Название проекта / программы:
BR24993125 «Рациональная технология использования стеклобоя в производстве силикатного кирпича для повышения теплозащиты ограждающих конструкций при модернизации объектов ЖКХ».

Основная информация

Наименование темы проекта / программы: BR24993125 «Рациональная технология использования стеклобоя в производстве силикатного кирпича для повышения теплозащиты ограждающих конструкций при модернизации объектов ЖКХ»

Наименование приоритетного направления развития науки, по которому подается заявка. 2) Энергия, передовые материалы и транспорт

Наименование специализированного научного направления исследований: 9.Инженерия поверхности и технологии обработки материалов.

Научный руководитель проекта/программы: Монтаев Сарсенбек Алиакбарулы, доктор технических наук, профессор

Период реализации, его продолжительность в месяцах. 01.07.2024-31.12. 2026. гг., продолжительность 30 мес.         

Общий объем финансирования, и по годам: 118 251, 100 тыс.тг,

2024 год – 29 785, 700 тыс.тг;

2025 год – 44 196, 200 тыс.тг;

2026 год – 44 269 200 тыс.тг.

Объекты исследования, разработки или проектирования:

Исходя из общих технико-экономических преимуществ, разработать технологию комплексной переработки стеклобоя с целью использования его как ресурсосберегающей и модифицирующей добавки в производстве силикатного кирпича.

Разработать рациональные технологические параметры производства силикатного кирпича с учетом использование переработанного тонкодисперснного порошка стеклобоя. Подобрать необходимые технологические оборудования для переработки стеклобоя, обеспечивающих порошкообразную силикатную массу готовых для последующих технологических операции.

Цель проекта / программы:

Разработка технологии комплексной переработки стеклобоя и рациональных технологических параметров производства силикатного кирпича в композиции кварцевого песка и силикатной смеси.

Разработка оптимальных составов силикатных масс с добавками тонкодисперсного  порошка стеклобоя, отвечающих требованиям по ресурсосбережению, энергоэффективности, экологии и эксплуатационных качеств готовой продукции;

Обоснование технико – экономической эффективности разработанной технологии и разработка рекомендации с целью внедрения и коммерциализации технологии.

Фотоотчет о проделанной работе за 2024 год

Члены исследовательской группы:

№ п/пФ.И.О.Исполнители проектаScopus Author IDResearcher IDORCID
1Монтаев Сарсенбек Алиакбарулы,руководитель проекта, доктор технических наук, профессор56127998300AAH-1665-2021https://orcid.org/0000-0001-5072-8989
2Рыскалиев Муратбай ЖанайдаровичИсполнитель проекта, старший  научный сотрудник, доктор PhD, и.о.децент57189598914HKF-0510-2023https://orcid.org/ 0000-0002-3361-2076
3Жарылгапов Сабит МуратовичИсполнитель проекта, старший научный сотрудник, доктор PhD, и.о.децент56127801200JQJ-0820-2023https://orcid.org/0000-0002-3104-6568
4Адилова Нургуль БолатовнаИсполнитель проекта, старший научный сотрудник, к.т.н., асс.профессор56016424500  
5Шингужиева Алтынай БакытжановнаИсполнитель проекта, старший научный сотрудник, доктор PhD, и.о.децент57191968369KGL-6942-2024https://orcid.org/0000-0002-0097-6551
6Досов Каржаубай ЖанабаевичИсполнитель проекта, научный сотрудник, магистр57211278439  
7Сахиев Болатбек ЖеткергеновичИсполнитель проекта, младший научный сотрудник, докторантнетнетнет
8Табылдиев Ерканат ТуребековичИсполнитель проекта, младший научный сотрудник, магистрантнетнетнет
9Бекешев Мобзом ИльичИсполнитель проекта, инженернетнетнет

Задачи проекта / программы

Отбор проб оконного и тарного стеклобоя на предприятиях занимающихся производством стеклопакетов и полигонах по переработке твердых бытовых отходов (ТБО) Западного Казахстана.

Анализ и реальная оценка образующихся несортированного стеклобоя по виду, по фракциям, наличию примесей с целью создания исходных данных для дальнейших исследований по их переработке.

Исследования физико-механических свойств и химических составов образующихся несортированного стеклобоя.

Разработка технологических параметров дробления и помола и определения наиболее оптимального гранулометрического состава стеклопорошка на основе несортированного стеклобоя.

Разработка оптимальных составов силикатных масс с добавкой измельченного стеклопорошка для получения силикатного кирпича по критериям энергоэффективности и ресурсосбережения.

Установление основных закономерностей изменения физико-механических свойств и процессов структурообразования в зависимости от содержания стеклопоршка и технологических условии автоклавирования;

Разработка рациональных технологических параметров получения силикатного кирпича с добавкой стеклопорошка на стадии подготовки сырья, дозирования, перемешивания, формования и автоклавирования;

Разработка рациональной технологической схемы производства силикатного кирпича на основе переработки стеклобоя в композиции силикатной смесью включающий кварцевый песок Западно – Казахстанского месторождения;

Выпуск опытной партии силикатного кирпича в условиях завода по производству силикатного кирпича АО «Западно-Казахстанская корпорация строительных материалов»

Проведение научно-экспериментальных работ и испытаний по определению их физико-механических свойств и оформление заявки на получение патента на разрабатываемую технологию.

Полученные результаты и новизна

Установлено, что стекло является распространенным материалом, который можно перерабатывать бесконечно для производства различных строительных материалов. Однако большое количество стеклянных отходов отправляется на свалку.

Установлено, что если стекло измельчить до тонкого порошка, происходит положительная пуццолановая реакция, которая укрепляет бетон, одновременно истощая щелочь. В литературе показано, что отходы стекла дают неблагоприятные результаты при использовании в качестве замены сырья при производстве клинкера, но как частичная замена клинкера они оказывают положительное влияние на механические свойства из-за происходящей пуццолановой реакции. Многие исследования показывают, что 20% цемента можно заменить отходами стекла без ухудшения механических свойств.

Установлено о потенциальном использовании отходов стекла в качестве сырья с акцентом на керамические изделия для гражданского строительства, такие как строительные кирпичи, предполагая скрытую возможность использования отходов стекла в качестве частичной или полной замены обычного сырья. Указывается что, при традиционной обработке керамики во время стадии обжига, в зависимости от того, насколько высока температура, отходы стекла образуют вязкую или жидкую фазу, отдавая предпочтение аморфной фазе конечного продукта, в зависимости от того, насколько ниже температура.

Установлено, что производство керамической брусчатки с использованием отходов стекла путем его измельчения, смешивания с глинами, формовки прессованием и спекания в печи дают положительные эффекты. Предлагая отходы стекла в качестве действенной альтернативы переработке и действуя в качестве флюса для снижения температуры обжига керамики, делая ее производство конкурентоспособным с точки зрения затрат, предоставляя хорошую альтернативу другим существующим брусчаткам и будучи экологически безопасным в отношении использования отходов стекла

Установлено, что отходы стекла в качестве мелкого заполнителя в составе бетона дают более многообещающие результаты, чем при использовании отходов стекла в качестве крупного заполнителя.

Установлено, что использование стеклоотходов в производстве силикатного кирпича позволяет значительно экономить природный песок и улучшит физико-механические, теплофизические и технологические свойства изделий.

Патентный поиск по направлению исследования также подверждает эффективность использование стеклотходов в производстве различных строительных материалов с точки зрения замены дефицитного природного сырья и улучшения физико-механических и эксплуатационных свойств готового продукта.

В ходе реализации проекта были определены организации и предприятия а также субьекты малого среднего бизнеса в деятельности которых образуется стеклоотходы. По городу Уральска и по Западно – Казахстанской области в качестве крупных предприятии по образованию стеклоотходов является ТОО «Стеклосервис», ТОО «Агран» и полигон по хранению ТБО.

Проведены организационные работы по доставке стеклоотходов (тарного и оконного) на базе «Научно – исследовательского института строительных материалов и технологии» при ЗКАТУ им. Жангир хана организована прием и хранение стеклотоходов для проведения дальнейших исследовании согласно календарного плана проекта.

Для проведения дальнейших исследовании собранные партии стеклобоя подвергались дроблению с помощью промышленной молотковой дробилки и подвергались разделению по фракциям 1,25 – 10 мм, 0,63 – 1,25 мм, 0,063 – 0,63 мм и фракции менее 0, 063 мм.

Исследованы средние и истинные плотности разделенного стеклобоя по фракциям. Как показали результаты исследовании с уменьшением размеров фракции наблюдается снижение средней плотности от 1325 кг/м3 до 1015 кг/м3. Это показатель значительно ниже, чем у кварцевого песка месторождение «Меловые горки».

Установлено, что добавка стеклобоя в количестве до 10,0% практический не влияет на прочностные показатели готового продукта несмотря на значительные снижения средней плотности. Полученные результаты служат основанием для дальнейшей разработки ресурсо и – энергосбергающих технологии производства стрительного кирпича.

Ожидаемые результаты

Будет проведен литературный обзор и патентный поиск по направлению исследования.

Будут проведены работы по отбору проб оконного и тарного стеклобоя на предприятиях занимающихся производством стеклопакетов и полигонах по переработке твердых бытовых отходов (ТБО) Западного Казахстана.

Будет произведен анализ и реальная оценка образующихся несортированного стеклобоя по виду, по фракциям, наличию примесей с целью создания исходных данных для дальнейших исследований по их переработке.

Будут исследованы физико-механические свойства и химические составы образующихся несортированного стеклобоя.

Будет разработана технологические параметры дробления и помола и определены наиболее оптимальные гранулометрические составы стеклопорошка на основе несортированного стеклобоя.

Будут разработаны оптимальные составы силикатных масс с добавкой стеклопорошка для получения силикатного кирпича по критериям энергоэффективности и ресурсосбережения.

Будут установлены основные закономерности изменения физико-механических свойств и процессов структурообразования в зависимости от содержания стеклопорошка и технологических условий формования и автоклавирования.

Будут разработаны рациональные технологические параметры получения силикатного кирпича с добавкой стеклопорошка на стадии подготовки сырья, дозирования, перемешивания, формования и автоклавирования.

Будут подобраны необходимые технологические оборудования для переработки стеклобоя, обеспечивающих порошкообразную силикатную массу готовых для последующих технологических операций.

Будет разработана рациональная технологическая схема производства силикатного кирпича на основе переработки стеклобоя в композиции силикатной смесью включающий кварцевый песок Западно – Казахстанского месторождения.

Будут проведены опытно-промышленные испытания разработанных составов силикатной смеси и выпуск опытной партии силикатного кирпича в условиях завода по производству силикатного кирпича АО «Западно-Казахстанская корпорация строительных материалов».

Будет оформлено заявка для получения патента на разрабатываемую технологию.

Будет проведен анализ технико-экономической эффективности производства силикатного кирпича с использованием стеклопорошка на основе переработки несортированного стеклобоя.

Будет разработана рекомендации с целью внедрения и коммерциализации технологии.

Будут проведены научно-экспериментальные работы по испытанию опытно-промышленной партий силикатного кирпича.

Исходя из общих технико-экономических преимуществ, будет разработана технология комплексной переработки стеклобоя с целью использования его как ресурсосберегающей и модифицирующей добавки в производстве силикатного кирпича.

Будут разработаны рациональные технологические параметры производства силикатного кирпича с учетом использования переработанного тонкодисперсного порошка стеклобоя.

По результатам реализации программы научно-техническая продукция будут подготовлены новые технологии, методика, техническая документация, рекомендации для решения проблем, актом внедрения на опытно-промышленные разработки, новые материалы, рекомендациями по внедрению.

Будет опубликовано:

– не менее 5 (пяти) статей в журналах, рекомендованных КОКНВО;

– не менее 4 (четырех) статей и (или) обзоров в рецензируемых научных изданиях по научному направлению программы, входящих в 1 (первый), 2 (второй) и (или) 3 (третий) квартиль по импакт-фактору в базе данных Web of Science и (или) имеющих процентиль по CiteScore в базе данных Scopus не менее 50 (пятидесяти);

– не менее 1 (одной) монографии или учебного пособия в зарубежном и (или) казахстанском издательстве, рекомендованный ученым советом и (или) научно-техническим советом организации заявителя;

– не менее 1 (одного) объекта интеллектуальной собственности (патент; для

заявок в области информационных технологий – авторское свидетельство), зарегистрированных в Национальном Институте интеллектуальной собственности Республики Казахстан.

Степень внедрения: Работы по проекту началась 2024 году, и находятся на начальном этапе реализации

Список публикаций по проекту
📚 Loading…