Разработка процессов утилизации стеклобоя путем создания композиционных материалов

• Автор: Белокопытова, Анна Сергеевна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 221 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Стеклобой как источник силикатного сырья.

1.1.1 Объмы образующегося стеклобоя.

1.1.2 Пути утилизации стеклобоя

1.1.3 Химический состав стеклобоя

1.1.4 Оценка технологий переработки стеклобоя

1.2 Утилизация стеклобоя для получения бетонов.

1.2.1 Получение бетонов с использованием стеклобоя в качестве заполнителя .

1.2.2 Механизм расширения бетона.

1.2.3 Способы подавления щелочносиликатной реакции
1.3 Утилизация стеклобоя для получения пеностекла
1.3.1 Анализ традиционных способов получения пеностекла
1.3.2 Закономерности формирования структуры пеностекла.
1.3.3 Влияние присутствия воды на процесс вспенивания
1.4 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
2 ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Методы исследования. Приборы и оборудование
2.1.1 Разделение порошка на фракции
2.1.2 Фотоседиментационнътй анализ.
2.1.3 Определение реакционной способности заполнителя
2.1.4 Определение концентрации ионов Иа4, К4, Са2 в растворе
2.1.5 Определение степени расширения бетона
2.1.6 Нагрев композиции
2.1.7 Определение насыпной плотности гранулированного пеностекла.
2.1.8 Определение теплопроводности.
2.1.9 Определение предела прочности при сжатии.
2.1. Определение пароироницаемости
3 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СТЕКЛОБОЯ В КАЧЕСТВЕ ЗАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ БЕТОНОВ.
3.1 Основные материалы для получения стеклобетона
3.2 Электронная микроскопия порошков стекла
3.3 Влияние состава стеклобетона на его прочность
3.4 Определение расширения образцов стеклобетона.
3.5 Сравнение способов подавления щелочнокремниевой реакции
1 3.5.1 Влияние гранулометрического состава стеклобоя на протекапе щелочно
кремниевой реакции.
3.5.2 Влияние мелкодисперсных добавок на протекание щелочиокремниевой
реакции.
3.5.3 Подавление щелочнокремнеземной реакции путем химической
модификации заполнителя.
3.6 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
4 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СТЕКЛОБОЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОСТЕКЛА. .
4.1 Основные материалы для получения пеностекла
4.2 ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ, ПРОТЕКАЮЩИХ В
ПЕНООБРАЗУЮЩЕЙ СМЕСИ.
4.3 ИКСПЕКТРОСКОПИЯ ПОРОШКОВ СТЕКЛА.
4.4 ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОТЕРМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ВСПЕНИВАНИЯ
4.5 Изучение процесса гранулирования пенообразующей смеси
4.5.1 Зависимость средней плотности вспененных гранул пеностекла от размера сырцовых гранул
4.5.2 Параметры, определяющие свойства сырцовых гранул.
4.5.3 Выводы..
4.6 Превращения в силикатной композиции при нагревании.
4.6.1 Параметры, определяющие свойства пеностекла
4.6.2 Особенности вспенивания гранул пеностекла
4.6.3 Влияние различных сортов стекла на процесс вспенивания пеностекла
4.6.4 Свойства гранулированного пеностеклаа
4.7 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ
5 ПРОИЗВОДСТВО И ПРИМЕНЕНИЕ
5.1 Технологическая схема получения гранулированного пеностекла
5.2 Энергетический расчт технологии.
5.3 Техникоэкономические показатели производства гранулированного
пеностекла.
5.4 Показатели влияния предприятия на состояние окружающей среды .
5.4.1 Экологичность выпускаемой продукции
5.4.2 Влияние на водные ресурсы
5.4.3 Влияние на воздушные ресурсы.
5.4.4 Влияние на материальные ресурсы и отходы производства
5.5 Применение гранулированного пеностекла.
5.5.1 Утепление чердачных перекрытий.
5.5.2 Засыпной материал для стен.
5.5.3 Монолитная заливная стена
5.5.4 Утепление и звукоизоляция перекрытий.
5.5.5 Теплоизоляция технологического оборудования
5.5.6 Производство легких бетонов
5.6 Выводы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Менделеева исследования в рамках решения проблемы Использование отходов стекла в производстве декоративноотделочных материалов типа стеклокремнезита показывают, что производство спечнных материалов на основе стекла может быть полностью переведено на применение стеклобоя. Технологическая схема производства стеклокремнезита включает дробление стеклобоя, приготовление смеси и укладка е в форму, спекание плит при температуре 00 С, отжиг и охлаждение, обрезка кромок. Одним из недостатков спечнных материалов плотность кгм3 является их сравнительно невысокая механическая прочность в сравнении с исходным стеклом , . Стекло при повышенных температурах, как неравновесная система переохлажденная жидкость, всегда стремится к кристаллизации. Поэтому при рассмотрении способов переработки стеклобоя при повышенных температурах отдельно следует остановиться на технологиях, приводящих к кристаллизации стекла. Обычно целью таких технологий является получение строительных материалов, что достигается на основе стекол определнных составов с последующей их кристаллизацией , . Эти материалы отличаются долговечностью, прочностью, нулевым водопоглощением, огне и светостойкостью, высокой износостойкостью и способностью длительное время работать в агрессивных средах. При производстве таких материалов можно использовать как специально сваренные стекла, так и различные отходы стекольного производства ,. Однако данный способ в связи с высоким потреблением энергии применим лишь в частных случаях. На одном из последних заседаний Европейского Сообщества 02ЕС было принято решение, что отработавшее электрическое и электронное оборудование, содержащее вредные компоненты, не может быть захоронено. Катодные трубки телевизоров и компьютерных мониторов составляют от общей массы отходов стекла, содержащих вредные компоненты. В работе предлагается способ производства выдувных или литых стеклянных изделий. Данный способ позволяет утилизировать до 0 стекла поступающего на переплавку, однако объемы производства будут значительно ниже количества отработавших кинескопов. Помимо дутых и литых изделий стекла кинескопов могут быть использованы при производстве керамики, в дорожном строительстве, а также в других производствах при смешивании со стеклом не содержащем вредных компонентов . Проведенное рассмотрение возможных способов утилизации можно свести к четырем основным типам, описанным выше и систематизированных в табл. Подстилающая основа для дорожного полотна основа для дорог, дренажей в земле, закладки Кусковое стекло, частицы более 0,51 мм. Кусковой наполнитель в бетоне Щебень, гравий. Абразивный элемент Г рубодисперсный порошок, частицы от 0,0,1 до 0,5 1,0 мм. Заполнитель в краске и пластмассе Средне и мелкодисперсный порошок, частицы менее 0,1 мм. Следует отметить, что практически все перечисленные методы переработки боя стекла опираются на добавлении небольшого количества стеклобоя к различным материалам. При этом используются те свойства стекла, которые близки к свойствам заменяемого продукта. То есть, стекло не рассматривается как целостное минеральное сырье. Поэтому необходимо искать такие способы переработки стекла, которые будут опираться на стеклобой любого состава. Наиболее перспективным направлением использования стеклобоя является рассмотрение его не как добавки или балласта к существующим материалам, а как самостоятельного вида сырья. Такой подход позволяет не подстраивать существующие технологии под утилизацию отхода, а создавать новые технологии на основе комплексного исследования свойств сырья и получения качественных и востребованных материалов с комплексом заданных свойств. Для этого рассмотрим подробнее свойства стеклобоя как сырья. По своему химическому составу стекло представляет собой смесь оксидов , Бц Са, А1, К и некоторых других элементов в незначительных количествах. Более масс, составляют окислы Ыа, и Са. Поэтому стекло можно рассматривать как систему 8Ю2Са0. Состав различных видов стекла представлен в табл.