Vliv jemnosti mletí páleného vápna na filtrační vlastnosti materiálů pro autoklávování struskovo-vápenných směsí je tématem vědeckého článku o materiálové technologii. Přečtěte si text výzkumné práce zdarma v elektronické knihovně CyberLeninka.

Abstrakt vědeckého článku o materiálové technologii, autor vědecké práce – Alexey Vladimirovich Isaenko, Tamara Igorevna Alexandrovová

Článek představuje analýzu metod zasypávání vertikálních důlních děl a environmentálních důsledků jejich nekvalitního zasypávání. Je zdůvodněna potřeba vývoje technologie pro zasypávání vertikálních důlních děl tvrdnoucími betonovými směsmi na bázi odpadů z palivovo-energetického průmyslu. Článek představuje metodologii výzkumu a závislost filtračního koeficientu struskovo-vápenných zásypových materiálů na jemnosti mletí páleného vápna.

Podobná témata vědeckých prací o materiálových technologiích, autor vědecké práce — Isaenko Alexey Vladimirovich, Aleksandrova Tamara Igorevna

Studium filtračních vlastností autoklávovaných výplňových materiálů

Studium závislosti filtračních vlastností výplňových materiálů autoklávů na bázi palivových strusek na parametrech výplňové směsi

Závislost kompresních vlastností autoklávových materiálů na bázi popílku, strusky a vápna na době trvání nárůstu tlaku vodní páry

Vývoj technologie pro vyplňování likvidovaných vertikálních důlních prací velkoformátovými autoklávovanými škvárovými tvárnicemi

Závislost kompresních vlastností struskovo-vápenatých autoklávovaných materiálů na době jejich vystavení maximálnímu tlaku vodní páry

i Nemůžete najít, co potřebujete? Vyzkoušejte službu výběru literatury.

Vliv jemnosti mletí páleného vápna na filtrační vlastnosti struskovo-vápenných autoklávových materiálů

Jsou provedeny analýzy metod zásypu vertikálních důlních děl a environmentálních dopadů vadného zásypu. Je vysvětlena potřeba vývoje technologie zásypu vertikálních důlních děl tvrdnoucí betonovou směsí na bázi odpadů z palivového a energetického průmyslu. Jsou nabízeny metody výzkumu a data o závislosti filtračního koeficientu zásypových materiálů páleného vápna na jemnosti mletí páleného vápna.

Vliv jemnosti mletí páleného vápna na filtrační vlastnosti struskovo-vápenných autoklávových materiálů

A. V. Isaenko, T. I. Alexandrova

VLIV JEMNOSTI MLETÍ HASENÉHO VÁPNA NA FILTRAČNÍ VLASTNOSTI MATERIÁLŮ PRO AUTOKLÁVY S VAPENO-STRUSKOU

Článek představuje analýzu metod zasypávání vertikálních důlních děl a environmentálních důsledků jejich nekvalitního zasypávání. Je zdůvodněna nutnost vývoje technologie pro zasypávání vertikálních důlních děl tvrdnoucími betonovými směsmi na bázi odpadů z palivovo-energetického průmyslu. Článek představuje metodologii výzkumu a závislost filtračního koeficientu struskovo-vápenných zásypových materiálů na jemnosti mletí páleného vápna.

Klíčová slova: autoklávové zpracování, vertikální důlní díla, zásyp, koeficient bazicity, koeficient filtrace, pálené vápno, jemnost mletí, palivová struska.

A. V. Isaenko, T. I. Alexandrova

Vliv jemnosti mletí páleného vápna na filtrační vlastnosti struskovo-vápenných autoklávových materiálů

Jsou provedeny analýzy metod zásypu vertikálních důlních děl a environmentálních důsledků vadného zásypu. Je vysvětlena potřeba vývoje technologie zásypu vertikálních důlních děl tvrdnoucí betonovou směsí na bázi odpadu z palivového a energetického průmyslu. Jsou nabízeny metody výzkumu a data o závislosti filtračního koeficientu zásypových materiálů ze struskového vápna na jemnosti mletí páleného vápna.

Klíčová slova: autoklávování, vertikální důlní díla, zásyp, koeficient bazicity, koeficient filtrace, pálené vápno, jemnost mletí.

V souvislosti s restrukturalizací uhelného průmyslu v Rusku bylo uzavřeno 188 uhelných dolů, včetně 43 dolů v Kuzbasu, a zlikvidováno 157 vertikálních šachet. Současně nebyly dodrženy požadavky regulačních dokumentů [1], které ukládají povinnost zasypat zlikvidované vertikální doly materiálem odolným proti smrštění a vodotěsným: všechny šachty byly buď jednoduše zablokovány izolační přepážkou u ústí, nebo zaplněny spálenou horninou či hlínou. Tento přístup vedl k významnému narušení ekologie Kuzbasu a dokonce i k úmrtí lidí.

Důvodem nedodržení požadavků regulačních dokumentů při pokládce šachet byla absence

ISAENKO Alexej Vladimirovič – PhD, docent Kuzbaské státní technické univerzity. E-mail: [email protected]

ALEXANDROVÁ Tamara Igorevna – Státní technická univerzita Kuzbass.

levná a efektivní metoda zasypávání svislých děl smršťovacím a vodotěsným materiálem. Analýza známých metod zasypávání vytěžených prostor provedená na KuzSTU ukázala, že všechny byly vyvinuty pro zasypávání horizontálních a šikmých důlních děl, jsou pracné a drahé kvůli použití drahých zásypových materiálů a technologických metod a nejsou vhodné pro zasypávání svislých děl.

V souvislosti s výše uvedeným se jeví jako relevantní vývoj technologie pro zasypávání vertikálních důlních děl levnými místními zasypávacími materiály na bázi odpadu z palivově-energetického komplexu. K tomu je nutné stanovit charakteristiky procesu formování zasypávacího technogenního masivu ve vertikálním důlním díle na bázi odpadu z palivově-energetického průmyslu.

Tato studie byla provedena za účelem zkoumání filtračních vlastností autoklávu

materiál na bázi levného pojiva ze strusky palivových podniků Kuzbassu a vápna a možnost jeho použití pro pokládku vertikálních důlních děl.

Je známo, že fyzikální a mechanické vlastnosti autoklávovaných materiálů jsou ovlivněny stupněm disperze jejich složek.

Pro zajištění reakce na povrchu zrna má velký význam disperze složek pojiva, protože čím menší je velikost zrna, tím rychleji se dokončí tvorba tmelicí vazby. Ve všech pracích věnovaných studiu vlivu jemnosti mletí složek autoklávovaných pojiv se ukazuje, že snížení velikosti zrna vede ke zlepšení fyzikálních a mechanických vlastností autoklávovaných materiálů. Podle Božhenova P. I. |2| by zrna menší než 0,16 mm měla být považována za složky pojiva, ale při velmi jemném mletí se částice pojiva slepují a je pozorován opačný efekt. V experimentech byla použita mletá struska frakcí „- 0,16“ a vápno dvou frakcí „- 0,16“ a „- 0,08“.

Parametry autoklávování mají také významný vliv na fyzikální a mechanické vlastnosti autoklávovaných materiálů. Během studie byly použity následující parametry: doba výdrže

vzorky před autoklávováním – 4 hodiny, doba trvání nárůstu tlaku vodní páry

— 0,75 hodiny; uchovávání vzorků při maximálním tlaku — 6 hodin, doba snižování tlaku na atmosférický — 5 hodin. Maximální tlak vodní páry během autoklávování byl stanoven na 0,9 MPa, protože při nižším tlaku prakticky nedochází k autoklávování a vytvoření vyššího tlaku ve vertikálních důlních dílech je obtížné. Uvedené parametry autoklávování směsi jsou racionální a nejčastěji doporučované.

Během laboratorních zkoušek byly vzorky připravovány v laboratorním autoklávu AL, určeném pro provádění fyzikálně-chemického zpracování různých látek a materiálů neutrálními, kyselými a alkalickými roztoky za zvýšených teplot a tlaku.

Zpracování probíhalo podle daného teplotního harmonogramu. Nárůst a pokles teploty byl regulován reostatem. Tlak byl řízen manometrem instalovaným na autoklávu.

Pro testování byly použity betonové válcové vzorky o průměru O = 150 mm a výšce H = 150 mm. Odchylky u všech vzorků nepřesáhly ± 0,5 mm.

Pro testování byla použita mletá struska z Kemerovské tepelné elektrárny s následujícím chemickým složením: 810. — 55,80 %, Al. — 1,0 %, Be18.10. — 20 %, CaO

— 3,00 %, FeO — 1,40 %, MgO — 1,30 %, SO, — 1,05 %. Chemické složení použitého páleného vápna první jakosti: CaO — 94,00 %, MgO — 1,99 %, SiO, — 1,00 %, Al₂O, — 120 %, Fc₂O, — 1,05 %, SO, — 0 %.

Složení elektrárenských strusek a páleného vápna se může výrazně lišit v závislosti na místě jejich získávání. Proto při sestavování směsi není možné pracovat s absolutní hmotností nebo objemem složek směsi. Při sestavování směsi byl použit koeficient bazicity K, který charakterizuje schopnost směsi vázat se na monokřemičitan vápenatý a vypočítává se podle vzorce (1) [2]:

tg _ (CaO + 0,93MgO + 0,6R20)-(045AbQj + 0,35FeiCb + OJS03) K°sh = 0,93SiOi 0?

kde CaO + 0,93 MgO + 0,6R20 je celkový (hrubý) obsah „podmíněného“ CaO, %; (0,55Al20 + 0,35Fe20 + 0SO7) je množství CaO vázaného odpovídajícími oxidy a nepodílejícího se na tvorbě silikátů, %; 0,93 SiO02 je množství CaO pro vazbu SiXNUMX do monosilikátu vápenatého, %.

K testování byla použita voda z vodovodu. Pro přípravu vzorků byly struska a vápno převinuty na požadovanou jemnost mletí. Všechny složky směsi byly zváženy na elektronických vahách s přesností měření 0,01 g. Pro přípravu vzorků byla suchá mletá struska a vápno smíchány do homogenity, poté byla do směsi přidána voda. Výsledná směs byla smíchána, naplněna do formy, umístěna do autoklávu a provedeno autoklávování.

Každá série, s ohledem na možné vyřazení, sestávala z 10 vzorků. Pokud povrch vzorků vykazoval trhliny širší než 0,1 mm, dutiny větší než 5 mm nebo jiné vady spojené se špatným zhutněním betonové směsi, nebyly vzorky testovány. Pokud byl počet vzorků uznaných za nevhodné větší než dva, byla celá série vyřazena.

Vzorky byly testovány ihned po ochlazení na pokojovou teplotu. Mezera mezi vzorky připravenými ke zkoušce a kovovými plášti byla vyplněna roztaveným asfaltem. Před zkouškou byla u vzorků zkontrolována spolehlivost utěsnění a závady posouzením charakteru filtrace inertního plynu (vzduchu) přiváděného pod přetlakem 0,1 – 0,3 MPa na spodní konec vzorku, na jehož horní konec byla nalita vrstva vody.

Při uspokojivém utěsnění bočního povrchu vzorků v pouzdře a absenci vad v něm byla pozorována filtrace plynu ve formě rovnoměrně rozložených bublin procházejících vrstvou vody.

A. V. Isaenko, T. I. Aleksandrova. VLIV JEMNOSTI MLETÍ HASENÉHO VÁPNA NA FILTRAČNÍ VLASTNOSTI MATERIÁLŮ PRO AUTOKLÁVY S HLADICÍM VÁPNEM

V případě neuspokojivého utěsnění bočního povrchu vzorků v kleci nebo při přítomnosti velkých defektů ve vzorcích byla pozorována filtrace plynu ve formě hojné lokální emise v defektních oblastech.

Vady v utěsnění bočního povrchu byly odstraněny opětovným utěsněním vzorků. Pokud se ve vzorku vyskytovaly samostatné velké filtrační kanály, byly vzorky nahrazeny jinými. Vzorky v držácích byly upevněny v rotačních objímkách instalace a voda byla přiváděna na jejich koncovou plochu. Instalace umožňovala shromažďování filtrované vody a zabraňovala jejímu odpařování. Voda použitá pro testování dle GOS-TU 23732-79 „Voda na beton a roztoky. Technické podmínky“ byla předem odvzdušněna varem po dobu delší než 1 hodinu a neobsahovala agresivní a kolmatační částice.

Tlak byl zvyšován v krocích po 0,1 MPa s dobou výdrže 1 hodinu v každém kroku. Zvyšování tlaku bylo zastaveno, když se objevil filtrát, a při dosaženém tlaku byl stanoven filtrační koeficient.

U každého vzorku bylo množství přefiltrované vody měřeno 6krát. První měření bylo provedeno 1 hodinu po zahájení filtrace, přičemž nárůst množství přefiltrované vody ve třech po sobě jdoucích měřeních s intervalem 30 minut neměl překročit 20 %. Další měření byla prováděna každých 30 minut.

Množství filtrátu bylo měřeno volumetrickou metodou, přičemž byla sbírána voda, která prošla vzorkem.

Hodnota filtračního koeficientu byla vypočtena pomocí vzorce (2) [3]:

matka rovna 0,8 – 1,2. Aby se zabránilo filtraci mezi zvodnělými vrstvami, zásypový materiál pro vertikální důlní díla by neměl mít velmi nízký filtrační koeficient.

V první fázi experimentů byly vzorky vyrobeny z páleného vápna frakce „-0,16“, koeficientu bazicity K = 0,8 a pojivového koeficientu vody 0,5 (protože s takovým WBO se těsto snadno připravuje a přebytečná voda neovlivňuje mechanické vlastnosti materiálu). Vzorky byly voděodolné, proto byla hodnota koeficientu bazicity snižována v krocích po 0,1, dokud nebyl získán materiál, který není voděodolný.

Ve druhé fázi experimentů bylo použito pálené vápno frakce „0.08“. Koeficient bazicity směsi byl zvolen na 0,5, protože se jedná o minimální hodnotu, při které byly vzorky voděodolné s použitím vápna větší frakce. Vzorky byly voděodolné, proto byla hodnota koeficientu bazicity snižována v krocích po 0,1, dokud nebyl získán materiál, který není voděodolný.

Fragment výsledků testu je uveden v tabulce.

Grafické znázornění výsledků studie je uvedeno na obr. Hodnoty filtračního koeficientu jsou umístěny nad tečkovanou čarou.

Filtrační koeficient testovaných vzorků

Kos„ Zlomek Kf, m! den Poznámka

0.8 -0.16 0.00007 Voděodolný

0.7 -0.16 0.00014 Voděodolný

0.6 -0.16 0.00049 Voděodolný

0.5 -0.16 0.00063 Voděodolný

0.4 -0.16 0.04092 Není vodotěsný

0.5 -0.08 0.00021 Voděodolný

0.4 -0.08 0.00084 Voděodolný

0,3 -0.08 0.00237 Není vodotěsný

kde Kf je filtrační koeficient, cm/s; s je tloušťka vzorku, cm (s = 5 cm); L‘ je plocha vzorku, cm5 (S = 15 cm2); t je doba, během které se měří objem filtrátu, s; AP = P> – P177 je rozdíl tlaků na vstupu P a výstupu P ze vzorku (P se bere jako roven přetlaku v instalačním systému a P0 = 2 za podmínky volného toku filtrátu z povrchu vzorku); r| je koeficient zohledňující viskozitu vody při různých teplotách (protože teplota vody byla 2 °C, bylo zvoleno t| = 0); k je koeficient zohledňující vliv průměru vzorku (protože průměr vzorků je 20 = 1,0 cm, bylo zvoleno k = 15).

Vypočítané hodnoty filtračního koeficientu K pro sérii vzorků byly vypsány ve vzestupném pořadí, načež byla průměrná hodnota filtračního koeficientu Kf vypočtena jako aritmetický průměr výsledků stanovení pro třetí a čtvrtý vzorek.

Dle doporučení [2] je nutné u autoklávovaných materiálů brát v úvahu koeficient bazicity

Obr. Závislost filtračního koeficientu Kf na jemnosti mletí vápna a koeficientu bazicity Kosn:

1 — podíl vápna — «-0»; 6 — podíl vápna -«-2»

vzorky, které nejsou vodonosné.

Jemnost mletí páleného vápna významně ovlivňuje filtrační vlastnosti materiálu autoklávu, čímž se zmenšuje velikost částic z 0,16 mm na

0,08 mm může snížit filtrační koeficient až 48krát. Zároveň lze pro získání vodotěsného materiálu snížit koeficient zásaditosti z 0,5 na 0,4, přičemž spotřeba vápna se sníží o 8,12 %.

V praxi je vhodné použít pálené vápno jemnějšího mletí, protože náklady na jemnější mletí nejsou významné, ale zároveň se snižuje spotřeba nejdražší složky plnicí směsi.

Výsledky provedeného výzkumu nám umožní stanovit racionální parametry zásypové směsi pro získání vodotěsného masivu a vyvinout

Jsou založeny na technologii plnění vertikálních důlních děl autoklávovanými pojivy na bázi odpadu z palivových a energetických podniků a vápna.

1. Pokyny k postupu pro provádění prací na likvidaci a konzervaci nebezpečných průmyslových zařízení spojených s využíváním podloží. RD 07-291-99 / Federální báňský a průmyslový dozor Ruska. – M.: Státní jednotný podnik „NTs“ Průmyslová bezpečnost, 2002. – 17 s.

2. Božhenov P. I. Technologie autoklávových materiálů: Učebnice pro studenty vysokých škol studující v oboru „Výroba stavebních výrobků a konstrukcí“. – L.: Strojizdat, Leningradské oddělení, 1978. – 368 s.

3. GOST 12730.5-84 Betony. Metody pro stanovení vodotěsnosti. – M.: Vydavatelství norem, 1994. -10 s.

>DK 621.791:620.17-034.14 M. N. Sivtsev, I. T. Savvinov

NAPĚTÍ K KALENÍ NÍZKOLEGOVANÝCH OCELÍ PŘI SVAŘOVÁNÍ V ZIMĚ

Jsou zvažovány otázky tendence nízkolegovaných ocelí ke zpevnění během svařování při teplotě -40 °C. Je ověřena korelace vypočítaných indexů s experimentálními. Je prokázána uspokojivá shoda maximální tvrdosti s obsahem uhlíku 0,15-0,18 %.

Klíčová slova: obloukové svařování, nízkolegované oceli, maximální tvrdost, kalení, martenzit, uhlík, bainit, lineární energie, studené trhliny, tepelně ovlivněná zóna

M. NSivtsev IT Savvinov

Náchylnost nízkolegované oceli k popouštění během svařování v zimním období

Je studována problematika náchylnosti nízkolegované oceli k popouštění během svařování při teplotě -40 °C. Je zkoumána korelace mezi vypočítanými a experimentálními ukazateli. Uspokojivá shoda maximální tvrdosti je prokázána pro obsah uhlíku 0,15-0.18 %.

Klíčová slova: obloukové svařování, nízkolegované oceli, maximální tvrdost, trénink, martenzit, uhlík, bainit, proudění, studené trhliny, tepelná ovlivňovací zóna.

SIVTSEV Michail Nikolajevič – Ph.D., vedoucí vědecký pracovník Katedra svařování a metalurgie IFTPS SB RAS.

SAVVINOV Ivan Trofimovič – výzkumník Katedra svařování a metalurgie IFTPS SB RAS pojmenovaná po. V. P. Larionova.

Vznik studených trhlin ve svarových spojích nízkolegovaných ocelí závisí na struktuře tepelně ovlivněné zóny (HAZ), úrovni zbytkových napětí a rozložení difuzibilního vodíku [1, 2|. Oceli různého chemického složení

složení se stejným obsahem difuze