Застосування різновидів техногенної сировини в технології цементу

Автор(и)

  • Наталія Олександрівна Дорогань Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0002-4304-1297
  • Петро Григорович Варшавець ТОВ «Фасад-Клінкер», Україна https://orcid.org/0000-0001-6324-0616
  • Лев Павлович Черняк Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0001-8479-0545
  • Олег Миколайович Шнирук Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського», Україна https://orcid.org/0000-0001-7840-6201

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2022.260337

Ключові слова:

багатотоннажні відходи, мінеральне в’яжуче, рисова лузга, паперовий скоп, сировинна суміш, кристалічні фази

Анотація

Досліджено можливість виготовлення мінерального в’яжучого матеріалу з використанням багатотоннажних відходів інших виробництв. Об’єктом дослідження є суміші для виготовлення цементного клінкеру на основі систем крейда – глина – скоп виробництва паперу та крейда – глина – лузга переробки рису. При цьому вирішувались актуальні задачі розвитку сировинної бази виробництва цементу та ресурсозбереження. Розробка нових вихідних сумішей проведена з урахуванням особливостей хіміко-мінералогічного складу різновидів техногенної сировини. За хімічним складом рисова лузга характеризується вмістом 15,6 мас. % SiO2 при великому кількісному співвідношенні SiO2:Al2O3=65,2 та малою кількістю лужноземельних і лужних оксидів. Скоп відрізняється від лузги більшою кількістю CaO (25,8 мас. %), меншим вмістом SiO2 при кількісному співвідношенні SiO2:Al2O3=1,3. При цьому мають місце кількісні співвідношення оксидів CaO:SiO2=2,5, CaO:Al2O3=3,3, CaO:SiO2:Al2O3=3,3:1,4:1, що визначають вірогідні фазові перетворення при випалі. Основним породоутворюючим мінералом рисової лузги є аморфний кремнезем; скоп відзначається наявністю кристалічних фаз кальциту, кварцу, каолініту. Аналіз можливого вмісту досліджуваних відходів і визначення складів сировинних сумішей проведено із застосуванням комп’ютерної програми «Клінкер». Аналіз комп’ютерних розрахунків та експериментів свідчить про можливість зменшення на 11–16 мас. % витрат природної сировини у складі сумішей для виготовлення клінкеру у порівнянні з відомим виробничим складом. За даними рентгенофазового аналізу встановлено особливості розвитку кристалічних фаз при випалі сумішей з застосуванням різновидів техногенної сировини на максимальну температуру 1400 ºС. За даними технологічних тестувань визначено відмінності показників в’яжучих властивостей – термінів тужавлення цементу при застосуванні в складі сировинних сумішей рисової лузги та паперового скопу.

Біографії авторів

Наталія Олександрівна Дорогань, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського»

Кандидат технічних наук, асистент

Кафедра хімічної технології композиційних матеріалів

Петро Григорович Варшавець, ТОВ «Фасад-Клінкер»

Кандидат технічних наук, генеральний директор

Лев Павлович Черняк, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського»

Доктор технічних наук, професор

Кафедра хімічної технології композиційних матеріалів

Олег Миколайович Шнирук, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут ім. Ігоря Сікорського»

Асистент

Кафедра хімічної технології композиційних матеріалів

Посилання

  1. Udachkin, I. B., Pashchenko, A. A., Cherniak, L. P., Zakharchenko, P. V., Semididko, A. S., Miasnikova, E. A. (1988). Kompleksnoe razvitie syrevoi bazy promyshlennosti stroitelnykh materialov. Kyiv: Budіvelnik, 104.
  2. Allen, D. T., Benmanesh, N. (1994). Wastes as Raw Materials. The Greening of Industrial Ecosystems. Washington: National Academy Press, 69–89. Available at: https://www.nap.edu/read/2129/chapter/7
  3. Dvorkin, L. I., Dvorkin, O. L. (2007). Stroitelnye materialy iz otkhodov promyshlennosti. Rostov n/D: Feniks, 363.
  4. Pashchenko, A. A., Miasnikova, E. A., Evsiutin, E. R. (1990). Energosberegaiushchie i bezotkhodnye tekhnologii polucheniia viazhushchikh veshchestv. Kyiv: Vishcha shkola, 223.
  5. Pavlů, T. (2018). The Utilization of Recycled Materials for Concrete and Cement Production- A Review. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 442, 012014. doi: http://doi.org/10.1088/1757-899x/442/1/012014
  6. Abdul-Wahab, S. A., Al-Dhamri, H., Ram, G., Chatterjee, V. P. (2020). An overview of alternative raw materials used in cement and clinker manufacturing. International Journal of Sustainable Engineering, 14 (4), 743–760. doi: http://doi.org/10.1080/19397038.2020.1822949
  7. Anwar, M., Miyagawa, T., Gaweesh, M. (2000). Using rice husk ash as a cement replacement material in concrete. Waste Management Series, 671–684. doi: http://doi.org/10.1016/s0713-2743(00)80077-x
  8. Sun, L., Gong, K. (2001). Silicon-based materials from rice husks and their applications. Industrial & Engineering Chemistry Research, 40 (25), 5861–5877. doi: http://doi.org/10.1021/ie010284b
  9. AboDalam, H., Devra, V., Ahmed, F. K., Li, B., Abd-Elsalam, K. A. (2022). Rice wastes for green production and sustainable nanomaterials: An overview. Agri-Waste and Microbes for Production of Sustainable Nanomaterials, 707–728. doi: http://doi.org/10.1016/b978-0-12-823575-1.00009-3
  10. Gopal, M., Mathew, M. D. (1986). The scope for utilizing jute wastes as raw materials in various industries: A review. Agricultural Wastes, 15 (2), 149–158. doi: http://doi.org/10.1016/0141-4607(86)90046-6
  11. Monte, M. C., Fuente, E., Blanco, A., Negro, C. (2009). Waste management from pulp and paper production in the European Union. Waste Management, 29 (1), 293–308. doi: http://doi.org/10.1016/j.wasman.2008.02.002
  12. Mansha, M., Javed, S. H., Kazmi, M., Feroze, N. (2011). Study of rice husk ash as potential source of acid resistance calcium silicate. Advances in Chemical Engineering and Science, 1 (3), 147–153. doi: http://doi.org/10.4236/aces.2011.13022
  13. Habeeb, G. A., Mahmud, H. B. (2010). Study on properties of rice husk ash and its use as cement replacement material. Materials Research, 13 (2), 185–190. doi: http://doi.org/10.1590/s1516-14392010000200011
  14. Batalin, B., Kozlov, I. (2004). Stroitelnye materialy na osnove skopa – otkhoda tcelliulozno-bumazhnoi promyshlennosti. Stroitelnye materialy, 1, 42–43.
  15. Chernyak, L. P., Varshavets, P. G., Dorogan, N. O., Shnyruk, O. M. (2019). Mineral binding material with the use of paper manufacturing wastes. Ceramics: Science and Life, 3 (44), 16–22. doi: http://doi.org/10.26909/csl.3.2019.2
  16. Simão, L., Hotza, D., Raupp-Pereira, F., Labrincha, J. A., Montedo, O. R. K. (2018). Wastes from pulp and paper mills – a review of generation and recycling alternatives. Cerâmica, 64 (371), 443–453. doi: http://doi.org/10.1590/0366-69132018643712414
  17. Sviderskyy, V. A., Cherniak, L. P., Dorogan, N. O., Soroka, A. S. (2014). Programne zabezpechennia tekhnologіi portlandtcementu. Stroitelnye materialy i izdeliia, 1 (84), 16–17.

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-06-30

Як цитувати

Дорогань, Н. О., Варшавець, П. Г., Черняк, Л. П., & Шнирук, О. М. (2022). Застосування різновидів техногенної сировини в технології цементу. Technology Audit and Production Reserves, 3(3(65), 15–21. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2022.260337

Номер

Том 3 № 3(65) (2022): Хімічна інженерія

Розділ

Хіміко-технологічні системи: Звіт про науково-дослідну роботу

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Nataliia Dorogan, Varshavets Varshavets, Lev Chernyak, Oleg Shnyruk

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.