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
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 |
