Строительный гипс из отходов производства плавиковой кислоты

Еще в предвоенные годы в Уральском политехническом институте имени С.М. Кирова был разработан способ получения безобжигового ангидритового цемента путем нейтрализации сухих отходов производства плавиковой кислоты нзвестью-кипелкой. По этому способу работает завод ангидритового цемента треста Уралмедьстрой. Однако объем существующего производства составляет всего 7—Ю тыс. т. в год, а основная масса отходов до сих пор вывозится в отвалы.

При транспортировании сухих горячих отходов в отвал выделяется значительное количество газообразной плавиковой кислоты, отравляющей атмосферу. Для уничтожения вредных выделений многие заводы переходят иа гидротранспорт отходов с предварительной нейтрализацией кислоты молотым известняком или известью. Но такие отходы уже непригодны для производства ангидритового цемента.



С целью изыскания возможности использования мокронейтрализованных отходов плавиковой кислоты в производстве строительного гипса, Уральский политехнический институт провел ряд специальных исследований. Для опытов были взяты пробы из печен различных конструкций как при нормальном режиме работы, так и в случаях, когда отходы выходили либо очень сухими, либо, наоборот, с избытком серной кислоты (9,24—22.16%).

В производственных условиях для нейтрализации серной кислоты, находящейся в отходах, применяются шла мы из молотого известняка, или известковое молоко. На первый взгляд кажется, что использование шлама из молотого сырого известняка значительно выгоднее, так как отпадает необходимость обжигать его на известь. Однако опытами установлено что полностью нейтрализовать кислоту в отходах молотым известняком возможным Даже при большом избытке его в нейтрализованных отходах присутствует некторое количество свободно., серной кислоты в дальнейшем отрицательно сказывает я на качестве строительно о гипса. Поэтому решено было опробовать двухступенчатую нейтрализацию отходов: вначале в гипсовую пульпу добавляли известняковым шлам, затем остатки кислоты нейтрализовались известковым молоком. Последнее необходимо вводить в избытке (2—4% окиси кальция от веса сухого продукта нейтрализации).

Нейтрализованная пульпа после некоторого обезвоживания методом декантации гидратировалась. Для определения скорости гидратации, а следовательно, и времени, через которое отходы будут пригодны для производства строительного гипса, каждые 3—5 дней отбирали пробы, высушивали нх при температуре 60°, взвешивали и затем прокаливали при 500°. Уже в первый день в

пробах было обнаружено от 9 до 16% гидратиой воды, которая появляется зл счет гипса, образовавшегося при нейтрализации кислоты, и гидратации ангнд рита. Далее кривые гидратации имеют крутой подъем, заканчивающийся через 4—5 суток. В первые дни гидратации около ангидрита перешло в двугидрат.

Дальнейшая гидратация проходит и более замедленном темпе и для различных проб имеет неодинаковые показатели, но во всех случаях к 20—25 суткам содержание гидрата достигает 18—20%. Так как гипсовые отходы обычно содержат некоторое количество примесей в внтс неразложившегося плавикового шпата и др., такое содержание гидратной воды соответствует почти полной гидратации ангидрита.

После гидратации отходы подвергались сушке, помолу в шаровых мельницах и варке с целью получения полугидрата. Варка гипса производилась в лабораторном гипсоварочном котле при температуре 150—170°.

Полученный гипс удовлетворял требованням ГОСТ 125—57. Отклонения в сторону занижения имеются только по величине предела прочности при сжатии образцов в возрате 1,5 час. По-видимо- м, это следствие очень тонкой структуры гипсовых отходов (использовались весьма тонкомолотые концентраты плавикового шпата). Гипс обладает повышенной водопотребностью и характеризуется растянутыми сроками схватывания, что и сказывается на прочности образцов в раннем возрасте.

Опыты по нейтрализации отходов были продолжены в заводских условиях на пробах весом 200—250 кг. Нейтрализация проводилась но описанной выше методике. Как выявлено нами, обезвоживание пульпы следует вести в основном

способом отстаивания — это дает возможность возвратить в производство значительное количество воды, а также снизить расход топлива на сушку гидратированного гипса. Путем отстаивания можно снизить влажность пульпы до 55—60%. После слива избыточной воды и перемешивания осадка, дальнейшее обезвоживание возможно на вакуум- фильтре.

Сгущенная гипсовая пульна вылеживалась 25 дней, в течение которых происходила гидратация ангидрита и превращение его в двуводный гипс, являющийся пехотным сырьем для получения строительного гипса Кстати сказать, срок вылеживания гипсовой массы до употребления можно сократить до 15—18 дней.

Все полученные пробы гипса удовлетворяют требованиям ГОСТ 125—57 для первого сорта, а по прочности воздушно- сухих образцов значительно превосходят эти требования.

Потребителями больших количеств нейтрализованных гипсовых отходов могут быть не только предприятия гипсовой промышленности, но и цементные заводы, применяющие природный гипс при размоле клинкера для регулирования сроков схватывания цемента. Все операции, связанные с монтажом панелей, производятся с внутренней стороны.

Ка рис. 2 показана наружная стеновая панель размером на две комнаты (5 79QX2 690 мм), изготовляемая также вертикальным способом. Она включает оконный и дверной, балконный, проемы. Собственный вес ее около 2,7 т.

Преимущества укрупненных панелей размером на две комнаты особенно проявляются при строительстве в сейсмических районах. Увеличение размеров элемента и значительное сокращение числа узлов замоноличивания не только снижает стоимость трудоемкость монтажа, но и повышает конструктивную равнопрочность стен, а, следовательно, п сейсмостойкость здания в целом.

На Алма-Атинском заводе железобетонных конструкций № 1 плановая себестоимость 1 м2 панелей, изготовленных горизонтальным способом, составляет в среднем около 120 руб., тогда как себестоимость 1 м2 панелей типа КНКБ в тех же условиях производства (без фактурного слоя) составляет около 78 руб., или на 35% дешевле.

По действующим местным нормативам на изготовление горизонтальным стендовым способом 1 м2 наружных стеновых панелей НСЗ-4 отводится 1,47 час., а для изготовления панели КНКБ вертикальным способом требуется всего 0,82 часа. Следовательно, производительность повышается почти на 80%. Если же учесть, что в кассетной установке одновременно формуют 4—5 панелей, то в целом выпуск стеновых конструкций по сравнению с нынешним объемом производства возрастает в несколько раз.

Офактуривание внешней стороны панели может быть выполнено известково-цементным раствором двумя способами: заливкой фактурного слоя в процессе формования панелей или нанесением штукатурного слоя по камышиту после извлечения их из кассетных форм. В первом случае раствор следует нагнетать в щель, образованную между щитом кассеты и камышитовой плитой. Металлическая сетка для штукатурного слоя должна крепиться к камышиту одновременно с арматурным каркасом.

Предпринимаемое в настоящее время экспериментальное строительство крупнопанельных домов с применением камышитожелезобетонных панелей типа КНКБ позволит рекомендовать наиболее целесообразный способ офактуривания наружных стен.