ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

При добыче руд для приготовления твердеющей закладки в образуемые горные пустоты вместо дорогостоящего и дефицитного портландцемента предлагается использовать добавки фосфогипса и белилового шлама.

Исследовали равноподвижные смеси с пластифицирующей добавкой (СДБ) в количестве 0,3% от массы вяжущего и без неё. Из каждого состава приготавливали образцы размерами 16х16х4 см. Смеси укладывали без уплотнения. Твердение образцов проходило в естественных условиях при температуре +15°С и относительной влажности 50-60%. Образцы испытывали в возрасте 3-х и 7-ми суток для определения прочности сжатия и при изгибе. (табл. 1-3).

Предел порочности при сжатии и изгибе образцов из фосфогипса и хвостов, вяжущего и кварцевого песка при соотношении вяжущее; заполнитель 80:20 (в процентах по массе) имеет наибольшую величину. С увеличением дисперсности заполнителя водопотребность смеси возрастает.

Образцы на основе только вяжущего или вяжущего - хвосты, вяжущего-песок при соотношении 80-20 (в процентах по массе) имеют предел прочности более 2,5 Мпа в возрасте 7 суток, что соответствует требованиям к твердеющей закладке.

Установлено, что из фосфогипса возможно получение вяжущего материала с пределом прочности при сжатии в возрасте 28 суток естественного твердения 5,7 Мпа при водогипсовом отношении, равном 0,8.

Вяжущее из Павлодарского алюминиевого шлама представляет собой грубодисперсный материал. Объемная насыпная масса вяжущего 1005 кг/см ³, в уплотненном состоянии - 1335 кг/см ³, плотность - 3,14 г/см ³.

Свойства вяжущего определяли на образцах - балочках при водовяжущем отношении, равном 0,4 обеспечивающем усадку конуса не менее 120 мм. Предел прочности образцов, твердеющих в естественных условиях в течение 28 суток, составил 0,92 Мпа.

Свойства шламов улучшали добавками полугидрата фосфогипса, извести и совместной добавкой фосфогипса и извести.

Известь вводили в обоженный при температуре 700°С в течение 2 часов и измельченный до удельной поверхности 3700 см ²/г шлам при затворении водой в количестве от 1 до 15% по массе. Образцы - баночки изготавливали при водовяжущем отношении 0,4. Образцы твердели в естественных условиях и испытывались в возрасте 7 и 28 суток (табл. 4).

Установлено, что известь улучшает вяжущие свойства шлама, твердеющего в естественных условиях. Так, введение добавки извести в шлам в количестве от 1 до 10% по массе увеличивает предел прочности образцов при сжатии и изгибе, соответственно с 0,72 и 0,59 Мпа до 11,61 и 453 Мпа. При добавке извести в шлам более 10% прочность уменьшается.

Наибольшее повышение прочности достигается при введении в обожженный шлам полугидрата фосфогипса в количестве 15% и извести -1% по массе. На основе шлама, обожженного при температуре 700°С и измельченного до тонкости помола 3500-4000 см ²/г и минеральных добавок возможно получение вяжущего спрочностью при сжатии от 5 до 11 Мпа при твердении в естественных условиях.

При введении в состав обожженного шлама 15% фосфогипса получено вяжущих с пределом прочности при сжатии 5 Мпа с необходимой для транспортировки закладки подвижностью. Добавка 10% извести обеспечивает прочность при сжатии 11,6 Мпа.

Прочностные характеристики образцов на основе фосфогипса с добавками пластификатора СДБ на 12-45% больше, чем без добавки. Водовяжущее отношение, при сохранении одинаковой подвижности (120-140 мм по усадке конуса), за счет введения СДБ снижено с 0,8 до 0,70