Введение к работе
Природным сырьем для получения серы являются серные известняковые руды. Содержание элементарной серы в руде, поступающей на переработку, составляет около 20 %, т.е. на каждую тонну добываемой ив руды серы приходится 4 т отходов.
В настоящее время на предприятиях серной промышленности скопилось значительное количество отходов, утилизация которых приобретает весьма актуальное значение по ряду причин.
Основными причинами необходимости утилизации отходов является следупщие: под накопителями отходов заняты плодородные земли; транспортировка отходов к накопителям обходится очень дорого; строительство накопителей требует крупных капитальных затрат; всевозростащие требования экологии и охраны окружающей среды.
В связи с этим ведутся интенсивные поиски оптимального использования серосодержащих отходов в народном хозяйстве. Одним из реальных направлений их использования является промышленность строительных „.атериалов.
Б последние годы в технологии бетонов появилось новое направление - использование технической элементарной серы для производства бетонов специального назначения и различных композиционных материалов на основе серного связующего.
Исследованиями проведенными в этом направлении показано, что на основе серы можно получить целуп гамму высокоэффективных компо-зиний строительного назначения: мастик, бетонов, защитных покрытий, пропиточных составов. Это позволяет предположить, что серосодержащие отходы могут служить также пенным сырьем для этих целей. Для Украины использование серосодержащих отходов приобретает особо важное значение, особенно в западном регионе, где сосредоточена основная часть добычи природное серы. В настоящее время на предприятиях.
4 выпускающих минеральные удобрения, производящих серную кислоту и других производствах, связанных с переработкой серы, скопилось большое количество отходов, содержащих от 3 до 60 % и более элементарной серы.
Тема дНастояшего исследования является составной часты комплекса работ, предусмотренных "Координационным планом научно-исследовательских работ и опытно-промышленного внедрения серных бетонов и цементных бетонов, пропитанных серой на 1986 год я 1986-1990 гг.", утвержденным Госстроем СССР 13.05.85 г.» # 15-683 /шифр программы I.I.I5.3 Госзаказ * 05-0074-87/.
Целью работы является научное обоснование использования серосодержащих отходов Предкарпатских предприятий для производства серных бетонов и изделий на их основе.
Обьектом исследований являлись многотоннажные отходы двух предприятий Львовской обл. по добыче серы из серных известняковых руд -Роздольского и Яворовского.
Научная гипотеза. Анализ химического, минералоги-ческого и гранулометрического составов серосодержащих отходов позволяет сформулировать следующую научную гипотезу настоящих исследований.
Применение для. изготовления серного бетона серосодержащих отходов вместо технической серн позволит в широком интервале направлено регулировать его физико-механические свойства. В процессе приготовления бетона, сера, содержащаяся в отходах, плавится и выполняет роль самостоятельного вяжущего, равномерно распределяясь между минеральными компонентами, обволакивая их, создает структурные связи кристаллизационного типа, минеральная часть отходов играет роль наполнителя ж заполнителя.
Поскольку основную часть отходов составляет известняк, следует ожидать, что серный бетон на их основе будет характеризоваться более благоприятным коэффициентом линейного температурного расширения, чем
с применением кварцово" муки и песка с более высокий коэффициентами.
Кроме тоге'известно, что известняк является хорошим адсорбентом и в системе сера-известняк будет способствовать нейтрализации токсичных соединений, выделяеглих в процессе приготовления серного бетона, что способствует снижению коррозии оборудования и повышению безопасности производства.
Автор защищает; I
составы серного бетона на основе серосодержащих отходов;
результаты исследований прочностных к деформативных свойств разработанных составов;
экспериментально-статистические модели /ХМ/, отражающие закономерности влияния рецептурных факторов на основные физике—механические характеристики бетона;
результаты исследований сцепления стальной арматуры гладкого и периодического профиля с бетоноу.;
результаты исследований коэффициента линейного температурного расширения / КЛТР / и оценки совместной работы арматуры с Сетоном;
результаты исследований пассивирующей способности серного бетона в воздушно-сухих условиях и в воде;
- рекомевдацик по технологии изготовления серного бетона и но
менклатуру изделий на его основе.
Научную н о в и а н 7 работы состадляит,;
оптимизированный и научно обоснованный состав серного бетона на основе двух видов отходов: золы отстоя и "хвостов" флотации,офа-зушихся при производстве серы на предприятиях Предкарпатья;
физико-механичесю'е характеристики бетона, необходимые для расчета к проектирования зм^гйнтов и конструкций;
- результаты исследований прочности, дефорюативности, выносливости и трещиноетолкссти / параметрические уровни бетона /;
- результаты опенки пассивирующих свойств бетона и его совмес-
тпюсти со стальной арматурой.
Д-Рактяческое значение и реализация результатов исследований.
Научно обоснованные принципы оптимизации составов и структуры позволяют проектировать рабочие составы бетона с использованием серосодержащих отходов для изготовления строительных изделий и конструкций различного назначения.
На основе результатов исследований свойств бетона разработан технологический регламент, использованный при проектировании и монтаже трех технологических линий по производству серных бетонов.
При непосредственном участии автора разработаны следующие документы: "Рекомендации по изготовлению стеклофибробетона на основе серного свя8упцего",1993; "Руководство по применению и технологии изготовления серных и полимерсерных мастик и бетонов в строительстве",1994; "Рекомендації по виготовленню склофібробетону на основі сірчаного в'яжучого", 1994; "Инструкция по изготовлению и применению столбиков направляющих сигнальных из серного бетона", 1994; "Рекомендации по технологии изготовления серных бетонов на основе серосодержащих отходов", 1995.
В 1989...1990 гг. на опытно-промышленной установке агрофирмы
"Заря" /Городокский. р-он,Львовская обл./ была отработана опытная и
опытно-промышленная технология изготовления тротуарных плит размером
50x50x5 см и бордюрного камня из серного бетона с использованием серо
содержащих отходов. ,
В 1990 г. в г.Ново-Яворовске / Львовская обл. / на обогатительной фабрике Яворовского ПО "Сера" был построен цех по изготовление крупноразмерных конструкций из серного бетона. Проектная документация в монтаж оборудования были осуществлены Львовским инженерным центром "Строитель" при участии -автора:. Продукция, освоенная цехом - до -кшше плиты размером 1,75x1,0 и 1,75x1,5 м по нагрузку НК-80 и плиты зме-
сом С'<.с0х5 г 75x75x7,5 см "для полов .промзданпй, покрытий площадей и тротуаров.
Н 1989 Т. институтом Львовгипрокоммунстрой бала разработана проектно-сметная -документация на, реконструкцию уд.Жовтневой во Львове. В качестве основания под мозаичную мостовую использованы сборяке плиты из серного бетона- с использованием отходов. Расчет плит был выполнен'с использованием ЭШ по программе, разработанной с непосредственным участием' автора. Представленные материалы поз-tволили запроектировать дорожную одеялу и залежить ее в качестве основного конструктивного решения ;В проект. - . " ' Производство дорожных чи тротуарных' шщт было организовано в цеху Яворовского ПО "Сера", гдв в течение 1990...1993 гг. было выпущено 3,2. тыс.м3 бетона с использованием 'серосодержащих отходов.
Апробация ' р а б'о т н. 'По материалам диссертации опубліковано 7 печатных работ; в том числе ""Рекомендации по техно-* логик изготовления серных бетонов на основе'серосодержащих отходов?
Результаты исследований докладывались на jjGGI Украинском семинаре "Экспериментально-статистическое'" моделирование в компьютерном материаловедении",Одесса, 1993; Межгосударственном семинаре "лналґ.з и оптимизация грубогетерогенных композиционных материалов? Одесса,1993; I Межгосударственном семинаре "Проблемы огнезащиты строительных'материалов к конструкций",львов,І994рХІШ Межгосударственном семинаре "Принятие рецептурно-технолбгичных решений по оксперимантально-статистическим.моделям", Одесра, 1994; Международном' семинаре "Теория и практика" строительства и" строительных мате-1 ркалоь",Суми,І994; /Ли Межгосударственном семинаре /Моделирование в материаловедении",Одесоа,1995. .
Обьем и структура диссертации. Диссертация содержит 170 страниц в'том числе 40 рисунков "и фотографий,40 табл.;состоит вз введе-ния.5 глав.обших выводов,списка литературы вз 106 наименований и приложений.
Автор припосит искреннюю благодарность и признательность проф. д.т.н. А.С.Сегпёнкову /JffiKZB,Москва/ за ценные советы и постоянное Ешшание к его работе, а также директору ШШ "Громада",к.т.н. Б.П. КвагкеЕ2чу за содействие при внедрении исследований в практику строительной индустрии Украины.
