CC BY
110
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №11/2015 ISSN 2410-6070
АРХИТЕКТУРА
УДК 69
С.Г Марков
студент 4 курса
Институт строительства, транспорта и машиностроения Северо-Кавказский федеральный университет г. Ставрополь, Российская Федерация
МАТЕРИАЛО-ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГИПСОКАРТОНА
Аннотация
Фосфогипс является экологически вредным отходом производства минеральных удобрений. С помощью инновационной энергосберегающей технологии отходы производства минеральных удобрений переводятся в эффективное фосфогипсовое вяжущее, которое используется для производства гипсокартона и других строительных материалов. Затраты на производство гипса в качестве вяжущего в 4 раза меньше, чем использование цемента.
Ключевые слова
Фосфогипсовые отходы, серосодежащие материалы, гипсокартонные листы, усовершенствование технологии
Основным направлением развития строительных материалов и изделий является создание и развитие эффективных технологий, обеспечивающих снижение материалоемкости, энергоемкости трудоемкости строительства более рационального использования природного сырья и промышленных много тоннажных техногенных фосфогипсовых отходов производства минеральных удобрений, потребление которых с каждым годом будет увеличиваться в связи с возрастающей потреблением энергоресурсов на базе возобновляемой дешевой технологии переработки гемо модифицированных продуктов. На каждую тонну минеральных удобрений в отвалы отправляется более 4 тонн фосфогипса. В настоящее время в отвалах скопилось более 300 млн.тонн фосфогипса. Удельные затраты в производстве гипсовых вяжущих в 2 раза, а энергозатраты в 4 раза ниже чем при производстве цемента. Возможность применения отвального фосфогипса в качестве вяжущего сдерживается наличием водорастворимых примесей, неоднородностью состава и структуры фосфогипса, повышенной влажностью обусловливает соответственно более высокие энергетические затраты. [1,2]
В настоящее время разработаны и опробованы в производственных условиях ряд технологий получения гипсовых вяжущих из фосфогипса. Технологические процессы получения гипсовых вяжущих, основным компонентом которых служит полугидрат сульфата кальция, включают следующие основные методы: промывка фосфогипса водой; промывка в сочетании с нейтрализацией и осаждением примесей в водной суспензии; термического разложения примесей; введение нейтрализующих, минерализующих и регулирующих кристаллизацию добавок перед обжигом и после него. Ведущее место в разработке и практическом применении технологии гипсовых вяжущих из фосфогипса принадлежит Японии, Франции, ФРГ.
Гипсокартон является символом Евроремонта изготавливается на основе технического гипса содержание гипсового вяжущего составляет в изделии составляет 85-90%. Водогипсовое соотношение в сырьевой смеси составляет 0.5-0.6. В состав шлама (сырьевой смеси) дополнительно водятся крахмал, регуляторы отверждения, наполнители, пластификаторы, антипирены, красители и др. модифицирующие добавки обеспечивающие прочность, огнестойкость, водостойкость, и др.
Изготовления гипсокартонных листов включает следующие технологические операции: взвешивание, дозирование, подготовка шлама, формирование на конвейере непрерывной плоской полосы с сечением заданной формы, шириной 1200 мм, состоящей из двух слоев специального картона с прослойкой из гипсового теста с армирующими добавками, при этом боковые кромки полосы завальцовываются краями картона, после "схватывания" гипса, происходит резка полосы на отдельные
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №11/2015 ISSN 2410-6070
листы, а также сушка при температуре 150-180С, маркировка, штабелирование и упаковка готовой продукции.
Применение листового гипсокартона в качестве отделочного материала значительно облегчает и ускоряет строительство или ремонт, позволяет отойти от длительного и трудоемкого процесса оштукатуривания. и имеет следующие преимущества: высокая технологичность и простота в обращении; пожарная безопасность; хорошие звуко- и теплоизоляционные свойства; экологическая безопасность; низкая стоимость; квадратный метр отделанной гипсокартоном площади обойдется в несколько раз дешевле, нежели штукатурить и шпатлевать этот же участок; смонтированные гипсокартонные поверхности имеют гладкую и ровную структуру, готовую к окрашиванию, оклейке обоями или плиткой; кроме того, под листами гипсокартона прячут электрические провода, систему вентиляции или другие «неприглядные» элементы. При совершенствовании структуры производства и применении менее энергоемких конструкций перегородок из гипсовых материалов можно сэкономить до 1 млн т топлива и более 500 тыс. т цемента.
К недостаткам гипсокартона можно отнести следующие его качества: низкая водостойкость; высокая гигроскопичность; высокая ползучесть под нагрузкой, особенно при увлажнении, поэтому изделия на основе гипса применяют в помещениях с относительной влажностью воздуха не более 60%, так как при увлажнении происходит значительное понижение прочности, хрупкость листы гипсокартона нельзя подвергать ударным нагрузкам, поскольку на них образуются вмятины, - при прямом попадании влаги даже листы влагостойкого гипсокартона коробятся и трескаются;
Для устранения указанных недостатков гипсокартона предложена энергосберегающая технология на композиционном вяжущем, содержащего фосфогипсовые и серосодержащие материалы.
Разработаны бетоны [3-6], пропитанные серой, по своим физико-механическим свойствам незначительно уступают бетонополимерам. Прочность их может достигать 80-100 МПа, водонепроницаемость В8-В10, морозостойкость до 1000 циклов, водопоглощение снижается в 9-10 раз [3-5].
При изготовлении серных бетонов применялись различные технологии: метод литья, инжектирование [3-5], метод холодного прессования в форме с последующим расплавлением серы путем нагрева прессованных блоков [3-5], смешивание заполнителей, предварительно нагретых до температуры 140-150 °С с расплавом серы той же температуры, заливку расплавом серы смеси заполнителей и уплотнения [3-5].
Мировой рынок серы в последние годы, а также, по прогнозам, до 2015-2020 г.г., будет иметь устойчивую тенденцию превышения производства серы над ее сбытом. Это связано с более глубокой очисткой от попутных газов, продуктов нефтепереработки, расширением разработки серосодержащих газовых и нефтяных месторождений, очисткой топочных газов.
Энергосберегающая технология заключается в следующие, этапы: нейтрализация отвального фосфогипса негашеной известью с последующей термообработкой при температуре 150-180С.; дозирование и смешение технической серы с активированным фосфогипсом; дозирование и смешение композиционного вяжущего и водорастворимого эластомера; твердение фосогипсового вяжущего гипсокартона; структурирование изделия в процессе сушки с образованием взаимопроникающих сеток. Следовательно, Изготовление гипсокартона на поточных автоматических линиях на композиционном вяжущем дважды эффективно использует энергозатраты: во-первых для активации отвального фосфогипса в вяжущий материал, во-вторых для обеспечения направленного модифицирования серного вяжущего, обеспечивающего высокие потребительские свойства: прочность, водостойкость, морозостойкость, износостойкость
Применения серного бетона являются: элементы дорог; коррозионностойкие элементы промышленных и сельскохозяйственных зданий; трубы (канализационные, дренажные); элементы нулевого цикла (фундаментные блоки, балки, сваи); стеновые материалы; кровельные материалы, декоративно-отделочные материалы, контейнеры для захоронения радиоактивных и химических отходов.
Выводы.
1. Предложена материало-энергосберегающая технология изготовления гипсокартона на
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯНАУКА» №11/2015 ISSN 2410-6070
2. основе на основе композиционного вяжущего, обеспечивающая конкурентноспособность изделий по сравнению иностранными аналогами.
2.Рассмотрен механизм утилизации много тоннажных отходов нефтехимического комплекса для реализации «принципа экологически опасное нейтрализуется вредными материалами.»
3. Показана возможность эффективного использования композиционного вяжущего на основе фосфогипсовых и серосдержащих материалов для изготовления строительных материалов и изделий в различных областях промышленности.
Список использованной литературы:
1 Мирсаев Р.Н. Фосфогипсовые отходы химической промышленности в производстве строительных изделий/ Р.Н. Мирсаев. - М.: химия, 2004.- С.176
2 Гордашевский П.Ф. Производство гипсовых вяжущих материалов из
гипсосодержащих отходов/ П.Ф. Гордашевский, А.В. Долгорев. - М.: Стройиз-дат, 1987. - С.105 .
3 Патуроев В.В., Волгушев А.Н., Орловский Ю.И. Свойства и перспективы применения серного бетона. // Бетон и железобетон, 1985.- С. 16-17.
4 Королев, Е.В. Строительные материалы на основе серы / Е.В. Королев, А.П. Прошин, В.Т. Ерофеев, В.М. Хрулев, В.В. Горетый. - Пенза-Саранск: МГУ, 2003. -С. 372 .
5 Прошин, А.П. Структура и свойства модифицированного серного вяжущего / А.П. Прошин, Е.В. Королев, Е.Г. Калинкин // Журнал Строительные материалы. - 2005. № 7. С. 6-10.
© Марков С.Г., 2015
