See discussions, stats, and author profiles for this publication at: https://www.researchgate.net/publication/339776890 Кулдашева Шахноза Абдуазимовна, к.х.н., доцент, ТГТУ Жумабаев Бердах Айтбаевич, к.х.н., доцент, НГПИ Агзамходжаев Анварходжа Атаходжаевич,д.х.н.,проф,академик МАН.... Article · January 2014 CITATIONS READS 0 43 3 authors, including: Marufjon Musaev Tashkent State Technical University 19 PUBLICATIONS 20 CITATIONS SEE PROFILE Some of the authors of this publication are also working on these related projects: FP-6 INCO NISMIST View project All content following this page was uploaded by Marufjon Musaev on 07 March 2020. The user has requested enhancement of the downloaded file. Y F T ra n sf o A B B Y Y.c bu to re he C lic k he k lic C w. om Статья для журнала «European Applied Sciences», 2014 w w w w rm y ABB PD re to Y 2.0 2.0 bu y rm er Y F T ra n sf o ABB PD er Y w. A B B Y Y.c Кулдашева Шахноза Абдуазимовна, к.х.н., доцент, ТГТУ Жумабаев Бердах Айтбаевич, к.х.н., доцент, НГПИ Агзамходжаев Анварходжа Атаходжаевич,д.х.н.,проф,академик МАНЭБ,ИОНХ АН РУз Мусаев Маъруф Набиевич, к.т.н., доцент, ТГТУ CHEMICAL SOLIDIFICATION OF DRIVING SANDS OF THE EXPOSED ARAL SEABED Sh.A.Kuldasheva, B.A.Jumabaev, Agzamkhodzhaev A.A., М.N Musaev Key words: dispersion systems, suspensions, saline sand, solidification, additives, cross-linking, aggregations, deflation, hydrous calcium. In article the possibility to form water-stable structure in the dispersions of saline sands of dried bottom of Aral by fixating compounds – water soluble hydrous calcium with saw dust is shown. At the same time it is being created surface crust of sand, possessing high index of strength about 2,4 MPa and amount of water-stable aggregates (>0.25 mm) in the structure even 69.91% versus 6.28% in initial. ХИМИЧЕСКОЕ ЗАКРЕПЛЕНИЕ ПОДВИЖНЫХ ПЕСКОВ ОСУШЕННОГО ДНА АРАЛЬСКОГО МОРЯ Ш.А.Кулдашева, Б.А.Жумабаев, А.А.Агзамходжаев, М.Н.Мусаев Ключевые слова: дисперсные системы, суспензии, засоленные пески, закрепление, добавки, структурообразование, агрегаты, гидросиликат кальция, растения. В работе показана возможность образования водопрочной структуры в дисперсиях засоленных песков осушенного дна Арала с помощью композиций закрепителей – раствора гидросиликата кальция с древесными опилками. При этом создается поверхностная корка песка, имеющая достаточно высокую величину прочности порядка 2,42 МПа и значительное количество водопрочных агрегатов (> 0,25 мм) в структуре равное 69,91% против 6,28% в исходной. Введение. Выполнение комплекса работ по закреплению опустыненных заселенных песков осушенного дна Аральского моря предполагает поиск дешевых, нетоксичных и доступных реагентов-закрепителей. Ранее нами в работах [1-3], предложены определенные типы реагентов- структурообразователей в целях создания искусственных структур в засоленных почвогрунтах и песках. В качестве реагентов-закрепителей были испытаны дешевые промышленные полимеры и отходы производства. Закрепление засоленных песков побережья Казахдарья Аральского региона с использованием комплексных добавок реагентов и промышленных отходов будет способствовать созданию на небольших толщах песков прочной водостойкой структуры (корки способной удерживать om w. A B B Y Y.c Y F T ra n sf o re to bu y rm he k lic C C lic k he 2 om w w w w PD ABB re to Y 2.0 2.0 bu y rm er Y F T ra n sf o ABB PD er Y корневую систему растений) в для фитомелиорации солестойкими растениями. w. A B B Y Y.c Это позволит использовать эти площади, а также резко сократить запесочивание и засоление соседних плодородных земель вследствие ветровой эрозии.В работах [4-6] путем химического модифицирования поверхности частиц твердой фазы различными добавками получена механически- и водопрочная структура в песчаной дисперсии осушенного дна Аральского моря – побережья Казахдарьи. Объекты и методы исследования. В работе в качестве объектов исследования были использованы образцы засоленных подвижных песков побережья Казахдарьи осушенного дна Аральского моря, вблизи пос. Казахдарья (15км). Образцы отбирались на глубине 0-5см. При подборе реагентов – закрепителей был применен принципиально новый подход. Прежде всего, мы отказались от применения индивидуальных препаратов и перешли к их комбинированию с целлюлоза содержащим отходом – древесной опилкой, которая способна взаимодействуя с закрепляющми агентом и частицами песка и их солями, образовывать прочную поверхностную (каркасную) корку. В качестве добавкизакрепителя был использован раствор гидросиликата кальция – СаSiО3 (ГСК), который использован не в готовом виде, а в момент его образования из разбавленных растворов силиката натрия и хлорида кальция, когда выделяющийся продукт имеет коллоидальную степень дисперсности на стадий перехода золь ® гель. При этом, исходные продукты – хлорид кальция получен с Кунградского содового завода, где 15%-ный раствор этого соединения является отходом производства, а также 17%-ный силикат натрия. Закрепление засоленных песков Казахдарьи проводили обработкой их поверхности водным раствором ГСК после внесения в песок измельченных и просеянных через сито 0,5мм добавок – древесных опилок в количестве 0,26 кг/м2 при тщательном перемешивании смеси. Для этого использовали растворы ГСК с концентрациями в пределах 0,2– 1,1%. Это осуществляли следующим образом. Обработка поверхности песка осуществлялось путем её опрыскивания растворами ГСК нужной концентрации, а в случае посева семян солестойких растений опрыскивание произво- om w. A B B Y Y.c Y F T ra n sf o re to bu y rm he k lic C C lic k he 3 om w w w w PD ABB re to Y 2.0 2.0 bu y rm er Y F T ra n sf o ABB PD er Y дили после посева. Закрепляющие растворы ГСК готовили сливанием 0,2, w. A B B Y Y.c 0,5, 0,8 и 1,1 %-ных растворов силиката натрия и хлорида кальция из расчёта получения заданных количеств действующего продукта закрепителя – гидросиликата кальция. и их композиции с древесными опилками. Полученные результаты и их обсуждение. Результаты исследований минералогического и химического состава и физико-химических свойств засоленных песков Казахдарьи осушенного дна Арала показали, что образцы засоленных песков побережья Казахдарьи более минерализованы. Преобладающими из водорастворимых солей являются хлориды и сульфаты натрия. Содержание SiO2 в образце песка составляет 89,24 %, а СаО, MgO, K2O и Na2O составляют 1,11; 0,95; 1,85 и 1,35 %, соответственно. По гранулометрическому составу в образце подвижного песка побережья Казахдарьи содержатся преимущественно частицы 0,1-0,05 мм. Результаты исследований влияния композиции добавок-закрепителей на формирование водопрочных агрегатов (ВПА) и на механическую прочность поверхностной корки приведены в таблице. Таблица Влияние концентрации раствора ГСК и его композиции с древесными опилками (ДО) на количество водопрочных агрегатов (ВПА) и на величину механической прочности*) поверхностной корки в засалённом песке побережья Казахдарьи Арала № Концентрация Количество ВПА (%) по фрак- Сумма Прочп/ раствора ГСК циям, мм ВПА, ность п корки, % > 2,0 2,0-1,0 1,0-0,5 0,5-0,25 МПа 1 Не обработанный 1,14 5,14 6,28 2 ГСК 0,2 % 0,84 0,86 3,15 23,40 28,25 0,72 3 ГСК 0,5 % 13,82 8,03 6,90 15,82 44,57 1,28 4 ГСК 0,8% 35,00 10,02 10,04 9,18 64,24 2,04 5 ГСК 1,1% 42,15 10,94 10,98 7,12 71,19 2,92 6 ГСК 0,2 % + ДО 0,96 1,03 3,27 24,10 29,36 0,80 7 ГСК 0,5 % + ДО 15,56 8,72 7,21 16,92 48,41 1,39 8 ГСК 0,8 % + ДО 38,52 11,24 10,38 10,27 69,91 2,42 om w. A B B Y Y.c Y F T ra n sf o re to bu y rm he k lic C C lic k he 4 om 9 ГСК 1,1 % + ДО 45,80 14,26 10,58 7,08 77,72 w w w w PD ABB re to Y 2.0 2.0 bu y rm er Y F T ra n sf o ABB PD er Y 3,02 w. A B B Y Y.c *) Приведены средние значения количества ВПА и величины механической прочности, найденные из 3-х определений. Как видно из данных таблицы, содержание ВПА в исходном песке низкое и составляет – 6,28%. Опрыскивание поверхности песка водным раствором КСК при концентрации 0,2 и 0,5 % и их смеси с добавками – древесные опилки незначительно способствует повышению прочности структуры и числа ВПА. При этом прочность созданной структуры и ВПА песка закрепленного 0,1%ным раствором ГСК составляет 0,72-0,80 МПа и 28,25-29,36%, а для песка закрепленного 0,5%-ным раствором полимера – 1,28-1,39 МПа и 44,57-48,41%, соответственно. При закреплении песка водным раствором ГСК при концентрации 0,8 и 1,1% и их композиций с древесными опилками прочность возникшей структуры, удалось повысить до 2,04-2,42 МПа для концентрации ГСК 0,8% и до 2,92-3,02 МПа для концентрации ГСК 1,1%, а также их числа ВПА 64,24-69,91% и 71,19-77,72%, соответственно. ГСК взаимодействует с частицами песка и с присутствующими в нем солями (анионами хлора, сульфата и др.), образуя гелеобразные продукты, которые в виде новообразований выделяются в межфазных пространствах в зоне контакта частиц и, подвергаясь адгезии на их поверхности, играют роль склеивающего агента, придают прочность и водостойкость формируемой структуре. Последняя укрепляется частицами добавок опилки, которые играют как бы роль «арматуры». Следует также отметить, что наряду с увеличением общего количества водопрочных агрегатов (ВПА), происходит и их перераспределение по размерам (рисунок). Если для песка закрепленного 0,2 %-ным раствором ГСК характерно преимущественное образование агрегатов размером 0,25-0,5 мм (кривая 2), то для песка закрепленного 0,8 и 1,1%-ным раствором ГСК и его композиций с древесными опилками, наоборот, преобладают крупные агрегаты размером > 2,0 мм (кривые 3 и 4). Это свидетельствует о том, что при закреплении засоленных песков комплексными добавками поверхностные слои песка пере- om A B B Y Y.c Y re to bu y rm he k lic w ходят из свободно-дисперсного состояния в связно-дисперсные путем формиw. A B B Y Y.c рования структуры корки, состоящих из водопрочных макроагрегатов частиц. 60 Содержание ВПА,% w. F T ra n sf o C C lic k he 5 om w w w PD ABB re to Y 2.0 2.0 bu y rm er Y F T ra n sf o ABB PD er Y 50 4 ,5 40 30 3 2 20 10 1 0 0 0 ,5 1 1 ,5 2 Р азмер агр егатов , мм Рисунок. Распределение водопрочных агрегатов (ВПА) по размерам в засоленном песке Казахдарьи от концентрации раствора ГСК и его композиций с добавками: 1 –исходный песок, 2 –песок, обработанный 0,2% ГСК, 3 –песок, обработанный 0,8 % ГСК, 4 – песок обработанный 0,8% ГСК с древесными опилками. Таким образом, способ закрепления песков включает обработку поверхности песка раствором ГСК, при этом предварительно в песок вносят 0,26 кг/м2 измельченных древесных опилок (просеянной через сито 0,5 мм) и перемешивают. Для дальнейшей обработки засоленного песка рекомендуется использовать раствор ГСК с концентрацией 0,8 %. Заключение Показано, что основу предлагаемого способа закрепления засоленных песков комплексными добавками составляет процесс перевода их поверхностных слоев (до 5см) из свободно-дисперсного состояния в связно-дисперсное путем формирования структуры (корки), состоящей из водопрочных макроагрегатов – частиц >1,0мм, обладающих механической прочностью (до 3,0 МПа) и обеспечивающих условия для культивирования солестойких растений на закрепленных песках. Выявлены оптимальные условия, при которых композиции добавок-закрепителей проявляют максимальные эффекты действия, а также порядок их введения в песок. Показано, что композиция, состоящая из 0,26 кг/м2 древесных опилок и 0,008 кг/м2 ГСК (из расчета на сухой продукт, что обеспечива- om w. Y F T ra n sf o re to bu y rm he k lic C C lic k he 6 A B B Y Y.c om w w w w PD ABB re to Y 2.0 2.0 bu y rm er Y F T ra n sf o ABB PD er Y ется использованием 0,8%-ного раствора ГСК) считается оптимальной и споw. A B B Y Y.c собствует созданию корки, имеющей достаточно высокую прочность порядка 2,4 МПа, а количество водопрочных агрегатов (> 0,25мм) в структуре при этом равно 69,91% против 6,28% в исходной. Использованная литература 1. Кулдашева Ш.А. Химическое закрепление засоленных почвогрунтов комплексными добавками, как способ решения некоторых экологических проблем Арала // Диссертация на соискание ученой степени канд. хим. наук. Ташкент. 2001. – 110 с. 2. Жумабаев Б.А. Влияния новых комплексных добавок на структурообразование в дисперсиях засоленных песков // Диссертация на соискание ученой степени канд. хим. наук. Ташкент. 2007. – 101 с. 3. Агзамходжаев А.А. Исследование закономерностей создания водопрочных агрегатов в засоленных почвогрунтах // Узбекский химический журнал, Ташкент, 2003. № 1. С. 81-87. 4. Агзамходжаев А.А., Шомурадов Х.Ф. Химическое закрепление и фитомелиорация засоленных песков Арала // Экологические системы и приборы. Москва. 2008. № 9. С.40-45. 5. Кулдашева Ш.А., Мусаев М.Н., Сафаев У.А., Агзамходжаев А.А. Закрепление засоленных песков Арала с использованием водорастворимых полимеров и производственных отходов // Материалы Межд. научно-техн. конф. «Ресурсо- и энергосберегающие, экологически безвредные композиционные материалы», Ташкент 2013. С.206-208. 6. Кулдашева Ш.А., Мусаев М.Н., Сафаев У.А., Агзамходжаев А.А. Исследование новых добавок для закрепления засоленных песков Арала // Материалы Межд. конф. «Каталитические процессы нефтепереработки, нефтехимии и экологии», Ташкент 2013. С. 165-167. Институт общей и неорганической химии Академии наук Республики Узбекистан View publication stats om
