Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет. Горелая порода как активная минеральная. Добавка к цементу.


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
Харьковский национальный автомобильно
-
дорожный университет

ГОРЕЛАЯ ПОРОДА КАК
АКТИВНАЯ МИНЕРАЛЬНАЯ
ДОБАВКА К ЦЕМЕНТУ


Уханѐва М.И., асп.

Хоботова Э.Б., д.х.н., проф.

Влияние отходов угледобычи на окружающую среду

Отчуждение
земель

Угнетение
биогеоценозов

Загрязнение
атмосферного
воздуха

Загрязнение
почв

Заболеваемость
населения

Загрязнение
поверхностных и
подземных вод

Направления использования отходов угледобычи:


Как техногенные месторождения;


Производство широкого спектра строительных материалов;


Устройство нижнего слоя автомобильных дорог;


Для рекультивации территорий.

Слайд 2

Цель

работы



повышение

уровня

утилизации

горелых

пород

на

примере

террикона

шахты

«
Ольховатская
»

(Донецкая

обл
.
)

за

счѐт

усовершенствования

состава

вяжущего,

содержащего

в

качестве

гидравлически

активного

компонента

горелую

породу
.

Задачи работы:



Определение

элементного,

оксидного

и

минералогического

составов

гранулометрических

фракций

горелой

породы
.


Установление

радионуклидного

состава

и

класса

радиационной

опасности

горелой

породы

угледобычи
.


Исследование

морфологических

особенностей

поверхности

частиц

породы

разных

фракций

и

установление

взаимосвязи

между

степенью

разрыхления

поверхности

и

сорбционной

активностью

частиц
.


Оценка

гидравлической

и

сорбционной

активности

горелой

породы

угледобычи
.


Разработка

состава

комплексного

вяжущего

материала
.

Слайд 3

Экспериментальные методы исследования

Слайд 4

Рентгенофазовый
анализ

Электронно
-
зондовый
микроанализ

Гамма
-
спектрометрический
анализ

Спектрофотометрический
метод

Титриметрический метод

Выявление минералогического
состава породы и особенностей
кристаллической структуры

Определение элементного и
оксидного состава породы и
морфологии поверхности еѐ частиц

Определение радионуклидного
состава породы

Определение гидравлической
активности горелой породы

Гранулометрический состав пробы
отвальной горелой породы шахты

Ольховатская


Слайд 5

Распределение естественных радионуклидов по
фракциям горелой породы

Изменение удельной активности по размерам частиц

Слайд 6

Результаты рентгенофазового анализа образцов
отвальной горелой породы

Фаза

Фракция горелой породы



0,63

мм

2,5
-
5,0

мм



20

мм

мас. доля, %

d
, нм

мас. доля, %

d
, нм

мас. доля, %

d
, нм

SiO
2

кварц

33,7

97

39,5

86

46,5

100

CaHPO
4
∙2H
2
O

брушит

10,3



500

0,55



500

4,36



500

Fe
2
O
3

гематит

7,79

66

6,50

105

2,96

114

NaAlSi
3
O
8

альбит

8,8

58

2,3

20





KAl
4
Si
2
O
9
(OH)
3


иллит

39,4

25

51,1

25

46,1

25

Слайд 7

Иллит
0,5K
2
O∙2Al
2
O
3
∙2SiO
2
∙1,5H
2
O


Брушит
CaHPO
4
·2
H
2
O


Структура минералов

Результаты рентгеновского микроанализа
фракций отвальной горелой породы

Слайд 8

Микрофотографии поверхности частиц горелой
породы разных фракций (
X

2000
)



а)

0,63 мм

б) 2,5
-
5 мм

в)

20 мм

Слайд 9

ГЛИНИТНО
-
ЖЕЛЕЗИСТЫЙ
МОДУЛЬ (М
г.ж.
)

Мг.ж
. = (Al
2
O
3

+ Fe
2
O
3
) : (SiO
2
)

СИЛИКАТНЫЙ МОДУЛЬ (М
с
)

М
с

= (
SiO
2
) : (
Al
2
O
3
+
Fe
2
O
3

)

МОДУЛЬ
АКТИВНОСТИ (М
а
)

Ма  (
Al
2
O
3
) : (
SiO
2
)

Оксид

Массовая доля оксидов (%) во фракциях горелой породы (мм) по результатам
анализа

рентгенофазового

микрорентгеновского

0,63

2,5
-
5

� 20

0,63

2,5
-
5

� 20

SiO
2

51,6

56,48

60,4

57,77

43,94

39,34

Al
2
O
3

21,92

26,65

23,63

14,06

21,96

18,09

Fe
2
O
3

7,79

6,5

2,96

12,00

15,17

23,14

CaO







0,31

0,69

4,29

K
2
O

4,65

6,03

5,44

1,10

4,28

2,36

Na
2
O

1,04

0,27



0,31

0,74

0,92

MgO







0,73

0,58

0,93

SO
3







1,18

4,30

3,08

TiO
2







0,90

1,53

1,22

MnO











0,22

Модуль

Значение модулей для фракций горелой породы

М
о







0,012

0,016

0,065

М
а

0,42

0,47

0,39

0,24

0,50

0,46

М
с

1,73

1,70

2,27

2,22

1,18

0,95

М
г.ж.

0,58

0,59

0,44

0,45

0,85

1,05

Процентное содержание оксидов элементов в образцах разных фракций
горелой породы шахты «Ольховатская» и величина их модулей


Слайд 10

Активность терриконной породы по поглощению
CaO


Время контакта
породы с раствором
CaO
, сут.

Содержание
CaO

в растворе, %

Величина
поглощения
CaO
, %

Величина
поглощения
CaO
,
мг/г

1


3,5

2,125

211,4

3

2,375

3,25

323,4

Слайд 11

Адсорбция МС горелой отвальной породой

Время контакта с
раствором МС

Оптическая
плотность
, D

С
2
, г/л

СОЕ, мг/г

15
мин.

0,490

0,0041

0,59

1 ч.

0,275

0,00235

0,765

24 ч.

0,016

0,00025

0,975

3 сут.

0,004

0,0002

0,98

Зависимость прочности при сжатии
образцов комплексного вяжущего от
содержания горелой породы

Формование образцов виброуплотнением

Формование образцов прессованием

Слайд 12

Выводы


Изучен

элементный,

оксидный

и

минералогический

состав

горелой

породы

угледобычи
.


Выявлено

присутствие

радиоизотопов

226
Ra
,

232
Th

и

40
K

в

горелой

породе
.

Установлено,

что

отходы

угледобычи

относятся

к

I

классу

радиационной

опасности
.


Отмечены

различия

в

величине

радиоактивности

отдельных

фракций

горелой

породы
.


Установлено,

что

сорбционная

способность

поверхности

агломерата

определяется

формой

частиц

и

их

количеством
.


Определены

высокие

гидравлические

свойства

горелых

пород

угледобычи
.


Предложен

комплексный

вяжущий

материал,

включающий

горелые

породы

угледобычи

в

качестве

активной

минеральной

добавки

в

концентрационном

интервале

10
-
30

%
.

Слайд 13


Приложенные файлы

  • pdf 39218878
    Размер файла: 1 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий