магистрант Таскулова
З.Б., к.т.н. Даулетияров М.С.
РГП
«Южно-Казахстанский государственный университет им. М. Ауэзова»,
Казахстан, г. Шымкент
Влияние бокситового
шлама на прочность цемента
Бокситовый шлам
является многотонажным отходом на Павлодарском алюминиевом
заводе, входящих в структуру АО «Алюминий Казахстана». Выход бокситового шлама
составляет 5-6 т на каждую тонну продукции. В отвалах только Павлодарского
алюминиевого завода скопилось более 90 млн тонн бокситового шлама [1].
Бокситовый
шлам представляет собой многокомпонентную систему, состав которой зависит от
свойств перерабатываемого боксита и определяется химическими процессами,
происходящими при выщелачивании, отмывке и сгущении шлама. Таким образом, это многотоннажный отход глиноземного производства, состоящий в
основном из силикатных и алюминатных минералов. Именно эти минералы, совместно
с другими железо- и щелочесодержащими минералами, определяют свойства
бокситового шлама [2,3].
С
целью изучения влияния бокситового шлама на прочностные свойства цементов были
приготовлены составы с содержанием 5-20% бокситового шлама, вводимого в
цементы, взамен соответствующего количества портландцементного клинкера.
Цементы получены путем совместно помола компонентов на вибрационной мельнице
СВМ – 3 до тонкости помола, характеризуемой 1,5-6,3%-ным остатком на сите №008
и удельной поверхностью 3630-4487 см2/г. Прочностные свойства композиционных цементов
определяли на образцах кубиках 2х2х2 см.
Результаты исследований цементов,
состоящих из портландцементного клинкера, природного гипсового камня и
бокситового шлама, приведены в таблице 1,2,3.
Таблица
1 – Результаты цементов на сжатие 7 суточный
|
№ |
Состав
цемента |
Сжатие,
МПа |
|
1. |
контрольный – 95% клинкер, 5% гипс |
31,27 |
|
2. |
90% клинкер, 5% гипс, 5% бокситовый шлам |
39,27 |
|
3. |
85% клинкер, 5% гипс, 10% бокситовый шлам |
45,00 |
|
4. |
75% клинкер, 5% гипс, 20% бокситовый шлам |
74,65 |
|
5. |
65% клинкер, 5% гипс, 30% бокситовый шлам |
83,55 |
Таблица
2 – Результаты цементов на сжатие 28 суточный
|
№ |
Состав
цемента |
Сжатие,
МПа |
|
1. |
контрольный – 95% клинкер, 5% гипс |
61,65 |
|
2. |
90% клинкер, 5% гипс, 5% бокситовый шлам |
48,45 |
|
3. |
85% клинкер, 5% гипс, 10% бокситовый шлам |
39,53 |
|
4. |
75% клинкер, 5% гипс, 20% бокситовый шлам |
85,09 |
|
5. |
65% клинкер, 5% гипс, 30% бокситовый шлам |
89,28 |
Таблица
3 – Результаты цементов на сжатие 60 суточный
|
№ |
Состав
цемента |
Сжатие,
МПа |
|
1. |
контрольный – 95% клинкер, 5% гипс |
73,22 |
|
2. |
90% клинкер, 5% гипс, 5% бокситовый шлам |
49,02 |
|
3. |
85% клинкер, 5% гипс, 10% бокситовый шлам |
53,92 |
|
4. |
75% клинкер, 5% гипс, 20% бокситовый шлам |
77,62 |
|
5. |
65% клинкер, 5% гипс, 30% бокситовый шлам |
63,33 |
На оснований полученных
результатов можно сделать следующие вывод: наилучшие показатели прочности имеют
образцы цемента с содержанием 20% бокситового шлама. Дальнейшее увеличение
дозировки бокситового шлама приводит к снижению прочности цемента. Результаты
активности при сжатий образцов цементов значительно выше при использований
бокситового шлама по сравнению с контрольным цементом.
Таким образом, анализ результатов активности цемента
свидетельствует, что введение бокситового шлама в состав цементов позволяет существенно
повысить прочность и, одновременно с этим, снизить содержание дорогостоящего
портландцементного клинкера.
Результаты
выполненных физико-химических исследований позволяют сделать выводы о
перспективности использования бокситового шлама в качестве техногенного
минерального сырья для производства цемента.
Литература:
1. Кудрышова
Б.Ч., Станевич В.Т., Мусаханова
С.Т. Строительные материалы на основе промышленных отходов. http:/www.rusnauka.com/38_NIEK_2014/Stroitelstvo/4_182280.doc.htm
2. Беседин
А.А. Повышение комплексности переработки бокситов за счет утилизации красного
шлама в производстве портландцемента: Автореф. дис. канд. техн. наук. – СПб.,
2014.-25с.
3. Иннавационный
патент РК №31298/ Бажиров Т.С., Даулетияров
М.С., Бажиров Н.С. Вяжущее // Опубл.
15.07.2016.- Бюл. №7(1).