Введение к работе
Актуальность проблемы. Тенденция развития промышленного производства в целом, и в особенности строительной индустрии, предусматривает широкое использование вторичного сырья. Это диктуется как экономическими, так и экологическими требованиями, которые в последнее время приобрели особую остроту,
Хашимитское Королевство Иордании является самым крупным производителем экстракционной фосфорной кислоты на Ближнем Востоке. В процессе производства на каждую тонну получаемой фосфорной кислоты образуется до 4,25 т фосфогипса в пересчете на сухое состояние. Общее количество фосфогипса, накопившегося в нашей стране до 1989г., превысило 10 млн. т.
Затраты на удаление и складирование фосфогипса в отвалах в среднем составляют 10Z стоимости создания и эксплуатации основного производства, при этом для отвалов приходится отчуждать большие площади полезных земель. Хранение фосфогипса в отвалах наносит значительный вред окружающей среде, проявляющийся в загрязнении атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод, почвен-но-растительного покрова вредными веществами, содержащимися в фосфогипсе.
Таким образом, проблема использования фосфогипса, как находящегося в отвалах, так и текущего выхода, является актуальной не только в связи с целесообразностью вовлечения его в сферу производства различных полезных для народного хозяйства материалов, но и, что особенно ваано, с точки зрения предотвращения их разрушительного воздействия на окружающую среду.
Современные методы утилизации фосфогипса подтверждают возможность его широкого использования в качестве сырья для изготов-
4 ления гипсовых вяжущих веществ. Вместе с тем работы в этом направлении еще далеки от завершения, поскольку не решены две главные задачи. Первая состоит в той, чтобы сделать производство вяжущего из фосфогипса дешевле, чем из природного сырья, а вторая -добиться стабильности качества получаемого из фосфогипса продукта.
В диссертационной работе исследована возможность изготовления стеновых изделий из фосфогипса-дигидрата, что особенно актуально для Иордании, где основными стеновыми материалами являются дорогостоящие природные камни и монолитный бетон.
Цель диссертационной работы: разработка экологически чистого и технико-экономически эффективного способа получения стеновых строительных изделий из фосфогипса как текущего выхода, так и скопившегося в отвалах, без дорогостоящих процессов его промывки и термообработки, отвечающих условиям эксплуатации в Иордании.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
изучено влияние прессования на изменение химических и физико-химических свойств порошка фосфогипса;
изучены и исследованы добавки - модификаторы фосфогипса, позволяющие в значительной мере увеличить прочность и водостойкость материала, определены их оптимальные дозировки;
изучены процессы и продукты ТБзрДсКИЯ модифицированного фосфогипса;
исследованы физико-механические свойства и структурные характеристики полученного фосфогипсового композиционного материала - фосфогипсобетона;
изучена стойкость прессованного фосфогипсобетона в условиях сухого жаркого и влажного теплого климата Иордании;
- произведена оценка технике - экономической эффективности
производства стенового материала из прессованного фосфогипса-ди
гидрата, модифицированного добавками.
Научная новизна работы:
теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возмояность получения строительных изделий для ограждающих конструкций зданий из фосфогипса-дигидрата без предварительной его нейтрализации и термической обработки;
экспериментально установлен факт смещения эндотермических эффектов на кривых ДТн природного гипсового камня и фосфогипса-дигидрата в сторону более высоких температур в результате уплотнения этих материалов давлением до 80 МПа;
выявлена частичная дегидратация двуводного сульфата кальция в полуводный при действии на него высокого прессующего давления (до 80 МПа);
петрографическими исследованиями установлений, что в результате действия прессующего давления значительная часть сульфа-та-дигидрата кристаллизуется в форме нитевидных волокнистых кристаллов селенита, повышающих прочность материала на растяжение;
комплексными исследованиями выявленно химическое взаимодействие оксидов горелой породы с компонентами фосфогипса с образованием, главным образом, гидросульфоалпминатов кальция;
- выявлен характер изменения физико-механических свойств
фосфогипсобетона при попеременных увлажнениях и высушиваниях.
Достоверность полученных результатов обеспечена испытанием достаточного количества образцов-близнецов, использованием современных методов исследований и ЭВМ, корректным выбором параметров оптимизации переменных факторов.
Практическое значение работы:
установлена возможность производства стеновых изделий из фосфогипса без его предварительной промывки или нейтрализации примесей и последующей термообработки. Данное обстоятельство позволяет, с одной стороны, существенно сократить количество удаляемого фосфогипса в отвалы, с другой - расширить сырьевую базу промышленности стеновых строительных материалов и изделий;
разработанная технологическая схема производства стеновых изделий на основе фосфогипсобетона позволяет применять серийно выпускаемое оборудование с полной автоматизацией производства;
разработаны основы метода определения состава фосфогипсобетона с заданными параметрами свойств с применением ЭВМ;
опытно-промышленное испытание разработанной технологии было прозеденно на базе КСМ АО "Ростовгражданстрой". Расчетный экономический эффект, связанный с производством стеновых материалов из фосфогипсобетона в сравнении с кирпичом глиняным обыкновенным, составляет 16,34В тыс. руб. на 1000 шт. условного кирпича Св ценах 1993 г.).
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях Ростовской-на-Дону государственной академии строительства (1991-1994); Международной конференции "Ресурсосберегающие технологии строительных материалов, изделий и конструкций" (Белгород, 1993); Научно-техническом семинаре "Теория и практика применения суперпластификаторов в композиционных строительных материалах" (Пенза, 1993); Республиканской научно-технической конференции "Экология и ресурсосбережение" (Могилев, 1993).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 4 научных работы и одна находится в печати. По материалам работы
7 получено два полоаительных решения о выдаче патентов Российской Федерации.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора, 5 глав, освещающих содержание работы, общих выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 191 странице машинописного текста, включающего 54 рисунка, 22 таблицы, список использованной литературы из 152 наименований ( в том числе 24 зарубежной), 1 приложения.
