Архив

АДСОРБЦИЯ ВЕРЕТЕННОГО МАСЛА НАТИВНЫМ И ТЕРМОМОДИФИЦИРОВАННЫМ ЛИСТОВЫМ ОПАДОМ КАШТАНОВ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2018-1-1-4-11
Аннотация
Широко распространенным и эффективным способом очистки сточных вод, содержащих нефтепродукты, является адсорбция. Для реализации этого способа одним из лучших сорбентов является активированный уголь. Однако, сорбенты на основе активированных углей имеют высокую стоимость и требуют дальнейшей регенерации, что значительно удорожает процесс водоочистки. Кроме того, при регенерации таких сорбционных материалов образуются вторичные токсичные отходы, которые тоже создают экологические проблемы. Поэтому разработка новых эффективных и недорогих сорбционных материалов, особенно на основе разнообразных отходов, являются актуальной задачей.
Для исследований мы использовали листовой опад деревьев рода конского каштана (лат. Aésculus hippocastanum L.). Конский каштан широко распространен в средней полосе Российской Федерации, стран СНГ, Южной Европы. По данным муниципальных городских служб только на территории города с населением около 400 тыс. человек произрастает примерно 5 тыс. каштановых деревьев, листовой опад которых ежегодно покрывает улицы и скверы. Листовой опад нигде не используется, вывозится на полигоны ТБО.
Проведено экстрагирование широко используемого в промышленности нефтепродукта – веретенного масла марки И-20А из модельных эмульсий нативным и термически модифицированным листовым опадом каштанов в качестве сорбционного материала. Исследованы физико-химические свойства листового опада, такие как насыпная плотность, влажность, зольность, pH водной вытяжки, удельная поверхность.
Перед экстрагированием листовой опад каштанов измельчали до размеров 3-5 мм. Термическую обработку проводили в сушильном шкафу типа СНОЛ и муфельной печи в интервале температур 100-500°C. Установлено, что в процессе термообработки удельная поверхность сорбционного материала увеличивается от 2,6 до 27,9 м2/г, изменяется структура микрорельефа поверхности в сторону повышения шероховатости и дефектности; сорбционный материал приобретает гидрофобные свойства. Рекомендованная температура термообработки 200°C. Эффективность очистки модельных эмульсий составляет 91%.
PDF

ИССЛЕДОВАНИЕ СОРБЦИИ ИОНОВ НИКЕЛЯ ВОЛОКНИСТЫМИ АДСОРБЕНТАМИ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2018-1-1-12-20
Аннотация
Технологические процессы обработки металлических изделий и гальванические производства характеризуются большими объемами сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов, в част-ности в результате никелирования изделий, в сточные воды в преобладающем количестве попадают ионы Ni2+. Для оценки возможности удаления загрязнения из данного типа сточных вод исследован процесс адсорбционной очистки модельных никельсодержащих стоков. В качестве адсорбентов были использованы модифицированные азотсодержащие поливинилспиртовое, поликапроамидное, гидратцеллюлозное волокна. Модификация данного типа волокон позволяет закрепить функционально-активные группы на поверхности адсорбента. Установлено, что волокнистые адсорбенты обладают высокой адсорбционной способностью по отношению к иону никеля(II), величины адсорбции находится в диапазоне 80-100 мг/г. Преобладающим механизмом является мономолекулярная хемосорбция. Адсорбция протекает с высокими скоростями, равновесие достигается за первые 20 мин процесса. Выявлено влияние рН на комплексообразование в фазе адсорбентов. Показано, что в сильно кислой среде эффективность очистки невелика, увеличение рН приводит к усилению адсорбционных свойств волокон. Оптимальной величиной кислотности раствора являются значения рН выше 5. Определено уменьшение количества координируемого азота с возрастанием рН. При оценке селективности волокон по отношению к Ni2+ в присутствии Zn2+ и Cu2+ было выявлено влияние матричного полимерного эффекта. Адсорбция на поливинилспиртовом и поликапроамидном волокнах показала, что влияние ионов цинка(II) на адсорбцию никеля(II) возрастает с увеличением его концентрации в растворе, а гидратцеллюлозное волокно обладает более высокой селективностью по отношению к иону Zn2+. Присутствие Cu2+ приводит к значительному снижению эффективности очистки модельных стоков от ионов никеля (II) на всех типах исследованных адсорбентов.
PDF

РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ СИЛИКАТНЫХ КРАСОК НА ОСНОВЕ ТЕРМОЛИЗНОГО ТРАНСПОРТЕРНО-МОЕЧНОГО ОСАДКА – ОТХОДА САХАРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2018-1-1-21-31
Аннотация
В России ежегодно образуется 360 кг отходов на одного человека, избавиться от которых можно либо переработав, либо захоронив их.
Как это ни прискорбно, но 90% отходов в нашей стране захораниваются на полигонах, в, то время как в развитых странах, например Франции, Австралии, Бельгии, эта цифра колеблется между 40-70%.
При производстве сахара из сахарной свеклы образуются, как жидкие, так и твердые отходы. Общее количество отходов в переработке сахарной свеклы достигает 22 млн. т в год, и часть отходов обусловлена технологией производства, а другая часть отходов может возрастать, в связи, с чем разрабатываются программы, направленные на регулирование количества отходов, а также их утилизации. В Белгородской области имеется 7 сахарных заводов, хорошо изучен и внедрен в различные отрасли промышленности крупнотоннажный отход – дефекат. В результате работы сахарных заводов на стадии мойки свеклы образуется около 170тыс. т транспортерно-моечного осадка (ТМО), который еще не нашел практического применения.
В настоящее время только небольшая часть ТМО используется для удобрения почв, что имеет ряд отрицательных эффектов, так как вещества, входящие в ТМО, содержат остаточное количество пестицидов и удобрений, что отрицательно будет сказываться на выращивании сельскохозяйственных культур. Большая же часть этого материала вывозится совместно с дефекатами в отвалы, где засоряют плодородные почвы, подвергаются гниению, загрязняют воздух, попадает в грунтовые воды и наносит непоправимый вред окружающей среде.
Анализируя состав и свойства транспортерно-моечного осадка и в связи с бурным развитием строительства, особенно жилого фонда, возникла необходимость в использовании его в качестве пигмента-наполнителя в силикатные краски для придания архитектурной выразительности, декоративной эффективности сохранения и долговечности облицовки и окраски внешнего фасада зданий.
Все это тесно взаимосвязано и во многом зависит от качества отделочных работ. К сожалению, в строительной практике нередки случаи, когда несвоевременная окраска стен и применение некачественных материалов приводят к преждевременному ремонту здания, т.е. к неоправданным затратам. Известно, что ежегодные расходы на текущий ремонт фасадов составляет более 3% общих затрат на капитальный ремонт домов. В последнее время широкое применение находит керамическая облицовка зданий, однако, это очень удорожает жилищное строительство и уже через 5-6 лет на отделочных материалах появляются пятна и потеки.
PDF

ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОГО ХРАНЕНИЯ ЭЛЕКТРОСТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ШЛАКОВ В ОТВАЛАХ НА ИХ СВОЙСТВА

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2018-1-1-32-39
Аннотация
Строительство, ремонт и реконструкция автомобильных дорог требуют больших затрат ми-нерального сырья в виде песка, щебня, минерального порошка. Однако его запасы по территории нашей страны распределены неравномерно, что вызывает значительные транспортные расходы по доставке минерального сырья к объектам строительства. Кроме того, запасы минерального сырья со временем неизбежно сокращаются, что требует широкого вовлечения в строительство автомо-бильных дорог нетрадиционных видов сырья, а также отходов промышленного производства.
В работе приводятся результаты исследований свойств электросталеплавильных шлаков, текущего выхода и хранившихся в отвалах несколько лет. Основным компонентом электросталеплавильных шлаков как свежих, так и отвальных, пролежавших в отвалах около 20 лет, является шеннонит или γ-модификация ортосиликата кальция С2S. Установлено, что минералогический состав шлака ОЭМК представлен гематитом, вюститом, кальцитом, периклазом, а также портландитом, образующимся при гашении извести. Анализ дифрактограмм шлаков различного срока хранения показывает, что в начальные сроки хранения шлака в отвалах происходит окончательное гашение извести и ее карбонизация с образованием кальцита. Результаты определения гранулометрического состава шлака различного срока хранения показали уменьшение со временем количества мелких фракций и увеличение крупных фракций. Установлено, что при использовании электросталеплавильных шлаков при строительстве и ремонте автомобильных дорог, необходимо учитывать изменения физико-механических свойств материалов. Процессы, происходящие при выдерживании шлаков в отвалах, определяют пригодность применения шлаковых минеральных материалов в дорожном строительстве.
PDF

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ РАСТВОРЫ ПОНИЖЕННОЙ ПЛОТНОСТИ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2018-1-1-40-50
Аннотация
На сегодняшний день энергосбережение и повышение энергоэффективности в России являются приоритетными направлениями энергетической политики страны. В первую очередь, при создании энергоэффективного дома, необходимо задуматься о предотвращении потерь тепла через ограждающие конструкции, а уже потом о снижении расходов на освещение, об оптимизации работ инженерных систем здания, и внедрении альтернативных источников энергообеспечения. Материалы для теплоизоляции, важнейшей характеристикой которых выступает теплопроводность, выполняютосновную роль при обеспечении оптимальных условий микроклимата помещений. Создание теплоизоляционных растворов с усовершенствованными теплозащитными свойствами является на данный момент весьма острой задачей. В связи с чем целью данной работы явилось создание эффективных композиционныхвяжущих, способствующих снижению плотности теплоизоляционных растворов.
В рамках энергосберегающей программы и развития жилищного строительства Российской Федерации и реализации Федерального закона №185-ФЗ «О содействии реформированию жилищно-коммунального хозяйства», большое значение приобретает создание новых эффективных строительных материалов с высокими эксплуатационными и теплозащитными характеристиками, которые будут способны конкурировать с иностранными аналогами.
В данной статье приведены новые подходы для повышения эффективности сухих теплоизоляционных смесей с учетом закона сродства структур, который предусматривает проектирование композитов с использованием наполнителей и композиционных вяжущих пониженной плотности. Теплоизоляционные растворы на основе сухих строительных смесей имеют улучшенные технологические, физико-механические и эксплуатационные показатели.
PDF

ВЛИЯНИЕ КАЧЕСТВА БЕТОННЫХ РАБОТ НА ПРОЧНОСТЬ БЕТОНА МОНОЛИТНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2018-1-1-51-58
Аннотация
Производство бетонных работ при строительстве монолитных каркасов зданий и сооружений сопряжено с большим количеством технологических операций и соответствующей зависимостью качества получаемой продукции от культуры строительного производства и уровня его контроля. Во многих случаях бетонирование осуществляется с некоторыми отклонениями от технических регламентов, регулирующих подготовку и укладку бетонной смеси, что оказывает негативное влияние на получаемые потребительские характеристики конструкции, в первую очередь, на прочность. Известно, что наиболее распространенными способами производственного контроля качества бетонных работ являются разрушающие испытания образцов бетона, закладываемых в контрольные кубики вместе с возводимой конструкцией и неразрушающие испытания бетона набравшей прочность конструкции. Однако даже качественно и своевременно проведенные контрольные мероприятия не гарантируют достижение контролируемой конструкцией проектной прочности по всему объему, поскольку контрольные кубики подготавливаются к испытанию при соблюдении идеальных условий укладки и набора бетоном прочности, несоблюдаемых в конструкции, а неразрушающие методы определяют прочность приповерхностных слоев бетона, что не позволяет достоверно судить о прочности материала по всему объему конструкции. Особенно данные обстоятельства касаются наиболее массивных и, в то же время, наиболее значимых для конструктивной безопасности всего здания конструкций каркаса – монолитных фундаментных плит. Разница между фактической прочностью извлеченных из массива плиты в процессе производства строительно-технической экспертизы бетонных кернов существенно зависит от глубины извлечения керна, в то время как проектирование плиты всегда осуществляется в предположении равнопрочности бетона по глубине конструкции, что, очевидно, является источником потенциальной ограниченной работоспособности фундаментных плит и причиной появления многочисленных дефектов при строительстве и эксплуатации конструкций надфундаментной части каркаса. В работе приводятся экспериментальные исследования авторов по определению фактического расхождения прочности бетона по глубине фундаментных плит и дана его количественная оценка.
PDF

АНАЛИЗ ФАКТОРОВ ПОВЫШЕНИЯ ПРОЧНОСТИ НЕАВТОКЛАВНОГО ГАЗОБЕТОНА

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2018-1-1-59-68
Аннотация
Неавтоклавный газобетон является единственной реальной альтернативой газосиликату при организации его выпуска на базе региональных производств малой и средней мощности. Это будет способствовать улучшению конкурентной обстановки на рынке строительных материалов и оптимизации стоимости строительства. Особый интерес представляет возможность расширения области применения данного материала за счёт существенного повышения прочностных показателей, при сохранении его средней плотности в приемлемых, с точки зрения теплоизоляционных качеств, пределах – не более 1000…1100 кг/м3. При уровне прочности 10 МПа и выше, в сочетании с дисперсным армированием или применением традиционных неметаллических арматурных элементов, подобный газобетон может быть использован как лёгкий конструкционный материал для создания силовых элементов малоэтажных зданий, в том числе и в перспективных технологиях строительной печати; устройства распределяющих нагрузки поясов; несъёмной опалубки; пористого силового элемента, придающего жёсткость, заполнения тонкостенных трубчатых конструкций. В работе представлена оценка эффективности традиционных способов повышения прочности неавтоклавного газобетона. Предложены и опробованы новые решения по целенаправленному формированию строения порового пространства за счёт создания и использования газообразователя с нормированным газовыделением, позволяющего создавать поры заданного объёма. Залогом экономической эффективности предлагаемых решений является переход от традиционного портландцемента на композиционные вяжущие на его основе. Обоснованный выбор количества и состава минеральной добавки позволяет оптимизировать свойства вяжущего под особенности решаемой задачи и добиться минимизации расхода цемента и химических модификаторов, повышения скорости набора прочности и итоговых показателей неавтоклавного газобетона.
PDF

ВЛИЯНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ ГРУНТОВ НА СВОЙСТВА ГРУНТОБЕТОНОВ НА ИХ ОСНОВЕ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2018-1-1-69-77
Аннотация
С целью формирования прочных структур грунтобетонов параллельно с введением вяжущего материала следует использовать дополнительно добавку, имеющую многокомпонентный состав, и активизирующую структурообразующий процесс. Такую добавку принято называть стабилизатором грунта, её введение позволяет добиться положительного эффекта для грунтов с высокой долей тонкодисперсной фракции в его составе.
В статье рассмотрены основные аспекты применения в дорожном строительстве комплексного укрепления грунтов путем введения стабилизатора и вяжущего компонента. Данная технология позволит решить проблемы дефицита качественного традиционного сырья, привести к улучшению физико-механических свойств, увеличению производительности труда и снижению затрат на производство.
В результате проведенных исследований разработаны принципы улучшения качественных характеристик укрепленного грунта с учетом минерального состава глинистого сырья. В качестве основной гипотезы исследования следует выделить увеличение гидрофобности стабилизированного грунта за счет блокирования гидрофильных центров глинистых пород. Данное обстоятельство способствует снижению расхода цемента в составе укрепленного грунта без снижения эксплуатационных и физико-механических характеристик.
Установлена зависимость степени эффективности вводимой стабилизирующей добавки от структурно-химических характеристик глинистых пород, которая снижается от монтмориллонита и рентгеноаморфных фаз до каолинита. В качестве минералов занимающих промежуточное положение выступают смешанно слойные образования, иллит и хлорит. В качестве наполнителя в данной системе выступают алюмосиликаты, не вступающие с молекулами стабилизатора во взаимодействие. Для оценки степени эффективности взаимодействия компонентов грунтобетонной смеси в качестве интегрального показателя необходимо использовать катионную емкость грунта.
PDF