Оптическая микроскопия керамических материалов на основе золы-уноса ТЭС

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Приведены данные по ежегодному выпуску золошлаковых отходов в результате работы тепловых электростанций (ТЭС) на территории Сибири и Дальнего Востока Российской Федерации. Рассмотрены основные причины незначительного использования золы в строительной индустрии (порядка 5–8% от общего выхода отходов) и проблемы, сдерживающие ее применение для производства керамических стеновых материалов. Дана краткая характеристика состава и свойств сырьевых компонентов, использованных в настоящей работе для изготовления стеновых керамических материалов. Приведены составы разработанных шихт на основе золы-уноса и способ изготовления керамических образцов с матричной структурой. Представлены результаты исследования структуры материалов методами оптической микроскопии. Установлено, что в процессе обжига из легкоплавкой оболочки агрегированных комплексов формируется матрица (дисперсионная среда), а гранулы из золы-уноса трансформируются в ядра (дисперсная фаза) керамического матричного композита. Выявлено, что ядра имеют овальную форму, обусловленную деформацией гранул при прессовании. В ядрах формируются кластеры, состоящие из большого количества мелких кристаллических зерен, связанных аморфизованным веществом и окантованных тонкими цепочками пор. Показано, что развитое поровое пространство внутри ядер представлено в основном морозобезопасными и резервными порами, это обеспечивает высокую морозостойкость керамических образцов на основе золы-уноса.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Е. В. Истерин

Сибирский государственный индустриальный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: Eisterin@gmail.com

инженер 

Россия, 654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42

А. Ю. Столбоушкин

Сибирский государственный индустриальный университет

Email: stanyr@list.ru

д-р техн. наук 

Россия, 654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42

Список литературы

  1. Аксенов Е.М., Садыков Р.К. О нерешенных проблемах масштабного использования техногенных месторождений для производства строительных материалов. Достижения и проблемы материаловедения и модернизации строительной индустрии: Материалы XV Академических чтений РААСН международной научно-практической конференции. Казань, 2010. С. 98–100.
  2. Золу вписывают в закон. 2 ноября 2017 года. URL: https://www.kommersant.ru/doc/3454696 (дата обращения 12.08.2024).
  3. Кемеровская область стала регионом с наибольшим ростом промышленных отходов. 22 августа 2022 года. URL: https://tass.ru/ekonomika/15527871 (дата обращения 12.08.2024).
  4. Черепанов А.А., Кардаш В.Т. Комплексная переработка золошлаковых отходов ТЭЦ (результаты лабораторных и полупромышленных испытаний) // Геология и полезные ископаемые Мирового океана. 2009. № 2. С. 98–115.
  5. Овчаренко Г.И., Фомичев Ю.Ю., Францен В.Б., Викторов А.В., Самсонов А.Ю., Стрельцов И.А. Особенности технологии силикатного кирпича из высококальциевых зол ТЭЦ // Ползуновский вестник. 2011. № 1. С. 156–162.
  6. Котляр В.Д., Козлов А.В., Животков О.И., Козлов Г.А. Силикатный кирпич на основе зольных микросфер и извести // Строительные материалы. 2018. № 9. С. 17–21. https:// doi.org/10.31659/0585-430X-2018-763-9-17-21
  7. Столбоушкин А.Ю., Истерин Е.В. Исследование золы-уноса Западно-Сибирской ТЭЦ как потенциального сырья для получения керамики. Качество. Технологии. Инновации: Материалы VI международной научно-практической конференции. Новосибирск, 2023. С. 96–103.
  8. Ватин Н.И., Петросов Д.В., Калачев А.И., Лахтинен П. Применение зол и золошлаковых отходов в строительстве // Инженерно-строительный журнал. 2011. № 4. С. 16–21.
  9. Толегенов Д.Т., Елубай М.А., Толегенова Д.Ж., Кулумбаев Н.К., Тюлюбаев Р.А. Использование техногенных отходов энергетики и металлургии в строительной керамике // Bulletin of Toraighyrov University. Energetics series. 2022. № 2. С. 310–321.
  10. Арискина Р.А., Михайлова Е.В., Сукорина А.В., Салахова А.М. Опыт применения техногенных отходов в производстве керамических материалов // Вестник технологического университета. 2017. № 15. С. 37– 41.
  11. Самченко С.В., Мешалкин В.П., Кривобородов Ю.Р. Повышение эффективности использования золошлаковых отходов при производстве цементов и бетонов. Труды конгресса c международным участием и конференции молодых ученых «Фундаментальные исследования и прикладные разработки процессов переработки и утилизации техногенных образований». Екатеринбург. 2019. С. 607–611.
  12. Столбоушкин А.Ю., Бердов Г.И., Верещагин В.И., Фомина О.А. Керамические стеновые материалы матричной структуры на основе неспекающегося малопластичного техногенного и природного сырья // Строительные материалы. 2016. № 8. С. 19–23.
  13. Рахимов Р.З., Магдеев У.Х., Ярмаковский В.Н. Экология, научные достижения и инновации в производстве строительных материалов на основе и с применением техногенного сырья // Строительные материалы. 2009. № 12. С. 8–11.
  14. Гайшун Е.С., Явруян Х.С., Котляр В.Д. Технология производства высокоэффективных керамических камней на основе продуктов переработки угольных отвалов. Теория и практика повышения эффективности строительных материалов: Материалы Международной научно-технической конференции. Пенза. 2018. С. 18–26.
  15. Тас-оол Л.Х., Янчат Н.Н., Чоксум Ж.Э. Алюмосиликатные микросферы зольных уносов теплоэлектростанции г. Кызыла // Вестник Тувинского государственного университета. 2012. № 3. С. 33–37.
  16. Власов В.А., Скрипникова Н.К., Семеновых М.А., Волокитин О.Г., Шеховцов В.В. Стеновые керамические материалы с использованием техногенного железосодержащего сырья // Строительные материалы. 2020. № 8. С. 33–37. https:// doi.org/10.31659/0585-430X-2020-783-8-33-37
  17. Жидко Е.А., Авдеева Т.В., Ермоленко М.С. Основные направления и принципы безотходных и малоотходных технологий // Информационные технологии в строительных, социальных и экономических системах. 2021. № 2 (24). С. 29–33.
  18. Рахимов Р.З. Топливно-энергетический комплекс, экология и минеральные вяжущие вещества // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2022. № 3. С. 67–74.
  19. Истерин Е.В., Фомина О.А., Столбоушкин А.Ю. Технологическая схема получения керамических образцов матричной структуры с использованием золы-уноса ТЭЦ. Теория и практика повышения эффективности строительных материалов: Материалы Международной научно-технической конференции. Пенза, 2023. С. 83–88.
  20. Патент РФ 2593832. Способ изготовления стеновых керамических изделий / Иванов А.И., Столбоушкин А.Ю., Стороженко Г.И. Заявл. 08.06.2015. Опубл. 10.08.2016.
  21. Столбоушкин А.Ю., Иванов А.И., Дружинин С.В., Зоря В.Н., Злобин В.И. Особенности поровой структуры стеновых керамических материалов на основе углеотходов // Строительные материалы. 2014. № 4. С. 46–51.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Макроструктура керамических образцов, отформованных из покрытых оболочкой зольных гранул: a – керамический образец-цилиндр диаметром 50 мм; b – вертикальное сечение по диаметру образца; c – излом его внутренней поверхности: 1 – матрица (дисперсионная среда); 2 – ядро (дисперсная фаза)

Скачать (1MB)
Метаданные
3. Рис. 2. Исследования структуры керамических образцов, отформованных из покрытых оболочкой зольных гранул. Условия съемки: шлиф, проходящий свет, николя параллельны (a, b, d, e), николя скрещены (c): 1 – матрица (дисперсионная среда); 2 – ядро (дисперсная фаза); 3 – кластеры (агрегированные частицы); 4 – пора; 5 – реликтовый минерал кварца

Скачать (2MB)
Метаданные

© ООО РИФ "СТРОЙМАТЕРИАЛЫ", 2024