифицировать бен- тониты по группам и категориям качества, оценить технологические свойства, выбрать оптимальные направления использования; - установление влияния механоактивационных процессов, содержания и состава химических реагентов (в т.ч. водной фазы) на коллоидно-химические и технологические свойства модифициро- ванных бентонитовых глин; - выявление основных закономерностей физико-химического и механоактивационного регули- рования коллоидно-химических и реологических свойств глинистого сырья.
Исследовательская работа выполнена на большом объеме экспериментального материала с ис- пользованием комплекса современных методов (РФА, ДТА-ДСК, ДТГ, электронная микроскопия с микродифракцией, ЯМР, химико-спектральные методы, адсорбционный люминесцентный анализ) Изучено более 120 образцов бентонитовых глин из 4 месторождений Казахстана.
- Предложены новые эффективные параметры и характеристики монтмориллонитового компонента, как дополнительные минералого-технологические критерии экспрессной оценки каче- ства бентонитового сырья, позволяющие классифицировать их по геолого-промышленным типам и направлениям использования. - На основе установленной взаимосвязи структурных изменений и свойств бентонитов раз- работана технология получения высококачественного бентонита для стройматериалов. Практическая значимость Результаты исследований апробированы при комплексной оценке качества бентонитового сы- рья в лаборатории ТОО ПИЦ «Геоаналитика» бентонитовых глин Ибатинского, Бесарыкского, Урангайского, Сауранского месторождений. Из сравнительной характеристики химического и мине- рального состава все пробы четырех месторождений достаточно отличаются друг от друга, как видно из таблиц 1- 4 .
Таблица 1. Результаты спектрального анализа глин (полуколичественный) Элементы Содержание, % Проба1 Проба2 ПробаЗ Проба4 Ибата Урангай Сауран Бесарык Sr
<0,01 0,01
0,02 0,02
Со 0,0015
0,001 0,002
0,0015 Zn
0,006 0,006
0,006 0,006
Y 0,002
0,002 0,002
0,002 Си
0,003 0,002
0,004 0,004
Sn 0,0003
0,0003 0,0004
0,0003 Mo
0,0015 0,0004
0,0003 0,0002
Ва 0,03
0,03 0,05
0,04 ● Технические науки
152 №1 2017 Вестник КазНИТУ
Ni 0,004
0,004 0,004
0,003 V 0,02
0,01 0,008
0,008 Pb 0,004
0,003 0,003
0,003 Сг
0,008 0,006
0,006 0,006
As 0,000006 0,000008 0,00001
0,00001 Zr
0,015 0,015
0,01 0,01
Li 0,003
0,004 0,005
0,004 Nb
0,0008 0,0008
0,0006 0,0006
Be 0,0002
0,00015 < 0,00015 0,00015
Ge 0,0001
< 0,0001 0,0001
<0,0001 Ga
0,001 0,001
0,0015 0,001
W < 0,0003 <0,0003 0,0003
<0,0003 As
0,002 <0,002 <0,002 <0,002 Sc
0,0015 0,0008
0,0008 0,0006
Элементы: Cd, Sb, Bi, Hg, В, Tl, Та, La, Au, Се, Yb, In, U, Gd, Hf - меньше предела обнаружения
Таблица 2. Результаты анализа глин Компоненты Содержание, % Проба1 Проба2 ПробаЗ Проба4 Ибата Урангай Сауран Бесарык Na 2
1,09 0,62 0,75 0,95 MgO 1,70 1,99 2,86 2,92 Al 2 O 3
14,99 14,61 11,49 10,33 Si0 2 49,08 50,43 51,43 48,45 P 2
5
0,14 0,04 0,18 0,15 K 2 O 1,90 2,23 2,58 2,26 CaO 2,37 4,17 12,06 14,81 TiO 2 0,93 0,94 0,72 0,69 MnO
0,04 0,12 0,16 Fe 2
5
12,40 6,78 4,85 4,23 SO 3 0,42 4,23 0,10 0,35 n.n.n 14,97 13,90 12,83 14,69 сумма 99,99 99,98 99,97 99,99
Категория точности анализа - III СТРК1354-2005, инструкция НСАМ№3. По числу пластичности проба с участка Бесарык относится к группе умереннопластичного, а с участка Ибата к группе высокопластичного, глинистого сырья. По показателям пластичности глини- стое сырье отвечает требованиям ГОСТ 9169-75. Были изготовлены образцы-кирпичики из глинисто- го сырья с участка Бесарык без пластификатора и обожжены при температурах 850°С, 950°С, 1050°С. Таблица 3. Результаты определения предела прочности при сжатии
Предел прочности при сжатии, кг/см 2
№ проб Температура обжига, °С каждого образца средний результат наименьший результат из 5-ти образцов Марка кирпича по ГОСТу 530 1 2 3 4 5 6
122
109
88
146
ЛТП-1 850 146 122,2 88 100
● Техникалық ғылымдар
ҚазҰТЗУ хабаршысы №1 2017 153
131
121
116
126
ЛТП-1 950 109 120,6 109 100
156
118
101
ЛТП-1 1050 136 134,8 101 125 По данным таблицы 2.2, видим, что обжиг проведен не по полной программе, но показатели образцов-кубиков соответствуют ГОСТу, образцы-кубики имеют марку 100-125. Затем по условиям, выдвинутым заказчиком, в лаборатории составлялась смесь пластифика- тор+суглинок (пластификатор с участка Ибата и суглинок с участка Бесарык) в разных процентных соотношениях и определялась пластичность, по которой устанавливалось оптимальное количество вводимого пластификатора, результаты сведены в таблицу 4.
Таблица 4. Результаты показателей пластичности № л-т
пробы Состав шихты, % Влажность, % соответствующая Число пла- стичности Классификация по ГОСТ 9169 суглинок пласти- фикатор
границе текучести границе раскатывания 1 100
30,75 19,05 11,70 умереннопластич. 2 - 100 87,55 26,70 60,85 высокопластич. 3 90 10 29,80 17,85 11,95 умереннопластич. 4 85 15 30,65 16,90 13,95 умереннопластич.
По данным таблиц 3-4, видно, что показатели образцов-кубиков лабораторно-технологических проб, обожжённых в интервале температур 850-1000 С, удовлетворяют требованию ГОСТа и имеют марку «125». При больших показателях прочности образцы-кубики имеют оплавы. После пропаривания об- разцы-кубики не имели трещин и отколов, но поверхность образцов-кубиков имела незначительные белые налёты (присутствие водорастворимых солей) и известковые включения. Из выше приведенно- го видно, что представленное глинистое сырьё для исследования удовлетворяет по прочностным свойствам требования ГОСТ 530-2007. По химическому анализу в пробе SО3 общ=0,42%. Минера- лы, содержащие сульфидную серу отсутствуют. Сульфатная сера присутствует в рассеянных микро- скопических пластинках гипса. Исследуемое сырье представлено глиной, состоящей из пелитовых частиц размером <0,01мм (-95%) и алевритового материала размером > 0,01мм (~ 5%). Пелитовый материал (размер частиц от 0,01мм и меньше) представлен монтмориллонитом в смеси с гидрослю- дой и с примесью гидроокислов железа и тонкоизмельченных алюмосиликатов. Тип глины - гид- рослюдисто - монтмориллонитовый. Выводы. Качественная характеристика глинистого сырья для испытания, множество лабо- раторно-технологических проб с пластификатором, были исследованы как сырье для производства строительного кирпича методом пластического формования на пластичность и прочность при сжа- тии. Глинистая порода, предназначенная для производства керамического кирпича, оценивается об- щей минералого-петрографической характеристикой, содержанием основных химических составля- ющих, показателями технологических свойств и определение удельной эффективности естественных радионуклидов. Основными показателями технологических свойств являются гранулометрический состав, содержание крупнозернистых включений, в том числе карбонатных включений, пластич- ность, коэффициент чувствительности глинистого сырья к сушке, а также линейные усадки, спекае- мость, прочность обожженных изделий и морозостойкость. Для окончательного решения вопроса о пригодности глинистого сырья для производства кирпича необходимо провести испытания сырья в полном объеме.
● Технические науки
154 №1 2017 Вестник КазНИТУ
Проанализировав полученные данные можно сделать следующие выводы: 1. По пластичности глинистое сырье относится к группе умереннопластичного сырья; 2. По пределу прочности при сжатии образцы-кубики лабораторно-технологических проб, от- вечают требованиям ГОСТа; По результатам исследований лабораторно-технологической пробы с пластификатором можно сделать следующее заключение: 1. В интервале температур 850-1050°С из лабораторно-технологической пробы с добавлением пластификатора можно методом пластического формования получить кирпич марки - «125» с хоро- шим запасом прочности; 2. Интервал обжига - 200°С.
ЛИТЕРАТУРА [1] Сабитов А.А., Гонюх В.М., Трофимова Ф.А. Проблемы производства высококачественных глино- порошков для буровых растворов в России и пути их решения / Нефть и капитал, 2001, №10. С.23-25. [2] Трофимова Ф.А., Эйриш М.В. Технология получения высококачественных глинопорошков для бу- рения на базе месторождений бентонитов республики Татарстан / Тезисы докладов Всероссийской научно- технической конференции по технологии неорганических веществ. Менделеевск. 2001. С.208. [3] Гревцев В.А., Трофимова Ф.А., Аухадеев Ф.Л.. Метод ПМР при исследовании свойств модифици- рованных бентонитов / Тезисы докладов IX Всероссийской конференции «Структура и динамика молекуляр- ных систем». Яльчик. 2002. С.49. [4] Гревцев В.А., Аухадеев В.Л., Трофимова Ф.А. Исследование вещественного состава и технологиче- ских свойств модифицированных бентонитов методом ПМР / Сборник статей. IX Всероссийская конференция «Структура и динамика молекулярных систем» – Яльчик. 2002. т. 1. С.154-157. [5] Патент РФ № 2191794. Способ получения глинопорошков для буровых растворов/ Эйриш М.В., Трофимова Ф.А., Хасанов Р.А. Опубл. 20.06.2002. Бюл. №17. [6] Гонюх В.М., Лыгина Т.З., Трофимова Ф.А., и др. Технология переработки основных видов неметал- лов: анализ, перспективы развития / Разведка и охрана недр. М. 2003, №3. С.37-40.
Kurbaniyazov S.K. Research of different constructional properties of bentonite. Summary. The article is about utilization of bentonite for constructional purposes, due to strength, resistance to frost and granulometric consistence. The article considers properties and practical relevance of bentonite for construc- tional purposes. Qualitative characteristic of argillous raw material - many laboratorial-technological tests with plasticizer were researched as primary product for manufacture of constructional bricks utilizing the method of plastic forming and testing plasticity and resistance in compression. According to established interrelation of structural changes and traits of bentonits, there was developed technol- ogy of manufacturing high quality bentonite for constructional material.
УДК: 004.94
( 1 Казахский национальный исследовательский технический университет им. К.И. Сатпаева, Алматы, Республика Казахстан, 2 Институт информационных и вычислительных технологий, Республика Казахстан 3 Алматинский университет энергетики и связи, Республика Казахстан 4 Ереванский научно-исследовательский институт средств связи, Республика Армения)
жүктеу/скачать 28,19 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|