Жалпы қолданылған цемент көлеміндегі отандық цемент зауыттарының үлесі
жыл
8-сурет
9-кестеде көрсетілгендей, 2006 жылғы деректерге сәйкес цемент зауыттары өздерінің жобалық қуатының 42,2 % ғана игерді, яғни олардың ұнтақтау қондырғыларының мүмкіндіктері толық пайдаланбауда. Осы олқылықтың орнын толтыру үшін, өніріс қалдықтарын белсенді минералды қоспа ретінде, цемент клинкерін ұнтақтау барысында қолдануды қарастыру қажет.
9-кесте
Қазақстандағы цемент зауыттарының жобалық өнімділігі және жылдық өнім өндіру көрсеткіші
№ |
Зауыт |
Өнімнің түрі |
Ұнтақтау қуаты, (т/жыл) |
2005 |
2006 |
1 |
ЖШС " Семей цемент зауыты" (БҚО) |
ПЦ-500ДО, ПЦ-400ДО, ПЦ-400Д20, ССПЦ-400ДО, ССПЦ-500ДО, НЦ-20 |
1200 |
1033, 7 |
867,4 |
2 |
ЖШС «Хайдельберг Восток Цемент» (БҚО)
|
ПЦ-400Д20, ПЦ-500, ПЦ-400, ПЦТ-400 |
1600 |
1053, 7 |
1190 |
3 |
ААҚ «Central Asia Cement» |
ПЦ-400Д20, ПЦ-500ДО, ССПЦ-400ДО, ССШПЦ-400Д60 |
3600
|
690,7 |
757,5 |
4 |
«Шымкент цемент» АҚ (ОҚО) |
ПЦ-400Д20, ССПЦ-400ДО, ССШПЦ-400, ШПЦ-400, ПЦТ, ПЦ-500ДО |
2000 |
678 |
800 |
5 |
ЖШС «Састобе Цемент». (ОҚО) |
БПЦ-400Д20, ССПЦ-400Д20, ЦПЦ-400 |
400 |
50.1 |
106.5 |
6 |
«МОНОЛИТ» АҚ |
БПЦ-400Д20 |
126 |
3,8 |
59,5 |
|
Барлығы |
|
8926 |
3510,1 |
3780,9 |
Минералды қоспа ретінде мырыш өндірісінің қожы және кен байыту фабрикаларының қалдықтарын қолдануға болады. Мырыш өндірісінің қожының құрамын шыны фаза–50-62 %, кристаллдық бөлігін (масса бойыншы %): β - кварц (3-5); гематит (5-9); кальцит (2-8); окерманит (3-4); диопсид (2-4) және анортит (3,5 дейін) құрайды. Кен байыту қалдығы негізінен доломиттенген әктастан ( 73-82 % ) тұрады, сонымен қатар барит (8-17 %); кварц (4-6%) және кен минералдары (2,3 % дейін) бар. Бұл өндіріс қалдықтарының белсенділігі ГОСТ 25094-94 әдістемесі бойынша анықталды және 4,3 – 4,8 МПа аралығында, яғни гидравликалық және пуццолландық қасиеттері доломиттің көрсеткішінен артық (10-кесте).
10-кесте
Түсті металлургия қалдықтарының белсенділігі
Түсті металлургия қалдықтарының аталуы |
Бірігуінің соңы, тәулік |
Беріктік шегі, МПа |
|
иілім |
сығым |
||
«Ачполиметалл» комбинатының мырыш қожы |
1,08 |
1,6 |
5,3 |
Өскемен мырыш-қорғасын комбинатының қожы |
1,15 |
1,2 |
4,8 |
Боксит шламы (Павлодар қаласы) |
0,18 |
2,4 |
10,4 |
Кентау байыту фабрикасының қалдығы |
1,91 |
1,5 |
6,3 |
Белоус байыту фабрикасының қалдығы |
1,83 |
1,7 |
4,5 |
Белогорск байыту фабрикасының қалдығы |
2,12 |
1,1 |
3,7 |
Лениногорск байыту фабрикасының қалдығы |
1,41 |
1,5 |
3,9 |
Зыряновск байыту фабрикасының қалдығы |
2,4 |
1,0 |
3,2 |
Ескерту: барлық үлгілер суға төзімділікке сыналды
Қалдықтардың белсенділігі МемСТ 25094 әдістемесі бойынша анықталды.
Байланыстырғыштың құрылым құрау процесіне қоспа түрі мен мөлшерінің әсерін зерртеу мақсатында оның иілім беріктігінің өзгеру кинетикасы анықталды. Иілім беріктіктігінің өзгеру кинетикасын сипаттайтын график 4.2 суретте көрсетілген. Суреттен байқайтындай, Су/Б қатынасы өзгермеген жағдайда, кешенді қоспалардың байланыстырғыш құрамындағы мөлшері артуына байланысты иілім беріктігінің шектік көрсеткіші (Рmk) жоғарылайды және жүйенің құрылым құрау кезеңі (τk) қысқарады.
Байланыстырғыш құрамының өзгеруіне байланысты иілім беріктігінің шектік көрсеткіші мен жүйенің құрылым құрау кезеңінің мерзімі 11- кестеде көрсетілген. Кешенді қоспаның түрі мен мөлшерін өзгерту, «байланыстырғыш – су» жүйесінің қалыптасу кезеңіне ықпал етеді. Бетонның түрін (қатаң, жылжымалы), қолданылу аясын ескере және оларға қойылатын талаптарға сәйкес байланыстырғыштың құрылым құрау кезеңін бағытты түрде реттеуге болады. 11- кестеде көрсетілген деректерге сәйкес, кешенді қоспа қосылған байланыстырғыштың құрылым құрау кезеңі 250-440 минут аралығында. Барлық бетон және темірбетон бұйымдарын өндіру процесстері осы уақыт шеңберінде жүргізілуі қажет, себебі құрылым құраудың алғашқы кезеңі аяқталғаннан соң, жүйеде берік кристаллдық түзілімдердің өсуіне байланысты «байланыстырғыш-су» жүйесінде конденсациялы-кристаллды құрылым құралады [81,83]. Бұндай құрылым гидраттар арасындағы фазалық байланыс болғандықтан тиксотропты қайта орнықпайды және механикалық әсер нәтижесінде жүйенің беріктігін төмендетеді.
11- кесте
Кешенді қоспалардың байланыстырғыштың құрылым құрау кезеңі мен иілім беріктігінің шектік көрсеткішіне ықпалы (Су/Б =0,45)
Байланыстырғыштың құрамы, %
|
Құрылым құрау кезеңі (τk), Сағ-мин |
Иілім беріктігінің шегі (Рmk), МПа |
||
Клинкер |
Кен байыту қалдығы |
Мырыш қожы |
||
100 75 65 55 50 45 |
- 15 20 25 25 25 |
- 10 15 20 25 30 |
7 – 10 5 – 00 4 – 45 4 – 55 7 – 20 4 – 10
|
0,24 0,30 0,30 0,43 0,65 0,72 |
«НИИстромпроект» және Қазақ бас сәулет-құрылыс академиясында жүргізілген зерттеулер қарастырылған қалдықтардың цементтің қату және гидраттану механизмдеріне ықпалын келесіше түйіндейді:
1.Түсті металлургия қалдықтарын минералды қоспа ретінде қолданғанда, силикаттық минералдардың (С3S, C2S) гидратациялану жылдамдығы мен гидратация өнімдерінің жалпы санын арттырады және гидраттардың негізділігін төмендетеді. Үш кальцийлі силикатқа тән гидраттармен қатар гидролит, екі кальцилі силикаттың α- гидраты және СSH(11) пайда болады. Негізділігі төмен гидраттардың түзілуі және қатаю мерзіміне сәйкес мөлшерінің артуы, портландит секілді тұрақтылығы төмен гидраттардың санын азайтады.
2. Минералды қоспалар силикаттық минералдардың бастапқы гидратациялану дәрежесін төмендету арқылы тобермориттік гельдің мөлшерін осы мерзімде азайтады, яғни гидросиликат кристаллдарының талшықтана өсуіне жағдай жасайды. Гидросиликат кристаллдарының морфологиялық тиімді түрде құралуы және тас көлемінде біркелкі таралуы нәтижесінде байланыстырғыш материалдың құрылыстық-қолданыстық қасиеті жақсарады.
3. Минералды қоспалардың құрамындағы аморфты кремнезем немесе алюмосиликатты шыны, сұйық фазадағы сілтілі тотықтармен байланысып, олардың гидраттық фазалардың құрамына енуін қамтамасыз етеді, яғни сілтілі тотықтардың бос орын ауыстыру процесі тежеліп, бетон бетіне ақ дақтар немесе тұзды қақ пайда болу құбылысы белгілі дәрежеде кемиді немесе толықтай жойылады.
4. Байланыстырғыштың құрамына кешенді минералды қоспаларды қосу цементтік клинкердің шығынын 45 % дейін төмендетуге мүмкіндік туғызады. Демек, құрылыс материалдары мен бұйымдарын өндіру саласында, шикізаттар мен отын-энергетикалық қорларды үнемдейтін технология болып табылады және қоршаған ортаны қорғау шараларын іс жүзіне асырады.
5. Жаңа цемент зауыттарын жобалау, салынатын орынын анықтау барысында, зерттелген өндіріс қалдықтарын минералды қоспа ретінде қолдануды қарастыру, цемент өндірісінің қор және жылу қуаттарын үнемдеу технологиясын жасауға септігін тигізеді.