Inventory number IRN Number of state registration
0324РК01224 AP19680588-KC-24 0123РК00429
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 35800000 AP19680588
Name of work
Разработка гибридных напольных покрытий, обладающих повышенной износостойкостью
Type of work Source of funding Report authors
Applied Кабулов Асет Тлеулесович
1
0
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Казахский национальный университет имени аль-Фараби"
Abbreviated name of the service recipient НАО "КазНУ им. аль-Фараби"
Abstract

Объектом исследования являются руды месторождения «Бакырчик» Абайской области, золы угольных ТЭЦ г. Алматы и полиуретанцементные напольные покрытия.

Зерттеу нысаны Абай облысының "Бақыршық" кен орнының кендері, Алматы қаласының көмір ЖЭО күлдері және полиуретанды цементті еден жабындары болып табылады.

Разработка новых рецептур и получение гибридных 4-х компонентных полиуретанцементных напольных покрытий с использованием продуктов переработки промышленных предприятий в качестве наполнителей и пигментов.

Толтырғыштар мен пигменттер ретінде өнеркәсіптік өңдеу өнімдерін пайдалана отырып, жаңа формулаларды әзірлеу және гибридті 4 компонентті полиуретанды цемент едендерін алу.

Используется следующий метод получения полиуретанов – синтез форполимера по предполимерной методике в трехгорлой круглодонной колбе, снабженной верхнеприводным перемешивающим устройством и термометром. Содержание влаги в полиолях определяется по методу Фишера с использованием титратора Фишера. Размер частиц полученных полиуретановых материалов определяется методом динамического рассеяния света на анализаторе размера частиц. Вязкость полученных полиуретановых материалов определяется вискозиметром Брукфильда. Экспериментальным путем в лабораторных условиях подбираются оптимальные соотношения изоционатов, отвердителя, связующего в массовых частях. После чего будет осуществлятся частичная замена цемента на шунгит и/или золу в процентном соотношении от общей массы. Определение физико-химических и физико-механических свойств полиуретановых материалов проводится согласно следующим стандартам: 1. Стяжка для напольных покрытии в соответствии с EN 13813:2002; 2. Защитное покрытие для бетона 3. Прочность на истирание 4. Прочность на пробой 5. Прочность на сжатие 6. Прочность сцепления при растяжении 7. Класс пожарной опасности 8. Коэффициент трения 9. Сопротивление скольжению Для изучения радиоэкранирующих свойств полиуретанцементных напольных покрытий используется метод поглощения напряженности электромагнитного поля (ЭМП).

Полиуретандарды алудың келесі әдісі қолданылады-жоғарғы жетекті араластырғыш құрылғымен және термометрмен жабдықталған үш мойынды дөңгелек түбі бар колбада полимер алдындағы әдіс бойынша форполимер синтезі. Полиолдардың ылғалдылығы Фишер титраторын қолдана отырып, Фишер әдісімен анықталады (МЕМСТ 24614, EN ISO 12937). Алынған полиуретанды материалдардың бөлшектерінің мөлшері бөлшектердің өлшем анализаторындағы жарықтың динамикалық шашырау әдісімен анықталады. Алынған полиуретанды материалдардың тұтқырлығы Брукфилд вискозиметрімен анықталады. Зертханалық жағдайда эксперименттік жолмен изоциациялардың оңтайлы арақатынасы, массалық бөліктерде байланыстыратын қатайтқыш таңдалады. Осыдан кейін цементті шунгитке және/немесе күлге жалпы массаның пайызымен ішінара ауыстыру жүзеге асырылады. Полиуретанды материалдардың физика-химиялық және физика-механикалық қасиеттерін айқындау мынадай стандарттарға сәйкес жүргізіледі: 1. EN 13813:2002 сәйкес еден жабыны; 2. EN 1504-2:2004 сәйкес бетоннан қорғайтын жабын; 3. BS 8204 тозу күші 2 бөлім, EN 13892-4, EN 13892-3, ASTM D 4060-01; 4. ISO 6272, ASTM D 2784 сыну күші; 5. Қысу күші BS EN 13892-2; 6. EN1542 созылу кезіндегі ілінісу беріктігі; 7. Өрт қауіптілігі класы EN 13501-1; 8. Үйкеліс коэффициенті ASTM D 1894-61T; 9. DIN 51130 сырғуға төзімділігі. Полиуретанды цементті еден жабындарының радиоқабылдағыш қасиеттерін зерттеу үшін электромагниттік өрістің (ЭМӨ) кернеуін сіңіру әдісі қолданылады.

Согласно календарному плану договора разработаны рецептуры полиуретанцементных напольных покрытий с добавлением шунгитовых материалов и золы угольных ТЭЦ в установленном порядке: 1) пигмент/наполнитель; 2) добавки; 3) связующее; 4) отвердитель. Оптимизирована рецептура полиуретанцементных напольных покрытий варированием количества цемента и исследуемых наполнителей, связующего и отвердителя. Получены образцы с добавлением шунгитовой руды (ШН), шунгитового концентрата (ШК), золы ТЭЦ-2 (ТД) и золы ТЭЦ-3 (ТТ): • 5% – ШН5, ШК5, ТД5, ТТ5; • 10% – ШН10, ШК10, ТД10, ТТ10; • 15% – ШН15, ШК15, ТД15, ТТ15; • 20% – ШН20, ШК20, ТД20, ТТ20. Оптимизированы условия получения в миксере и общие условия нанесения. Прочность на истирание от 0,43 до 0,79 г/см2. Прочность на сжатие после 3/7/28 дней от 24,16 до 30,61 МПа. Прочность на изгиб после 3/7/28 дней от 10,79 до 14,96 МПа. Адгезионная прочность от 2,09 до 3,68 Н/мм2. Определили класс пожарной опасности образцов согласно ГОСТ 3244-94 соответствующая классу КМ0 (НГ). Определили показатели деформации с точностью до 0,01 мм с момента снятия формы в течение 28 дней: деформация менее 0,4-0,7 мм. Сопротивление скольжению образцов согласно стандарту DIN 51130 составляет R12 – угол наклона от 27° до 35° – высокая степень противоскольжения, соответствующая напольным покрытиям производственных цехов.

Шарттың күнтізбелік жоспарына сәйкес белгіленген тәртіппен шунгитті материалдар мен көмір ЖЭО күлін қоса отырып полиуретанды цементті еден жабындарының рецептуралары әзірленді: 1) пигмент / толтырғыш; 2) қоспалар; 3) байланыстырушы; 4) қатайтқыш. Цемент пен зерттелетін толтырғыштардың мөлшерін, байланыстырғыш пен қатайтқышты өзгерту арқылы полиуретанды еден жабындарының рецептурасы оңтайландырылды. Шунгит кені (ШН), шунгит концентраты (ШК), ЖЭО-2 күлі (ТД) және ЖЭО-3 күлі (ТТ) қосылған үлгілер алынды: • 5% - ШН5, ШК5, ТД5, ТТ5; • 10% - ШН10, ШК10, ТД10, ТТ10; • 15% - ШН15, ШК15, ТД15, ТТ15; • 20% - ШН20, ШК20, ТД20, ТТ20. Миксерде алу және қолдану шарттары оңтайландырылды. Қажалуға беріктігі 0,43 г/см2-ден 0,79 г/см2 дейін құрады. 3/7/28 күннен кейін қысуға беріктігі 24,16 МПа-дан 30,61 МПа құрады. 3/7/28 күннен кейін иілу беріктігі 10,79 МПа-дан 14,96 МПа құрады. Адгезиялық беріктік 2,09 Н/мм2-ден 3,68 Н/мм2 дейін құрады. КМ0 (НГ) сыныбына сәйкес ГОСТ 3244-94 бойынша үлгілердің өрт қауіптілігі сыныбы анықталды. Пішін алынған сәттен бастап 28 күн ішінде 0,01 мм дәлдікпен деформация көрсеткіштерін анықтады: деформация 0,4 мм-ден 0,7 мм-ден кем. DIN 51130 стандартына сәйкес үлгілердің сырғуға төзімділігі R12 - 27° – дан 35°-қа дейінгі көлбеу бұрышы - өндіріс цехтарының едендеріне сәйкес келетін жоғары сырғанау дәрежесі.

Основой полиуретановых покрытий являются водные эмульсии полиуретановых смол, смесь инертных минеральных заполнителей, портландцемент, пигменты, целевые добавки. Высокую актуальность имеет вопрос замены основных компонентов на отходы горно-металлургического комплекса, сельскохозяйственной, химической и других отраслей промышленности. В качестве наполнителей предлагаются отходы ГМК Казахстана (шунгит) и золы угольных ТЭЦ, осваивающиеся в сфере строительства, однако уже используются в производстве резинотехнических и пластиковых изделий, сухих строительных смесей, косметике и других. Выполнение данного проекта позволит в практическом направлении: * увеличить сырьевую базу для получения полиуретанцементных напольных покрытий путем переработки отходов ГМК и угольных ТЭЦ; * снизить себестоимость продуктов на 15-20% и расширить ассортимент предлагаемых на рынке стройматериалов; * организовать испытательную лабораторию; * дать рекомендации для дальнейшей коммерциализации проекта. В научном направлении позволит: * расширить багаж научных знаний в области разработок композиционных и строительных материалов с использованием отходов ГМК Казахстана и золоотвалов ТЭЦ; * опубликовать научные публикации в международных журналах с высоким импакт-фактором; * разработать фундаментальные аспекты технологии получения 4-х компонентных полиуретанцементных напольных покрытий; * дать рекомендации по разработке учебных курсов для учебных заведений.

Полиуретанды жабындардың негізі полиуретанды шайырлардың сулы эмульсиялары, инертті минералды агрегаттардың қоспасы, портландцемент, пигменттер, мақсатты қоспалар болып табылады. Негізгі компоненттерді тау-кен металлургия кешенінің, ауыл шаруашылығы, химия және басқа да өнеркәсіп салаларының қалдықтарына ауыстыру мәселесі жоғары өзектілікке ие. Толтырғыштар ретінде құрылыс саласында игерілетін Қазақстанның ТМК (шунгит) және көмір ЖЭО күлінің қалдықтары ұсынылады, алайда олар резеңке-техникалық және пластик бұйымдар, құрғақ құрылыс қоспалары, косметика және басқа да бұйымдар өндірісінде қолданылады. Бұл жобаны орындау практикалық бағытта мүмкіндік береді: * ТМК және көмір ЖЭО қалдықтарын қайта өңдеу жолымен полиуретанды цементті еден жабындарын алу үшін шикізат базасын ұлғайту; * өнімнің өзіндік құнын 15-20%-ға төмендету және нарықта ұсынылатын құрылыс материалдарының ассортиментін кеңейту; * сынақ зертханасын ұйымдастыру; * жобаны одан әрі коммерцияландыру үшін ұсыныстар беріледі. Ғылыми бағытта: * Қазақстан ТМК қалдықтары мен ЖЭО күл үйінділерін пайдалана отырып, композициялық және құрылыс материалдарын әзірлеу саласындағы ғылыми білімнің багажын кеңейту; * жоғары импакт-факторы бар халықаралық журналдарда ғылыми жарияланымдарды жариялау; * 4 компонентті полиуретанды цементті еден жабындарын алу технологиясының іргелі аспектілерін әзірлеу; * оқу орындарына арналған оқу курстарын әзірлеу бойынша ұсыныстар беру.

Не внедрено

Енгізілмеген

Предлагаемая авторами работа имеет большую значимость как в национальном, так и в международном масштабах. В настоящее время в Казахстане производство полиуретанцементных напольных покрытий слабо развито, хотя в РК имеются мощные сырьевые ресурсы, позволяющие развить полный технологический цикл импортозамещающего производства.

Авторлар ұсынған жұмыс ұлттық және халықаралық ауқымда үлкен маңызға ие. Қазіргі уақытта Қазақстанда цементті еден жабындарының полиуретан өндірісі нашар дамыған, дегенмен ҚР-да импортты алмастыратын өндірістің толық технологиялық циклін дамытуға мүмкіндік беретін қуатты шикізат ресурстары бар.

Результаты выполняемой работы решат проблему переработки отходов ГМК и угольных ТЭЦ, а также дадут возможность внедрить шунгитовые материалы в золу ТЭЦ производство полиуретанцементных напольных покрытий, которые находят широкое применение в строительной, химической, аэрокосмической, машиностроительной, текстильной, пищевой и др. промышленностях РК.

Атқарылған жұмыстың нәтижелері ТМК және көмір ЖЭО қалдықтарын қайта өңдеу мәселесін шешеді, сондай-ақ ҚР құрылыс, химия, аэроғарыш, машина жасау, тоқыма, тамақ және басқа да өнеркәсіптерінде кеңінен қолданылатын полиуретанды еден жабындарын өндіру ЖЭО күлі мен шунгит материалдарды енгізуге мүмкіндік береді.

UDC indices
52.45.19; 61.74.31; 67.15.35
International classifier codes
61.59.37; 31.17.15; 52.39.49; 61.65.09; 61.29.39;
Key words in Russian
полиуретанцементное покрытие; бетон; шунгит; зола; флотационное обогащение; радиоэкранирующие свойства;
Key words in Kazakh
полиуретанды цемент жабыны; бетон; шунгит; күл; флотациялық байыту; радиоқорғау қасиеттері;
Head of the organization Айтжанова Жамила Нурматовна Доктор экономических наук / ассоциированный профессор (доцент)
Head of work Кабулов Асет Тлеулесович PhD / нет