Адрышев А.К., Струнникова Н.А., Хайрулина А.А., Карибаева М.К.

Восточно-Казахстанский государственный технический университет им.Д.Серикбаева

О возможности использования отработанных цеолитов в качестве строительных материалов

В настоящее время одним из хорошо изученных методов очистки промышленных сточных вод и подземных вод являются сорбционные методы. Питьевая вода с высокой концентрацией железа, марганца, аммонийного азота, фенолов, нефтепродуктов, метана, тяжелых металлов и некоторых микроэлементов представляет опасность для здоровья людей и вызывает неприятные органолептические ощущения. Традиционно применяемые технологические схемы очистки природных вод, где последним технологическим звеном является фильтрование, не предусматривают глубокой очистки от указанных загрязнений. Для решения этой задачи необходимо применение фильтрующего материала с высокими адгезионными, сорбционными и ионообменными свойствами. В Восточно-Казахстанском государственном техническом университете в лабораторных условиях были проведены исследования по очистке природных вод различных водозаборов от фтора, от ионов тяжелых металлов, солей жесткости цеолитами месторождений Казахстана. Опыт использования цеолитов показывает, что природные цеолиты перспективны для очистки воды от загрязнений, так как обладают достаточной сорбционной емкостью, простотой использования, широкой распространенностью и низкой стоимостью.

Однако, в результате такой очистки образуется большое количество отработанного материала, что выдвигает проблему утилизации отработанных сорбентов. Это обстоятельство делает актуальными исследования в данном направлении.

В проведенных исследованиях в процессе очистки загрязненных вод использовались цеолиты следующего зернового состава (таблица 1).

Таблица 1 – Зерновой состав цеолита

Чанканайский цеолит неактивированный
Фракции	2,5	1,25	0,63	0,315	0,14	<0,14
Полный остаток,%	14,4	63,1	91,3	94,9	98	100
Чанканайский цеолит активированный
Фракции	2,5	1,25	0,63	0,315	0,14	<0,14
Полный остаток,%	21,2	66,2	96,9	98,8	99,4	100

В качестве примера приведен зерновой состав песка Комбината нерудных материалов города Усть-Каменогорска (таблица 2).

Таблица 2 - Зерновой состав песка

ПЕСОК
Фракции	2,5	1,25	0,63	0,315	0,14	<0,14
Полный остаток,%	17,5	26,9	45,6	78,1	98,7	100

Как показали результаты испытаний, зерновой состав цеолитов соответствует зерновому составу строительного песка, используемого для строительных растворов и бетонов. Нами была изучена возможность применения сорбента в качестве мелкого заполнителя для приготовления кладочного раствора марки 25. Образцы строительного раствора изготавливались исходя из расчета расхода материала. Для этого отвешивают компоненты растворенной смеси (из расчета на 5 литров) согласно выполненному расчету. Цеолит высыпают на противень, к нему добавляют цемент и тщательно перемешивают вручную мастерком в течение 5 минут, затем вводят известковое ( или глиняное) тесто и снова перемешивают. После этого добавляют воду и окончательно перемешивают смесь в течение 3-5 минут.[1,2]

При приготовлении пробных замесов определяли подвижность растворной смеси, а затем изготавливали контрольные образцы – кубы размером 70,7 70,770,7 мм. В результате испытания контрольных образцов в возрасте 28 сут определяли марку раствора. Результаты экспериментов приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Экспериментальное определение механических характеристик строительного раствора

Материал мелкого заполнителя	Прочность при сжатии, МПа
1 Строительный песок	3,43
2 Активированный цеолит	4,85
3 Неактивированный цеолит	6,64

Из представленных данных видно, что цеолиты обладают более высокой прочностью при сжатии, чем строительный песок и их можно использовать в качестве мелкого заполнителя в строительных растворах и бетонах.

Использование отработанного цеолита в технологии строительного раствора целесообразно не только с точки зрения возможности сокращения расхода песка в растворах, повышения их долговечности, но и с целью улучшения экологической ситуации.

Литература:

1. Касторных Л.И. Добавки в бетоны и строительные растворы. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2007 – 221с

2. Комар А.Т. Строительные материалы и изделия. Учебник для инженерно-экономических специальностей строительных ВУЗов – М., 1988 – 527с