К вопросу о фрактальной размерности нанотехногенного сырья
Автор: Коренькова С.Ф., Сидоренко Ю.В.
Журнал: Нанотехнологии в строительстве: научный интернет-журнал @nanobuild
Статья в выпуске: 3 т.2, 2010 года.
Бесплатный доступ
Статья посвящена фрактальной размерности шламовых отходов, являющихся нанотехногенным сырьем. Приведены химический состав шламов, сведения о фрактальной размерности частиц, а также их классификация по условиям образования. Рациональное применение шламовых отходов позволит улучшить технологические и эксплуатационные свойства материалов на основе минеральных вяжущих.
Нанокомпоненты, фрактальная размерность, шламовые отходы, система золь-гель, наночастицы, водоумягчение, нанодисперсные материалы, нанонаполнители, нанотехногенное сырье
Короткий адрес: https://sciup.org/14265502
IDR: 14265502 | УДК: 691.5
To the question about fractal dimension of nanotechnological stuff
The article is devoted to fractal dimension of slime wastes being nanotechnological stuff. Chemical composition of slime, data on fractal dimension of particles and also on their classification by formation conditions are given. Rational use of slime wastes allows improving technological and operational characteristics on the basis of mineral astringents.
Текст научной статьи К вопросу о фрактальной размерности нанотехногенного сырья
C.Ф. КОРЕНЬКОВА и др. К вопросу о фрактальной размерности нанотехногенного сырья последние годы все более широкое применение находят многокомпонентные сырьевые смеси для получения вяжущих веществ. Их особенностью является высокая и многоуровневая поверхность раздела, для которой характерно участие в формировании структуры и свойств материала. К числу подобных материалов относятся, в частности, наполненные цементные композиции, смешанные вяжущие, многокомпонентные сухие смеси и т. д. Cоздание современных материалов в настоящее время все больше связано с использованием подобных смесей при участии нанокомпонентов. Назначение нанодисперсного компонента в смесях заключается в организации фрактальной структуры. Фрактальной структурой обладают гидрогели и аэрогели. В эту группу относят шламовые отходы, образование которых происходит в системе золь–гель (сточная вода–осадок).
Очистка промышленных сточных вод в современных условиях стала важнейшей технической и экологической проблемой, решение которой, в свою очередь, ставит две основные задачи: это максимальная степень очистки воды и утилизация образовавшегося осадка. Составы производственных сточных вод весьма разнообразны и зависят преимущественно от вида выпускаемой продукции, технологии производства и источников водоснабжения. Основными источниками образования шламовых отходов являются предприятия машиностроительного профиля (автомобильные, станкостроительные, шарикоподшипниковые и т.д.), а также энергетический комплекс: тепло- и электростанции, котельные и т.п., где происходит процесс реагентной очистки сточных вод или водоумягчения. Примеры предприятий, на которых образуются такие отходы, и их состав представлены в таблице [1].
Из таблицы следует, что основными компонентами шламов являются s-, p- и d- элементы, т. е. их можно разделить на модификаторы (с преобладанием s-элементов), структурообразующие (содержащие ри d- элементы). Размерность шламов с s-элементами соответствует наночастицам определенного размера. В соответствии с этим возможно разделение различных шламов по их назначению в материале с учетом принадлежности к той или иной группе элементов.
C.Ф. КОРЕНЬКОВА и др. К вопросу о фрактальной размерности нанотехногенного сырья
Химический состав минеральных шламов промышленных предприятий Поволжского региона
|
Наименование предприятия (основной технологический процесс) |
Содержание компонентов, масс.% |
|||||||
|
ППП* |
SiO2 |
Al2O3 |
Fe2O3 |
CaO общ. |
MgO общ. |
SO3 |
R2O |
|
|
Предприятия энер- |
40,60 |
1,50 |
0,20 |
1,60 |
42,60 |
12,30 |
1,10 |
– |
|
гетической промыш- |
41,35 |
1,90 |
1,40 |
1,60 |
41,20 |
11,80 |
1,10 |
– |
|
ленности (водоумяг-чение) |
40,50 |
1,50 |
0,20 |
1,60 |
41,80 |
13,50 |
– |
– |
|
Предприятия, связанные с обработкой |
26,41 |
0,32 |
– |
17,0 |
46,96 |
8,64 |
0,80 |
– |
|
черных металлов |
35,84 |
– ** |
11,60 |
52,08 |
1,32 |
|||
|
и металлоизделий (водоочистка и водо-обработка) |
34,84 |
16,60 |
29,96 |
15,16 |
0,65 |
1,49 |
||
|
Предприятия, связанные с обработкой |
46,02 |
– |
14,20 |
8,0 |
14,56 |
2,42 |
5,72 |
0,80 |
|
цветных металлов |
31,87 |
6,58 |
33,72 |
4,48 |
11,20 |
3,69 |
4,80 |
2,44 |
|
и сплавов (водоочистка и водообра-ботка) |
56,69 |
2,16 |
13,90 |
4,80 |
16,80 |
2,40 |
3,75 |
|
|
Предприятия аэрокосмической про- |
33,57 |
4,20 |
8,12 |
12,50 |
36,44 |
1,77 |
1,60 |
1,80 |
|
мышленности |
41,01 |
2,30 |
12,8 |
2,40 |
39,96 |
2,06 |
0,10 |
1,12 |
|
(водоочистка и водо-обработка) |
38,16 |
3,18 |
0,18 |
8,32 |
47,04 |
0,54 |
2,19 |
1,04 |
|
Предприятия тяже- |
31,10 |
– |
50,40 |
2,70 |
1,10 |
0,50 |
– |
14,2 |
|
лого машинострое- |
33,70 |
1,30 |
59,90 |
1,80 |
0,30 |
1,30 |
1,10 |
2,40 |
|
ния (водоочистка и водообработка) |
29,40 |
- |
48,10 |
0,80 |
2,0 |
4,40 |
1,60 |
13,0 |
