Тәжірибелік конференциясының ЕҢбектері



Pdf көрінісі
бет22/40
Дата03.03.2017
өлшемі9,36 Mb.
#6705
1   ...   18   19   20   21   22   23   24   25   ...   40

Литература 
1.
 
Габдуллин Т.Г., Такенов Т.Д., Байсанов С.О., Букетов Е.А. Физико-химические свойства марганцевых 
шлаков. Алма-Ата: Наука, 1984.–232 с. 
2.
 
А.с. 990852 (СССР). Способ выплавки силикомарганца. Габдуллин Т.Г., Байсанов С.О., Такенов Т.Д., 
Букетов Е.А. Опубл. в Б.и., 1983, №3 
3.
 
Гасик  М.И.,  Лякишев  Н.П.,  Емлин  Б.И.  Теория  и  технология  производства  ферросплавов.  М.: 
Металлургия, 1988. 784 с. 
4.
 
Тлеугабулов С.М., Зобнин Н.Н. Полупромышленная плавка силикомарганца с использованием метода 
оптимизации энергозатрат по фактору электропроводности. Сб. «Технология производства металлов» 
- Алматы. РИК, 2000. – с. 14-22. 
5.
 
Зобнин  Н.Н.  Предварительный  патент  №10679  Республики  Казахстан.  Способ  получения 
силикомарганца  из  некондиционного  концентрата  Жайремского  месторождения  Опубл.  В  оф.  бюл. 
«Промышленная собственность», 2001, №9 
6.
 
Тлеугабулов  С.М.,  Зобнин  Н.Н.  К  вопросу  о  теоретическом  расчете  оптимального 
электросопротивления шихты при выплавке ферросплавов «Инженерная наука Казахстана на рубеже 
21-го века », Алматы, 2001, 227-229 с. 
 
 
УДК 504.05/.06; 504.75 
 
РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СУЗАКСКОГО РАЙОНА 
 
Изтлеуова А.Б., Кошенова М.С., Каримсаков К.Е., Шакиров Б.С. 
ЮКГУ им.М.Ауэзова, Шымкент, Казахстан 
 
Түйін 
Айтылмыш  мақалада  ашық  басылымдарда  жарық  кӛрген  ақпараттар  негізінде  Оңтүстік 
Қазақстан облысының Созақ ауданындағы радиоэкологиялық жағдай қаралған. 
 
Summary 
In given article on materials of the open press questions of radio ecological conditions in Suzaksky area 
JUKO, industrial features of area, a radio ecological level of scrutiny of settlements are considered. 
 
Аннотация 
В  данной  статье  по  материалам  открытой  печати  рассмотрены  вопросы  радиоэкологической 
обстановки  в  Сузакском  районе  ЮКО,  промышленные  особенности  района,  радиоэкологическая 
изученность населенных пунктов. 
 
Ключевые слова: Сузакский район, радиация, экология, уран, подземные воды.
  
 
Промышленная  особенность  Сузакского  района.  Особенностью  Сузакского  района  в 
экологическом аспекте является наличие предприятий по добыче и переработке урана. На территории 
Сузакского  района  располагается  Восточно-Туранская  ураноносная    мегапровинция,  состоящая  из 
Сырдарьинской  и Шу-Сарысуйской  провинций, включающая  уникальные  и  крупные  месторождений. 

172 
 
Промышленные объекты месторождений представлены в Шу-Сарысуйской урановорудной провинции 
месторождениями  Мынкудук,  Жалпак, Акдала,  Уванас, Канжуган, Моинкум,  Инкай, Буденновское; в 
Сырдарьинской  ураново-рудной  провинции  -  месторождениями  Северный  и  Южный  Карамурун, 
Ирколь, Харасан, Заречное. К незначительным месторождениям по запасам относятся месторождения 
Кызыл-Коль, Чаян, Лунное. 
Специфичность  месторождений  заключается  в  том,  что  продуктивные  пласты  расположены  в 
проницаемых  водоносных  горизонтах  палеогенового  и  мелового  возраста.  Технология  добычи  урана 
основана на методе подземного выщелачивания
В  настоящее  время  в  районе  действуют  уранодобывающие  предприятия  НАК  «Казатомпром», 
расположенные в существующих поселках. Месторождения Уванас и Восточная часть месторождения 
Мынкудук отрабатываются предприятием, находящимся в поселке Степное, а месторождение Инкай  - 
в поселке Тайконыр.   
Радиоэкологическая  изученность  Сузакского  района.  Из  имеющихся  в  открытой  печати 
отрывочных  сведений  складывается  следующая  картина.  В  2009  году  было  проведено  радиационное 
обследование  с  составлением  радиоэкологической  карты  в  масштабе  1:1 000 000.  Радиационное 
загрязнение  на  больших  площадях  не  выявлено.  Однако  в  районах  самоизливающихся  артезианских 
скважин  наблюдаются  серьезные  отклонения  от  естественного  фона.  Проведенные  исследования 
говорят  о  наличии  в  питьевых  водах  района  радионуклидов  урана,  тория,  калия.  Кроме  того, 
артезианские  скважины  являются  источником  загрязнения  почв.  Учитывая,  что  реабилитация 
радиационно-загрязненного  при  самоизливе    этих  скважин  грунта  не  проводилась,  то  это  фактор 
является  существенным  негативным  фактором  воздействия  на  окружающую  среду  и  здоровье 
населения в районе. Особенно следует отметить распространение радионуклидов ветрами на большие 
расстояния, что часто наблюдается и невооруженным глазом.  
Кроме  того  в  Сузакском  районе  буровыми  работами  откартированы  все  ураноносные  зоны  в 
подземных водоносных горизонтах палеогенового и мелового возраста. Эти зоны имеют до нескольких 
сотен километров в длину и ширину в плане до 15 км. При бесконтрольном и необоснованном бурении 
в их пределах площади этих зон являются потенциально опасным фактором, который может привести 
к самоизливу и выносу на поверхность радионуклидов. 
Экологическое  воздействие  добычи  урана  на  окружающую  среду.  Техногенные  изменения 
геологической  среды  при  добыче  урана  происходят  в  результате  подачи  в  рудоносные  водоносные 
горизонты  технологических  растворов  кислот  или  щелочей  и  выщелачивания  ими  из  вмещающих 
пород  главных  и  второстепенных  элементов.  В  области  прямого  техногенного  воздействия  в 
зависимости  от  мощности  рудоносного  горизонта  происходит  полное  или  частичное  замещение  при-
родных  вод  технологическими  растворами.  В  результате  в  недрах  формируются  техногенные  воды 
сложного химического состава со специфическими, резко отличающимися от природных вод, физико-
химическими  свойствами.  Они  содержат  большое  число  компонентов,  концентрации  которых 
многократно  превышают  их  природный  уровень.  Размеры  проекции  зон  на  дневную  поверхность 
превышают  площади  отрабатываемых  рудных  залежей  за  счет  растекания  рабочих  растворов  за 
контуры крайних скважин для закачки. 
Влияние  процессов  добычи  урана  на  подземную  воду.  В  технологическом  процессе  добычи 
урана способом подземного выщелачивания образуется значительное количество химических веществ: 
сульфатов, нитратов, образовавшихся в результате взаимодействия реагентов с горными породами. На 
урановых рудниках Казахстана на тонну добытого урана расходуется 40-86 тонн серной кислоты и 4-9 
тонн  азотной  кислоты.  В  ураноносных  горизонтах  после  завершения  остается  практически  98  % 
указанных  реагентов.  Тут  следует  отметить,  что  эти  горизонты  имеют  гидравлическую  связь  с 
водоносными горизонтами. А они используются для питьевых нужд населения. 
Способы  реабилитации  подземной  среды.  На  практике  отработаны  два  направления 
восстановления: принудительное и естественное. Каждое из направлений имеет свои положительные и 
отрицательные стороны.  
Принудительное  восстановление  среды  широко  применяется  в  США  после  щелочного  способа 
выщелачивания  урана.  Для  его  обоснования  выполнен  широкий  круг  исследований.  Принудительное 
восстановление проводится в четыре этапа: 
1.Выкачивание подземной воды из техногенной зоны в количестве, равном нескольким объемам 
порового  пространства  в  этой  зоне.  Удаление  техногенной  воды  сопровождается  замещением  ее 
природной  или  чистой  водой.  2.При  необходимости  к  закачиваемым  водам  добавляются  реагенты, 
включающие  гидросульфид,  натриевый  гидросульфид  или  щелочные  химикаты.  3.Для  улучшения 
качества  воды  в  техногенной  зоне  закачивается  более  чистая  вода,  а  остатки  отработанной  воды 
направляются  в  испарительный  бассейн  или  захораниваются  в  глубокие  скважины.  4.После 
достижения  соответствующего качества подземной воды  на  восстанавливаемом  участке  организуется 
их  мониторинг  в  течение  длительного  периода  для  удостоверения  в  том,  что  пластовые  условия 

173 
 
стабилизировались и будут устойчивы в будущем. 
По  окончании  восстановления  подземной  воды  проводится  рекультивация  испарительного 
бассейна. В среднем стоимость восстановления подземной воды на одном месторождении составляет 
2,3  млн.  долларов  и  стоимость  рекультивации  испарительного  бассейна  -  7,7  млн.  долларов  в  ценах 
1994 г. 
Естественное  восстановление  подземной  среды  до  конца  не  изучено,  хотя  оно  принимается 
многими  исследователями.  Основным  руководящим  документом  в  этой  части  является  «Руководство 
по  кислотной  технологии  выщелачивания  урана»  МАГАТЭ.  Однако  из-за  отсутствия  надежных  и 
длительных 
мониторинговых 
наблюдений 
достаточной 
уверенности 
в 
необратимости 
восстановительных  процессов  нет.  Основными  вопросами,  остающимися  неразрешенными,  являются 
время,  необходимое  для  естественного  восстановления  подземных  вод,    и    длительность  их  
мониторинга для  подтверждения качества и устойчивости восстановления. 
Особенности  способа  подземного  выщелачивания  урана.  В  целом,  с  позиции  оценки 
вносимых  нарушений  в  окружающую  среду  способ  подземного  выщелачивания,  принятый  в 
Казахстане, характеризуется следующими особенностями: 
-все  производственные  операции  осуществляются  на  месте  залегания  руд  без  внесения 
существенных  механических  нарушений  поверхности  и  недр  в  границах  и  окрестностях 
разрабатываемых месторождений; 
-на  месторождениях  технологические  процессы  осуществляются  в  безотходном  замкнутом 
цикле,  основанном  на  естественном  балансе  между  объемами  закачиваемых  и  откачиваемых 
технологических растворов; 
-технологические  процессы  вносят  достаточно  глубокие  изменения  в  химический  состав 
подземных вод в областях выщелачивания, вызывая увеличение общей минерализации, в том числе  - 
сульфатов, алюминия, железа, нитратов, тяжелых металлов, микроэлементов, а также радионуклидов в 
десятки раз. 
Эти  нарушения  пространственно  строго  ограничены  и  носят  относительно  кратковременный 
характер. Тем не менее, полной уверенности в том, что водоносные горизонты приведены в исходное 
состояние, нет. Необходимо в последующем обеспечить постоянный и полный контроль над возвратом 
водоносных горизонтов практически в исходное состояние.  
Степень  экологического  воздействия  подземного  выщелачивания  на  геологическую  среду 
зависит от размеров рудных залежей; запасов главного полезного компонента –  урана; концентраций 
продуктов его естественного радиоактивного распада, особенно тем из них, которые обладают высокой 
миграционной  способностью  и  низкими значениями  ПДК. Из всего радиоактивного  семейства  урана, 
которое  насчитывает  18  естественных  радиоактивных  изотопов,  наиболее  опасны  радон,  радий, 
свинец-210, ионий и полоний. 
Особенное значение также имеют скорость естественного движения подземных вод и градиент 
напора между рудоносными и смежными водоносными горизонтами. При этом следует иметь в виду, 
что  подземные воды  вблизи  и  в  пределах  контуров  урановых месторождений изначально содержат  в 
повышенных  концентрациях  радионуклиды  и  не  пригодны  для  питьевого  водоснабжения  по  ряду 
показателей.  По  сумме  растворенных  солей  они  в  большинстве  случаев  солоноватые  или  соленые. 
Кроме  того  генетические процессы  формирования  урановых полиэлементных рудных  залежей всегда 
обуславливают экологически опасные концентрации стабильных (селен, мышьяк, бром, фтор, железо, 
марганец, хром, ванадий и молибден) элементов в воде. Такие участки артезианских бассейнов должны 
исключаться из запасов хозяйственного водопользования. 
Радиоэкологическая  обстановка  в  населенных  пунктах  района.  Для  комплексной 
радиоэкологической  оценки  в  Сузакском  районе,  было  выбрано  пять  поселков  расположенных  как 
вблизи  урановых  месторождений,  так  и  в  отдалении  от  производств  –  Каратау,  Тасты,  Шу,  Каракур, 
Жуантобе. Все поселки находятся в зоне влияния того геохимического барьера (о котором говорилось 
выше),  на  котором  в  подземном  водоносном  горизонте  образуются  урановые  месторождения  или 
ореолы загрязнения подземных вод. Естественной разгрузки на поверхность подземных вод в районе 
поселков  не  установлено,  но  бесконтрольно  пробуренные  скважины  в  прежние  годы  и  самоизлив  из 
них могли создавать возможность радиационного воздействия как при употреблении воды, так и при 
воздействии  грунта,  радиационно-загрязненного  самоизливающимися  водами  из  скважин.  В  качестве 
контрольного  поселка  по  согласованию  с  областным  управлением  здравоохранения  выбран 
Жартытобе, отстоящий от зон уранового образования на значительном расстоянии. 
Для  изучения  радиологической  обстановки  в  поселках  проводилась  радиометрическая  съемка 
территории  в  масштабе  1:10  000,  измерялась  радиоактивность  в  помещениях  и  здесь  же  измерялась 
концентрация  радона  в  воздухе  жилых  и  служебных  помещений.  Кроме  того,  определялась  альфа-  и 
бета-активность  в  воде  тех  водоисточников,  которые  использовались  для  хозяйственно-питьевого 
водоснабжения. 

174 
 
Проведенные  исследования  показали,  что  поселки  Каратау,  Тасты,  Шу,  Каракур,  Жуантобе 
характеризуются  нормальным  радиационным  фоном  поверхности,  но  превышениями  нормативов 
(иногда  значительными)  концентрации  радона  в  воздухе  помещений  (570  Бк/м
3
  при  нормативе  200 
Бк/м
3
 в поселке Тасты) и общей альфа-активности (1.09 Бк/дм
3
 в поселке Каратау). 
Выводы 
1.На  территории  Сузакского  района  располагается  Шу-Сарысуйская  ураноносная  провинция, 
составная часть Восточно-Туранской мегапровинции, включающей 15 месторождений. 
2.Ураноносные  пласты  формируются  в  проницаемых  водоносных  горизонтах,  из  которых 
возможна миграция радионуклидов и других загрязняющих веществ в окружающую среду. 
3.Добыча урана производится методом подземного выщелачивания. 
4.Радиометрическими  измерениями  установлено:  концентрация  радона  в  воздухе  помещений 
Сузакского  района  в  4  из  5  поселков  превышает  норматив;  превышение  (от  2  до  10  раз)  альфа-
активности в пробах воды, отобранных из  питьевых водоисточников;  
5.Обеспеченность рассматриваемых населенных пунктов чистой питьевой водой, низкая. 
6.Требуется  разработка  мероприятий  по  организации  полного  экологического  мониторинга 
реабилитации  загрязненных  участков  и  обеспечения  защиты  населения  от  сверхнормативного 
радиационного обучения. 
 
 
УДК 66.03 
 
СТРУКТУРНЫЕ И ПРОЧНОСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СЕРНЫХ БЕТОНОВ 
 
Имангалиев Т.А., Джаппарова М.Т., Адиходжаева К.Б. 
ЮКГУ им. М. Ауэзова, Шымкент, Казахстан 
 
Түйін 
Мақалада  күкiрттi  бетондардың  негiзгi  физикалық-механикалық  қасиеттерiнің  тәжірибелік 
зерттеулердiң нәтижелерi келтiрiлген. Бұл мiнездемелерiнiң салыстыруы дәстүрлі түрінде қолданылатын 
материалдардың  ұқсас  кӛрсеткiштерi  бар  ұсынылатын  шешiмдердiң  артықшылықтары  немесе 
кемшiлiктерiнiң бағаларын беруге мүмкiндiк бердi. Күкiрттi бетондардың арнайы қасиеттерi келтiрiлген. 
Мұнай  газ  ӛндiрудiң  қалдықтары  -  кесек  күкiрттерін  қолдану  құрылыс  және  жол  индустриясында  ӛте 
перспективалы және экономикалық тиімділігі кӛрсетiлген. 
 
Summary 
Results  of  pilot  studies  of  the  main  physicomechanical  properties  of  sulfuric  concrete  are  given  in  article. 
Comparison  of  these  characteristics  with  similar  indicators  of  traditionally  applied  materials  allowed  to  state  an 
assessment of advantages or shortcomings of offered decisions. Special properties of sulfuric concrete are given. It 
is specified that application of a waste of petrogas production – komovy sulfur is most perspective and is economic 
in the construction and road industry. 
 
Н.А.Назарбаев  в  своем  ежегодном  Послании  к  народу  Казахстана  поручил  разработать 
программу  развития  моногородов  в  Казахстане.  «Мы  превращаем  весь  Казахстан  в  гигантскую 
стройплощадку  и  создаѐм  десятки  тысяч  рабочих  мест.  Вокруг  жилищного  строительства, 
строительства крупных предприятий будут развиваться строительная индустрия, …» [1].  
Исследования  свойств  серы  и  возможностей  ее  применения  для  производства  строительных 
материалов  начались  в  Советском  Союзе  в  80-х  г.г.  прошлого  века  под  эгидой  научно-
исследовательского  института  железобетона  (НИИЖБ)  [2].  В  настоящее  время,  помимо  этого 
учреждения, вопросом разработки и внедрения производства бетона на серном вяжущем заняты такие 
российские  учреждения  как  ВНИИГАЗ,  ВНИПИ  Сера,  Гинцветмет,  центр  инноваций  «Химические 
технологии  и  оборудование»,  ОАО  «Институт  Гипроникель»,  Казанский  государственный 
технологический университет. А в Республике Казахстан аналогов нет. 
Первое  промышленное  применение  серного  бетона  в  России  было  осуществлено  в  1977  г. 
трестом  «Западстрой».  В  настоящее  время  на  территории  России  отсутствует  какое-либо  крупное 
производство  серного  бетона.  ООО  СП  «Интер-S»  (Астраханская  область)  обладает  технологией 
изготовления  данного  материала,  разработанной  совместно  ООО  «Астраханьгазпром»  и   НИИЖБ 
Минстроя  РФ,  однако  реально  оно  пока  выпускает  лишь  модифицированную  серу  для  производства 
серного бетона и сероасфальта.  
Одними  из  первых  изучением  и  разработкой  технологии  производства  серного  бетона  начали 
специалисты  кафедры  «Химия»,  благодаря  бюджетной  программе  026  «Предоставление 

175 
 
инновационных  грантов  в  рамках  направления  Производительность  –  2020».  Направлением  нашей 
деятельности  явилось  разработка  безводной  технологии  получения  серных  бетонов,  повышение 
физико-механических  свойств  строительных  материалов  и  изделий  на  их  основе,  разработка  новых 
композиций  и  технологий.  Определяющими  показателями  конкурентоспособности  и  обоснованности 
технологических  решений  при  организации  нового  или  реконструкции  существующего  производства 
являются материалоемкость, энергоемкость, капитальные затраты на единицу продукции. Потребность 
в  долговечных  материалах  и  конструкциях  на  их  основе  огромная,  задачи  снижения  энергозатрат  и 
использования  попутных  продуктов  и  отходов  всегда  актуальны.  Одним  из  вариантов  решения  этих 
задач является использование комовой серы в технологии стройиндустрии, дорожном и специальном 
строительстве.  Были  выполнены  комплексные  исследования  по  подбору  составов,  изучению  физико-
механических  свойств  и  технических  параметров  приготовления  и  формования  нового  поколения 
композиционных  материалов  на  основе  термопластического  серного  вяжущего  (ТПСВ), 
серосодержащих  отходов  промышленных  производств  и  серных  руд.  При  этом  достигается 
минимальное  изъятие  природных  ресурсов,  максимальное  использование  промышленных  отходов 
нефтегазодобычи,  повышение  показателей  прочности  и  долговечности,  совместимость  с 
традиционными материалами, безотходность технологических процессов, экономичность, обеспечение 
высоких  эстетических  качеств,  экологическая  безопасность  производства  и  эксплуатации.  Всем  этим 
показателям  в  меньшей  или  большей  степени  соответствуют  как  композиции  на  основе  серного 
вяжущего, так и технологии их получения. 
Работы  по  созданию  новых  композиционных  материалов,  способных  длительное  время 
эксплуатироваться  в  условиях  воздействия  промышленных,  климатических  и  других  видов 
агрессивных  сред,  всегда  актуальны.  Исследования  последних  лет,  как  в  нашей  стране,  так  и  за 
рубежом,  показали,  что  для  получения  химически  стойкого  композиционного  материала  в  качестве 
основы  связующего  может  быть использован  расплав  серы. Серные вяжущие являются  новым  видом 
материалов, в состав которых входят ТПСВ и инертные заполнители. Особенностью этих композиций 
является  вид  связующего,  в  качестве  которого  используется  комовая  сера,  модификаторы  и 
наполнители.  Сера  по  своей  природе  является  термопластом,  и  композиции  на  ее  основе  являются 
термопластами. 
Серные  бетоны  обладают  рядом  преимуществ  по  сравнению  с  другими  видами  бетонов,  в  том 
числе:  быстрый  набор  прочности,  способность  отверждаться  при  отрицательной  температуре  и  под 
водой, свойство повторного использования при нагреве, низкая стоимость. Кроме того, эти материалы 
обладают водонепроницаемостью, атмосферо- и морозостойкостью, химической стойкостью, низкими 
тепло-  и  электропроводностью  и  при  соответствующем  технико-экономическом  обосновании  могут 
найти  применение  в  различных  конструкциях  и  сооружениях.  Такие  конструкции  применяются  в 
промышленных,  сельскохозяйственных,  складских  сооружениях  как  для  сыпучих,  так  и  жидких 
материалов. Наиболее перспективны серные бетоны для изготовления: 
 
элементов  дорожных  покрытий  (плиты,  тротуарные  плитки,  торцовые  шашки,  бортовые 
камни, дорожные ограждения); 
 
конструкций, подверженных солевой агрессии (полы, сливные лотки, фундаменты); 
 
инженерных  сооружений  (коллекторные  кольца,  канализационные  трубы,  очистные 
сооружения); 
 
футеровочных блоков и ряда других конструкций. 
В  качестве  инертного  наполнителя,  выполняющего  роль  структурообразователя,  при 
приготовлении ТПСВ применяют тонкодисперсные материалы с крупностью зерен до 0,15 мм, в том 
числе:  андезитовую  муку,  кварцевую  муку,  маршалит,  диабазовую  муку,  графитовый  порошок, 
базальтовую  муку,  шамот,  золу-унос,  трепел  и  другие  виды  минеральных  порошков.  Удельная 
поверхность наполнителей должна быть от 2000 до 3000 см
2
. ТПСВ во многом определяет свойства как 
смеси,  так  и  затвердевшей  композиции.  Это  соотношение  можно  условно  оценивать  по  аналогии  с 
цементными  бетонами  как  водоцементное  отношение,  то  есть  отношение  жидкой  фазы  к 
мелкодисперсной.  При  этом  необходимо  учитывать,  что  всѐ  количество  жидкой  серы  переходит  в 
твердое  состояние.  Наполнитель  может  быть  охарактеризован  размерами  зерна,  формой  зерна.  Эти 
свойства определяют такими показателями, как удельная поверхность наполнителя и пустотность. 
Кроме  комовой  серы,  для  производства  серных  бетонов  используются  так  называемые 
серосодержащие  отходы  различных  производств  и  серные  руды.  Учитывая,  что  серосодержащие 
отходы, как правило, не используются, а вывозятся на свалки, изготовление серных бетонов на основе 
серосодержащих  отходов  способствует  решению  не  только  технических,  но  и  экологических  задач. 
Оценку  пригодности  серосодержащих  отходов  и  серных  руд  для  приготовления  серных  бетонов 
производят  по  содержанию  серы,  гранулометрическому  и  химическому  составам  минеральной 
составляющей. 

176 
 
Свойствами  серных  композиций  возможно  в  некоторых  пределах  целенаправленно  управлять 
путем введения в состав модифицирующих добавок. Количество модифицирующей добавки составляет 
от  1  до  10  %  от  массы  серы.  Модифицирующие  добавки  в  зависимости  от  их  функционального 
назначения  подразделяют  на  пластифицирующие,  стабилизирующие,  антипирены,  антисептики  и 
комплексного воздействия. 
Одним  из  важнейших  этапов  создания  композиционных  материалов  с  использованием  новых 
видов  вяжущих  является  изучение  основных  закономерностей  их  структурообразования  на  границе 
«заполнитель  —  ТПСВ»  с  учетом  свойств  исходных  материалов  и  количественного  соотношения. 
Наибольшее  практическое  значение  имеет  доведение  этих  закономерностей  до  количественных 
зависимостей,  что  позволяет  использовать  их  при  выполнении  технологических  и  экономических 
расчетов. 
Углубленное  изучение  влияния  составляющих  на  формирование  структуры,  определяющей 
физико-механические  свойства  материала,  с  использованием  единого  методического  подхода 
позволяет  получить  надежные  и  сопоставимые  количественные  зависимости.  Процесс  формирования 
структуры  серного  бетона  протекает  значительно  проще,  чем  у  цементного  бетона,  в  котором 
нарастание  структурной  прочности  связано  с  образованием  продуктов  взаимодействия  цемента  с 
водой.  При  остывании  смеси  серного  бетона  происходит  кристаллизация  серы  на  поверхности 
наполнителей  и  заполнителей  и  образование  контактного  слоя.  Сухая  смесь  минеральных 
заполнителей, образуя каркас системы, после введения ТПСВ приобретает структуру и свойства смеси. 
Пустоты  между  зернами  песка  и  щебня  довольно  велики,  а  удельная  поверхность  их  мала, 
следовательно,  действия  поверхностных  сил  ничтожно  малы.  При  добавлении  смеси  ТПСВ, 
обладающего  сильно  развитой  поверхностью,  проявляются  силы  поверхностного  взаимодействия,  и 
смесь приобретает связанность. 
Подбор  состава  композиционного  материала  типа  бетон,  каким  является  серный  бетон, 
заключается в определении оптимального содержания всех составляющих компонентов (щебня, песка, 
ТПСВ),  чем  достигается  получение  материала  с  требуемыми  физико-механическими  свойствами. 
Решающая  роль  при  этом  отводится  определению  содержания  ТПСВ  в  композиции.  В  практике  при 
подборе  составов  бетонов  на  основе  серосодержащих  отходов  и  серных  руд  наиболее  удобным 
является метод привода их составов к известному. 
Изучение  физико-механических  свойств  серных  бетонов  имеет  определяющее  значение  для 
определения  областей  его  практического  применения.  На  основании  результатов  опытных  работ 
установлено, что: 
- повышение вязкости содержания пластификатора битума не должно превышать – 3 % от общей 
массы ТПСВ, госсиполовой смолы не выше – 10% от общей массы ТПСВ. Остальные пластификаторы 
существенно не обладают пластифицирующей способностью; 
-  в  качестве  стабилизатора  нами  был  выбран  йод  кристаллический  по  экономическим  и 
технологическим  соображениям.  Остальные  стабилизаторы  хотя  и  увеличивают  сроки  стабилизации, 
но очень дороги и технологически небезопасны; 
-  в  качестве  антипиренов  нами  был  выбран  полифосфат  и  калий  бромистый,  т.к.  полифосфат 
содержит – фосфор, а второе галоген – бром. В дальнейшем будет использован пятихлористый фосфор, 
т.к. это соединение содержит и фосфор и галоген – хлор; 
-  в  качестве  антисептиков  нами  выбраны:  шунгит,  который  обладает  способностью  поглощать 
электромагнитные волны и радиацию; 
- установлены оптимальные условия ведения процесса: t=135°С, содержание серы – 40-45% вес., 
содержание пластификатора – 3% битума, или 10% госсиполовой смолы, наполнителя – и заполнителя 
-  ; 
-  заключены  договора  на  проведение  сертификации  строительных  изделий  с  Национальным 
центром  экспертизы  и  сертификации,  санитарно-эпидемиологической  службой  г.Шымкента,  с  ИП 
«Альзар» - на поставку оборудования и материалов. 
Для  проведения  экспериментальных  исследований  решены  вопросы  разработки  материала  с 
обоснованием состава (модификаторов, наполнителей и заполнителей), дисперсности, концентраций и 
структуры, выбрана оптимальная технология изготовления материалов с применением серы.  
Среди  многообразия  известных  способов  стабилизации  серы  в  полимерном  состоянии 
органическими  модифицирующими  добавками  одним  из  наиболее  перспективных  для  практических 
целей  производства  изделий  из  серного  бетона  является  способ  модификации  серы 
дициклопентадиеном (С
10
Н
12
). 
Модифицирующая  добавка  на  основе  серы  и  дициклопентадиена  отличается  хорошей  смачи-
ваемостью, придающей смесям хорошую пластичность и как следствие обеспечивающей повышенную 
конечную  прочность  серным  бетонам  за  счет  резкого  снижения  усадочных  деформаций.  В  процессе 

177 
 
исследований  было  установлено,  что  оптимальное  количество  модифицирующей  добавки  составляет 
не менее  1% от  массы серы.  
На  рисунке  1    показаны  фрагменты  дифрактограмм  образцов  смеси  серы,  кварцевого  песка  и 
пирофосфата  натрия,  дициклопентадиена,  полученных    совместным  и  раздельным  помолом. 
Изменение полуширины  рефлексов Δ2θ подтверждает аморфизацию данной системы с  образованием 
сополимера  серы. 
 
 
 
Рисунок 1  - Фрагменты дифрактограмм и их диаграмма образцов серного вяжущего раздельного 
(1) и совместного помола (2) 
 
Правильный  выбор  состава  и  количества  наполнителя  способствует  снижению  расхода  серы
величины усадочных напряжений и повышению прочности и долговечности получаемых изделий. На 
рисунке  2  приведены  результаты  испытаний  образцов  балок  4x4x16  мм  в  зависимости  от  вида  и 
количества заполнителя. 
  
 

Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   18   19   20   21   22   23   24   25   ...   40




©emirsaba.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет