МИНЕРАЛО-БАЗАЛЬТОВЫЕ ВОЛОКНА ВЗАМЕН КОНЦЕРОГЕННЫХ АСБЕСТСОДЕРЖАЩИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

MINERAL-BASALT FIBERS INSTEAD OF CARCINOGENIC ASBESTOS-CONTAINING COMPOSITE MATERIALS
Цитировать:
Турдибоев И.Х., Ахмаджонов Л.Х. МИНЕРАЛО-БАЗАЛЬТОВЫЕ ВОЛОКНА ВЗАМЕН КОНЦЕРОГЕННЫХ АСБЕСТСОДЕРЖАЩИХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 1(94). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/12977 (дата обращения: 31.01.2023).
Прочитать статью:

 

АННОТАЦИЯ

В статье приведены пути получения экологических чистых, безвредных композиционных материалов на основе минеральных волокон взамен асбестсодержащего концерогенного сырья.

ABSTRACT

This artide introduces the methods of getleno dew clay-slates on the base of inordnica mineral fibre, instead of toxic asbestos.

 

Ключевые слова: шифер, асбест, минеральное волокно, базальтовое волокно, цемент, экология, товары.

Keywords: slate, asbestos, mineral fibre, kess fibre, cement, technology.

 

В настоящее время наполненные композиционные полимерные материалы широко применяются в народном хозяйстве, строительстве, машиностроении, авиации, космонавтике, ракетостроении и других отраслях промышленности [11; 4].

При получении композиционных материалов в качестве связующего применяются карбамидноформальдегидные (КФ), фенолоформалдегидные (ФФС), фурановые (ФС), эпоксиднодиановые (ЭД), фураноэпоксидные (ФАЭД) и другие. В качестве наполнителей применяют стеклянное волокно и ткань, асбест, графит, кварцевый песок, каолин, древесные опилки, хлопчатобумажную ткань (текстолит), сажу (резину), базальт и другие. Коме того, в состав композиционного материала входят модификатор, пластификатор, растворитель, катализатор и другие. В настоящее время при производстве строительного хризотилового асбестового шифера 12,5% масс. частей асбеста, 87,5% цемента расходуются на 1 единицу шифера. Шифер, полученный из указанного состава, наряду с положительными характеристиками имеет определенные недостатки: водопоглощение со временем увеличивается на 20–25%, при этом масса шифера увеличивается на 25–30%; при головни различных компонентов стоимость шифера подорожает на 28–29%. Хризотиловый асбест покупают за валюту. Стоимость 1 тонны асбеста – 700 долларов США. Замена хризотилового асбеста на базальтовое волокно или минеральное волокно при производстве одной единицы шифера приводит к экономическому эффекту 0,55 цента. В результате выпускается экологически чистый базальтовой шифер, его физико-механические и другие эксплуатационные характеристики лучше, чем традиционного асбестового шифера. Следует также отметить, что при производстве базальтового шифера используется местное сырье – базальтовый минерал Кувасойского месторождения Памиро-Алайского хребета. (табл. 1).

Таблица 1.

В состав базальтового минерала входят следующие компоненты

Полевые шпаты

50% – NaAlSi3O8 – KAl2Si3O8 – CaAl2Si2O8

Пироксены

H2SiO3; авгит (Ca, Mg, Fe2+) (Mg, Fe2+, Al Fe3+) [(Al,Si)2O6]

Амфиболы

Оливин

Me2SiO4 (Me = Mg, Fe, Mn)

Кремнезем

SiO2

Фельдшпатоиды

Нефелин

NaAlSiO4 KAlSiO4

Шпинелы

(MgFe)Cr2O4

Мебал

Mn, V, Ti

Кальсилит

K[AlSiO4]

Титанит

CaTi[SiO4]O

Ильменит

FeTiO3

Гейкилит

MgTiO

Пирофаннит

MnTiO3

Перовалит

CaTiO3

 

Таблица 2.

Химический состав основных минералов базальтов, мас.%

Оксиды

1

2

3

4

5

6

7

8

SiO2

53,29

53,81

54,21

55,32

60,34

57,34

29,29

0,12

TiO2

0,16

0,24

0,06

0

0

0

0

0,31

Al2O3

2,28

1,72

1,17

9,03

5,70

1,78

20,11

10,66

FeO

4,61

4,30

3,59

2,62

1,57

6,84

13,50

23,21

MnO

0,12

0,14

0,10

0,16

0

0,16

0,27

0,74

MgO

17,49

17,79

17,97

26,97

25,11

19,46

22,95

10,06

CaO

21,08

21,13

21,68

5,61

5,84

12,67

0,09

Na2O

0,10

0,11

0,12

0,29

1,35

0,73

0

K2O

0

0

0,08

0,02

Cr2O3

0,80

0,71

0,74

0

0

0,04

0,32

54,43

V2O5

0,07

0,05

0

0

0,02

0,26

Сумма

100

100

99,63

100

100

99,04

86,55

99,80

Примечания: 1–3 – авгит-диопсид, 4–5 – авгит-клиноэнстатит. 6 – актионолит (среднее из 3 анализов), 7 – клинохлор (среднее из 3 анализов), 8 – хромшпинелид (среднее из 4 анализов).

 

В составе авгит-диопсида содержание авгитового минерала ниже, чем в авгит-клиноэнстатите. Обогащенность пироксенов авгитовом минералом объясняется высокой меланократовостью базальта, вызванной повышенным содержанием в расплаве магния и железа (табл. 2). При низком содержании плагиоклазов в базальте значительная часть катионов алюминия оказалась свободной и изоморфно заместила кремний в кремнекислородных тетраэдрах клинопироксенов.

Таким образом, исследован минералогический и химический состав базальтового минерала местного происхождения и получены композиционный материал – шифер и труба на основе базальтового минерала. Наилучшее базальтовое волокно образуется при температуре 1700–2000 °С.

Гранулометрический анализ исходного порошка базальта проводился с помощью стандартного набора сит. Результаты рассева приведены в табл. 3. Отделение магнитной фракции проводилось с помощью магнитов с индукцией 3 мВб/м2 (магнит № 1) и 22 мВб/м2 (магнит № 2), или соответственно 3 мТл и 22 мТл. Если извлечение ферромагнитного материала с помощью магнита № 1 составляло не более 9%, то с помощью магнита № 2 эта величина возрастала до 42%. Фракциям с наиболее крупными частицами отвечает максимальная доля содержания ферромагнитных компонентов. Самые мелкие фракции практически не содержат магнитной составляющей.

Таблица 3.

Гранулометрический состав измельченного базальта и содержание во фракциях магнитной составляющей

Размер сита, мм

+1.6

–1.6
+1.0

–1.0
+0.63

–0.63
+0.4

–0.4
+0.25

–0.25
+0.125

–0.125
+0.063

–0.063

Исходный измель
ченный базальт

Содержание фракции, %

7.80

20.01

18.45

14.16

10.74

12.74

9.50

6.60

Магнитно
сепарированный
измельченный базальт

Содержание фракции обработанного базальта, % от
фракции исходного молотого базальта

Магнитная
фракция

Магнит
№ 1

8.17

9.02

5.3

5.51

5.46

4.11

1.69

0.27

Магнит
№ 2

42.51

37.09

25.22

19.01

11.99

7.58

3.90

1.24

Немагнитный остаток

48.79

53.89

69.48

75.48

82.55

88.31

94.41

98.49

 

Содержание химических элементов (превышающее 0.1%) во фракциях исходного базальта с частицами различного размера, а также в магнитных и немагнитных составляющих этих фракций и содержание железа и титана наблюдается в более крупных фракциях, а в самой мелкой фракции содержание Fe снижено почти вдвое, а Ti – в 4 раза.

Температура плавления базальтовой шихты зависит от содержания Al2O3, входящего в состав шихты.

Если содержание Al2O3 ниже 15%, то температура плавления шихты ниже 1300 °С, если содержание Al2O3 больше 15%, то температура плавления шихты составляет больше 1300 °С. Образование жидкой фазы начинается при температуре 1100 °С. В интервале температуры 1150–1190 °С шихта начинает кипеть. При температуре 1200 °С 90% шихты расплавится. При температуре 1250 °С кристаллы магнезита тоже расплавятся.

 

Список литературы:

 

  1. Ахмадалиев М.А., Аскаров И.Р. Асбестнингт экологик хавфлари // АнДУ илмий хабарномаси. – 2018. – № 4. – Б. 32–35.
  2. Ахмадалиев М.А., Аскаров И.Р., Турдибоев И.Х.У. Минерало-базальтовые волокна взамен канцерогенных асбосодержащих композиционных материалов // Universum: технические науки. – 2021. – № 8-2 (89). – С. 17–20.
  3. Исследование концентрации меди, никеля и кадмия в различных типах почв Ферганской области / У. Рахматов [и др.] // Universum: технические науки. – 2021. – № 11 (92). – С. 68.
  4. История строительного материаловедения и развития технологий строительных материалов и изделий : учеб. пособие. – М. : МИКХиС, 2006.
  5. Каталитическая полимеризация фурано-эпоксидных олигомеров / Д.К. Абсарова [и др.] // Universum: технические науки. – 2019. – № 12-2 (69).
  6. Мамажонова Р.Т., Юсупова Н.А. Стеклопластики на основе кубовых остатков фурфурола, модифицированного эпоксидными смолами ЭД-20 // Universum: технические науки. – 2020. – № 12-3 (81).
  7. Матякубов Р., Ахмаджонов Л.Х.У. Cинтез исследование свойств ацеталей и кеталей фуранового ряда // Universum: технические науки. – 2021. – № 5-4 (86). – С. 54–57.
  8. Методы снижения слеживаемости аммиачной селитры / М.М. Тожибоев [и др.] // Universum: технические науки. – 2020. – № 1 (70).
  9. Мирзаев Д.М., Турдибоев И.Х. Перспективы развития экологически чистых пестицидов // The Scientific Heritage. – 2021. – № 64-2. – С. 20–22.
  10. Мирзаев Д.М., Хошимов И.Э. Высокоэффективные методы изучения химического свойства безалкогольных напитков // The Scientific Heritage. – 2020. – № 56-3.
  11. Михайлин Ю.А. Конструкционные полимерные композиционные материалы. – СПб. : Научные основы и технологии, 2008. – 822 с.
  12. Нишанов М.Ф., Хайдаров А.А., Мирзаев Д.М. Значение изучения среды раствора при профессиональной подготовке студентов направления «пищевая технология» // Universum: технические науки. – 2020. – № 10-2. – С. 92–94.
  13. Оптимизация процесса отбелки соевого масла / М.Х. Хамракулова [и др.] // Universum: технические науки. – 2019. – № 10-1 (67).
  14. Очистка ароматических углеводородов с применением местного сырья Чимианского месторождения / А.О. Собиров [и др.] // Universum: технические науки. – 2020. – № 2-2 (71).
  15. Получение спиртов из растительных отходов промышленным способом, содержащих пятичленные гетероциклические спирты / Д.К. Абдсарова [и др.] // Universum: технические науки. – 2019. – № 11-1 (68).
  16. Получение хинолиновых оснований на основе ароматических аминов реакцией с карбонильными соединениями получения гетероциклов в паровой фазе / Ш.М. Хошимов [и др.] // Universum: технические науки. – 2019. – № 11-3 (68).
  17. Проблемы классификации и сертификации по химическому составу некоторых пестицидов, применяемых в сельском хозяйстве Республики Узбекистан / М.А. Марупова [и др.] // Universum: технические науки. – 2019. – № 11-1 (68).
  18. Рахматов У., Мирзаев Д.М., Абдисаматов Э.Д. Исследование содержания азота, фосфора и калия в почвах Андижанской области // Universum: технические науки. – 2021. – № 5-4. – С. 95–99.
  19. Рахматов У., Мирзаев Д.М., Абдисаматов Э.Д. Исследование содержания азота, фосфора и калия в почвах Наманганской области // Universum: химия и биология. – 2021. – № 3-1 (81).
  20. Сайдазимов М.С. Изучить свойства эмульгаторов и диспергаторов (ПМС-К), используемых для красок на водной основе // The Scientific Heritage. – 2021. – № 80-2. – С. 56–59.
  21. Сайдазимов М.С., Хайдаров А.А., Абсарова Д.К. Способы получения анионных поверхностно-активных веществ из неионогенных // Universum: технические науки. – 2020. – № 12-4 (81).
  22. Сезонный уровень воды в реке Сох / У. Рахматов [и др.] // Universum: технические науки. – 2021. – № 7-2. – С. 83–86.
  23. Тожиев Э.А. Определение фурфурилового спирта и оксидов фурфурилового спирта // Universum: технические науки. – 2020. – № 12-4 (81).
  24. Турдибоев И.Х.У. Использование фенолформальдегидно-фурановых связывающих в литейном производстве // Universum: технические науки. – 2020. – № 7-3 (76).
  25. Хошимов И.Э., Сайдазимов М.С. Производство в Узбекистане поверхностно-активного вещества с амфотерным свойством // The Scientific Heritage. – 2020. – № 55-2. – С. 3–7.
  26. Хошимов И.Э., Сайдазимов М.С. Производство сульфида натрия из местного сырья // The Scientific Heritage. – 2021. – № 80-3. – С. 31–34.
  27. Turdiboyev I. Проблемы и перспективы производства кровельных материалов // Главный редактор. – 2021. – С. 50.
Информация об авторах

ассистент, Ферганский политехнический институт, Узбекистан, г. Фергана

Assistant, Ferghana Polytechnic Institute, Uzbekistan, Ferghana

ассистент, Ферганский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана

Assistant, Ferghana Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Ferghana

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ахметов Сайранбек Махсутович.
Top