Утилизация гидролизного лигнина при возведении малозаглубленных фундаментов и земляных сооружений
![Диссертация: Утилизация гидролизного лигнина при возведении малозаглубленных фундаментов и земляных сооружений](https://westud.ru/work/2699660/cover.png)
Диссертация
При помощи численного моделирования с применением метода конечных элементов проведены теплотехнические расчеты теплоизоляции фундаментов. Расчетами доказано, что для климатических условий Архангельской области можно снизить глубину их заложения на 30.60% за счет использования теплоизоляции из гидролизного лигнина. Таким образом, исследование физико-механических и теплофизи-ческих свойств… Читать ещё >
Содержание
- 1. Состояние вопроса и задачи исследований
- 1. 1. Объемы производства и утилизации гидролизного лигнина
- 1. 2. Основные направления утилизации гидролизного лигнина
- 1. 3. Существующие представления о химическом составе и физических свойствах гидролизного лигнина
- 1. 4. Опыт устройства малозаглубленных фундаментов с теплоизоляцией
- 1. 5. Методы расчета промерзания-оттаивания грунтов
- 1. 6. Цель и задачи исследований
- 2. Экспериментальные исследования физико-механических и теп-лофизических свойств гидролизного лигнина
- 2. 1. Характеристика исследуемых образцов лигнина
- 2. 2. Физико-механические свойства гидролизного лигнина
- 2. 2. 1. Физические свойства
- 2. 2. 2. Водопроницаемость и деформационные свойства
- 2. 2. 3. Прочностные свойства
- 2. 3. Теплофизические свойства гидролизного лигнина
- 2. 3. 1. Методика исследований, приборы и оборудование
- 2. 3. 2. Теплопроводность лигнина при различных значениях влажности, плотности и температуры
- 3. 1. Аналитический расчет
- 3. 1. 1. Постановка задачи о стационарном тепловом поле в массиве грунта с теплоизоляцией
- 3. 1. 2. Результаты расчета стационарного температурного поля
- 3. 2. Численное моделирование процессов промерзанияоттаивания с использованием ЭВМ
- 3. 2. 1. Постановка задачи, свойства материалов, граничные условия
- 3. 2. 2. Результаты расчета
- 4. 1. Изготовление блоков из гидролизного лигнина
- 4. 1. 1. Использование вяжущих для изготовления теплоизоляционных блоков из лигнина
- 4. 1. 2. Применение таллового пека для гидроизоляции блоков из лигнина
- 4. 2. Лабораторные испытания водопоглощения лигнина
- 4. 3. Полевые испытания теплоизоляции из лигнина
- 4. 3. 1. Описание полевого участка и методики измерений
- 4. 3. 2. Сравнение результатов полевых испытаний и численного эксперимента
- 4. 3. 3. Результаты полевых испытаний на опытном участке АГТУ
Список литературы
- A.c. № 614 077 СССР, Масса для изготовления теплоизоляционных изделий / Плотников Э. П. и др. // Б.И., 1978, № 54.
- A.c. № 313 815 СССР, Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных материалов. / Селиванов В. М. // Б.И., 1971, № 27.
- A.c. № 331 930 СССР, Способ изготовления теплоизоляционных плит из гидролизного лигнина / Арбузов В. В. // Б.И., 1972, № 10.
- Арбузов В.В. Композиционные материалы из лигнинных веществ. -М.: Экология, 1991. 208 с.
- Арбузов В.В. Разработка и исследование технологии прессованных строительных изделий из древесного гидролизного лигнина, активированного аммиаком. Автореферат на соискание ученой степени канд. техн. наук. Саратов, 1975. 25 с.
- Безотходное производство в гидролизной промышленности. / Еви-левич А.З., Ахмина Е. И., Раскин М. Н. и др. М.: Лесная промышленность, 1982. 184 с.
- Беляев Н.М., Рядно A.A. Методы теории теплопроводности. Учебное пособие для вузов. В 2-х частях. М.: Высшая школа, 1982. 631 с.
- Ведерников В.Г. Новый вид клея для бумажного производства. // Бумажная промышленность № 1, 1957. С. 15−19.
- Волков Д.М. Дифференциальные уравнения и их приложения в естествознании. JL: Изд-во ЛГУ, 1964. 156 с.
- Гельфанд Е.Д. Технология комплексной переработки растительного сырья методом гидролиза. Л., 1978. 78 с.
- ГОСТ 12 071–72. Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов. Москва, 1972. 6 с.
- ГОСТ 12 248–78. Грунты. Методы лабораторного определения сопротивления срезу. Москва, 1978. 18 с.
- ГОСТ 12 536–79. Грунты. Метод лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава. Москва, 1979.12 с.
- ГОСТ 20 522–96. Грунты. Методы статистической обработки результатов испытаний. Москва, 1996. 25 с.
- ГОСТ 22 733–77. Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности. Москва, 1978. 14 с.
- ГОСТ 23 908–79. Грунты. Методы лабораторного определения сжимаемости. Москва, 1982. 15 с.
- ГОСТ 25 100–95. Грунты. Классификация. Москва, 1996. 30 с.
- ГОСТ 25 584–90. Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации. Москва, 1990. 11 с.
- ГОСТ 5180–75. Грунты. Метод лабораторного определения влажности. Москва, 1975. 6 с.
- ГОСТ 5181–78. Грунты. Методы лабораторного определения удельного веса. Москва, 1978. 7 с.
- ГОСТ 5182–78. Грунты. Методы лабораторного определения объемного веса. Москва, 1978. 8 с.
- Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты. -Л.: Стройиздат, 1988. 415 с.
- Дорожный термопластичный бетон на модифицированном талло-вом пеке. Информ. листок № 188−79. Архангельский ЦНТИ.
- Дьячков В.А. Повышение эффективности энергетического использования древесных отходов и гидролизного лигнина совершенствованием топочного процесса котлоагрегата. Диссертация на соискание уч. ст. к.т.н. Архангельск, 1998.
- Евилевич А.З., Ахмина Е. И., Раскин М. Н. и др. Безотходное производство в гидролизной промышленности М.: Лесная промышленность, 1982. 184 с.
- Ершов Э.Д. Влагоперенос и криогенные текстуры в дисперсных породах. М., 1979. 248 с.
- Ершов Э.Д. и др. Теплофизические свойства горных пород. М.: Изд-во МГУ, 1984. 204 с.
- Жуков Н.В., Карабанова Л. П., Балов И. Л. Защита пирамидальных свай и забивных блоков от выпучивания. // Основания, фундаменты и механика грунтов № 4,1992. С.8−11.
- Заводчикова В.В., Протасова H.H., Лапшина Н. И. Показатели пожа-ро- взрывоопасное&trade- и теплофизические свойства лесохимических продуктов. // Гидролизная и лесохимическая промышленность -№ 1, 1989. С.25−28.
- Инструкция по определению экономической эффективности использования в строительстве новой техники, изобретений и рационализаторских предложений СН 509−78. М.: Стройиздат, 1979. 65 с.
- Использование лигнина в качестве энергетического топлива. Обзор ОНТИ / Мароне И. Я., Маслов В. Е., Славин М. А. и др. М., 1979. 50 с.
- Каменный В.И. Проблемы экологии и эффективность гидролизного производства. // Гидролизная и лесохимическая промышленность -№ 2, 1991. С.З.
- Карзин Е.Г. Приготовление полимербетонных смесей на основе таллового пека и их применение при строительстве автомобильных работ на северо-западе РСФСР. Диссертация на соискание уч. ст. канд. техн. наук. Ленинград, 1985. 216 с.
- Касимов A.M., Поспелов Ю. П., Врублевский Ю. И. Гидролизный лигнин в ферросплавном производстве. // Гидролизная и лесохимическая промышленность № 7, 1975. С.6−7.
- Климат Архангельска. Под ред. Ц. А. Швер, A.C. Егоровой. Л.: Гид-рометеоиздат, 1982. 208 с.
- Коваленко Н.П., Марко Я. Ю., Невзоров А. Л. Определение характеристик грунтов для проектирования оснований и фундаментов в сложных инженерно-геологических условиях: Методические указания к выполнению лабораторных работ. Архангельск, РИО АЛТИ, 1983.-28 с.
- Коптяев В.В. Использование отходов гидролизного и целлюлозно-бумажного производства для теплоизоляции фундаментов и трубопроводов. // Экология-98: Тезисы докладов конференции молодых ученых и специалистов. Архангельск, 1998. С.34−35.
- Коптяев В.В. Компрессионно-фильтрационные исследования гидролизного лигнина разного возраста. // Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов: Сборник научных трудов, выпуск III. Архангельск, 1997. С.64−70.
- Коптяев В.В. Прибор для определения коэффициента теплопроводности дисперсных материалов. Архангельск, 1998. — 3 с. (Информ. листок / ЦНТИ- № 21−98).
- Коптяев B.B. Теплоизоляционный материал из гидролизного лигнина. Архангельск, 1998. — 3 с. (Информ. листок / ЦНТИ № 29−98).
- Коптяев В.В., Невзоров A.JL, Козмин Д. Д. Оценка возможности использования гидролизного лигнина в строительстве, как грунтового материала. // Ломоносовские чтения: Тезисы докладов научной конференции, часть II. Северодвинск, 1996. С.6−8.
- Лейбензон Л.С. Руководство по нефтепромысловой технике. М.: ГНТИ, 1931. 154 с.
- Лукьянов B.C., Головко М. Д. Расчет глубины промерзания грунтов. М., Трансжелдориздат, 1957. 128 с.
- Лыков A.B. и др. Методы определения теплопроводности и температуропроводности. М.: Энергия, 1973. 336 с.
- Лыков A.B. Теоретические основы строительной теплофизики. -Минск, 1961. 520 с.
- Лыков A.B. Тепло- и массообмен в процессах сушки. М., Госэнер-гоиздат, 1956. 357 с.
- Лыков A.B. Тепломассообмен: (Справочник). М.: Энергия, 1978. 480 с.
- Меламед В.Г. О численном интегрировании классической задачи Стефана при наличии фазовых переходов в спектре температур. -Изв. АН СССР, № 2, 1963. С.340−344.
- Мосягин В.И. Вторичные ресурсы целлюлозно-бумажной и гидролизной промышленности. М.: Лесная промышленность, 1987. 200 с.
- Мосягин В.И. Экономические проблемы использования лигнина. -Л.: Изд-во ЛГУ, 1981, 195 с.
- Невзоров А. Л., Козмин Д. Д. и др. Отчет по теме: «Инженерно-геологические изыскания под вторую очередь золоотвала Онежского гидролизного завода». Архангельск, 1994. 87 с.
- Невзоров А.Л. и др. Использование гидролизного лигнина при устройстве дамб обвалования. Сборник научных трудов «Проблемы экологии на Европейском Севере», Архангельск, 1992, с. 110−112.
- Невзоров А.Л., Пантелеев В. Г., Сирота Ю. Л., Козмин Д. Д., Коптяев В. В. Осадка опытной дамбы из гидролизного лигнина на слабом основании. // Изв. вузов. Лесной журнал № 5, 1998. С. 7075.
- Невзоров А.Л. Инженерная геология и механика грунтов: Учебное пособие. Архангельск, АГТУ, 1998. 116 с.
- Невзоров А.Л., Козмин Д. Д., Звездин В. Н. Физико-механические свойства гидролизного лигнина как техногенного грунта, // Изв. вузов. Лесной журнал № 1, 1992. С. 125−129.
- Невзоров А.Л., Козмин Д. Д., Северова Г. В., Коптяев В. В. Исследование уплотняемости и фильтрационных свойств гидролизного лигнина. // Изв. вузов. Лесной журнал № 1, 1995. С.86−90.
- Недрига В.П. Инженерная защита подземных вод от загрязнения промышленными стоками. М.: Стройиздат, 1976. 95 с.
- Общее мерзлотоведение (геокриология). Под ред. В. А. Кудрявцева -Москва, Изд-во МГУ, 1978 г. 464 с.
- Окладников В.П., Зельберг Б. И. Получение брикетированного восстановителя на основе гидролизного лигнина. // Гидролизное производство-№ 2, 1977. С. 1−2.
- Орлова М.П. и др. Низкотемпературная термометрия: Учебное пособие для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1987. 280 с.
- Осипова В.А. Экспериментальное исследование процессов теплообмена М.: Энергия, 1979. 320 с.
- Падалкин В.П. Охрана окружающей среды в гидролизной промышленности: проблемы и решения. // Гидролизная промышленность -№ 7,1989.0.5.
- Пантелеев В.Г., Сирота Ю. Л., Космачев А. Б. Отчет по теме «Определение класса токсичности лигнина и золы твердых отходов АО Онежский гидролизный завод». С.-Петербург, 1996. 48 с.
- Попов Л.Н. Лабораторные испытания строительных материалов и изделий. М.: Высшая школа, 1984. 168 с.
- Порхаев А.П., Смирнов М. С. Задача о температурных колебаниях в почвах и грунтах. М., Издание ВЗИПП, 1958. 15 е.
- Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01−83), М.: Стройиздат, 1986. 415 с.
- Равич Б.М., Окладников В. П., Лыгач В. Н. и др. Комплексное использование сырья и отходов. М.: Химия, 1988. 288 с.
- Раскин М.Н., Егоров А. Е., Давыдов П. С. и др. Технология получения лигностимулирующего удобрения (ЛСУ). // Гидролизное производство -№ 6, 1979. С. 18−20.
- Рекомендации по определению теплофизических и структурно-механических свойств мерзлых торфяных грунтов. М.: ПНИИИС Госстроя СССР, 1984. 44 с.
- Рекомендации по учету и предупреждению деформаций и сил морозного пучения грунтов. М.: Стройиздат, 1986. 73 с.
- Романовский П.И. Ряды Фурье. Теория поля. Аналитические и специальные функции. Преобразование Лапласа. М.: Наука, 1964. 303 с.
- Рубинштейн Л.И. Проблема Стефана. Рига, 1967. 220 с.
- Руководство по выбору проектных решений фундаментов. М.: Стройиздат, 1984. 193 с.
- Руководство по лабораторному определению оптимальных значений влажности и объемного веса скелета связных грунтов применительно к уплотнению катками: II 37−75 (ВНИИГ) Минэнерго СССР -Л.: Энергия, 1975.42 с.
- Руководство по проектированию оснований и фундаментов на веч-номерзлых грунтах. НИИОСП им. Н. М. Герсеванова Госстроя СССР. Москва, 1980. 303 с.
- Руководство по проектированию оснований и фундаментов на пу-чинистых грунтах. М.: Стройиздат, 1979. 39 с.
- СНиП 2.02.02−85. Основания гидротехнических сооружений. Госстрой СССР — М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. 48 с.
- СНиП IV-2−82. Приложение. Сборник сметных цен на перевозки грузов для строительства. 4.1. Железнодорожные и автомобильные перевозки. Госстрой СССР — М.: Стройиздат, 1982. 144 с.
- Селиванов В.М. Исследование и разработка методов использования гидролизного лигнина для теплоизоляции. Диссертация на соискание уч. ст. канд. техн. наук. Красноярск, 1972. 20 с.
- СНиП 2.02.01−83 Основания зданий и сооружений. М.: Стройиздат, 1985. 41 с.
- СНиП 2.01.01−82. Строительная климатология и геофизика. Госстрой СССР — М.: Стройиздат, 1983. 136 с.
- СНиП II-3−79 Строительная теплотехника. М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986. 32 с.
- Соловьев В.Н. Перспективы комплексного использования отходов гидролизно-дрожжевых заводов. // Гидролизная и лесохимическая промышленность № 1, 1991. С. 4.
- Степанов А.В., Тимофеев A.M. Теплофизические свойства дисперсных материалов. Москва-Якутск: Научный центр, 1994. 223 с.
- Сухановский С.И., АхминаЕ.И., Вайнштейн Н. Р. Химический состав органической и минеральной частей гидролизных лигнинов. // Гидролизная и лесохимическая промышленность № 5, 1971. С.З.
- Технический отчет по договору № 137/98. Выдача рекомендаций для корректировки проекта в связи с необходимостью устранения замечаний экспертной комиссии. С.-Петербург: ТОО «Экотехнология», 1998. 50 с.
- Тихонов А.Н., Самарский A.A. Уравнения математической физики. Учебное пособие для университетов. М.: Наука, 1972. 735 с.
- Фокин К.Ф. Строительная теплотехника ограждающих частей зданий. М.: Стройиздат, 1973. 287 с
- Химерик Т. Ю., Долгий Э. М., Томин Г. С. Использование отходов деревообрабатывающей промышленности в строительстве. Киев: Будивэльнык, 1989. 96 с.
- Ходская Р.И., Шишканов Г. Я., Леках Ц. А. Применение гидролизного лигнина в производстве аглопорита. // Гидролизная и лесохимическая промышленность № 3,1979. С. 11−12.
- Холькин Ю.И. Технология гидролизных производств. М.: Лесная промышленность, 1989. 496 с.
- Хрустал ев Л.Н., Емельянова Л. В., Приближенный расчет глубины оттаивания вечномерзлого грунта под зданием сложной конфигурации. // Основания, фундаменты и механика грунтов № 6, 1996. С.22−24.
- Цыбин A.M. Некоторые вопросы расчета температурных полей, связанные со строительством и эксплуатацией гидросооружений, работающих в районах крайнего севера и вечной мерзлоты. Изд-во АО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева», Санкт-Петербург, 1995. 344 с.
- Цытович H.A. Механика грунтов М.: Высшая школа, 1983. 288 с.
- Чаповский Е.Г. Лабораторные работы по грунтоведению и механике грунтов. М., Недра, 1975. 304 с.
- Чистяков С.Ф., Радун Д. В. Теплотехнические измерения и приборы. М.: Высшая школа, 1972. 392 с.
- Чудаков М.И. Промышленное использование лигнина. Изд. 3-е, испр. и доп. М.: Лесная промышленность, 1983. 200 с.
- Чудновский А.Ф. Теплофизические характеристики дисперсных материалов. М., 1962. 255 с.
- Шарков В.И., Цобкалло Г. И., Леванова В. П. и др. Об использовании гидролизного лигнина в медицине. // Гидролизная и лесохимическая промышленность № 2, 1979. С. 11.
- Эпштейн Я.В., Ахмина Е. И., Раскин М. Н. Рациональные направления использования гидролизного лигнина. // Химия древесины -№ 6, 1977, С.24−44.
- ADINAT, A Finite Element Program for Automatic Dynamic Incremental Nonlinear Analysis of Temperatures. Report AE 81−2, Users manual. Adina Engineering Inc. USA 1981.
- Andersland O.B., Ladanyi B. An introduction to frozen ground engineering. New York: Chapman and Hall, 1994 — 352 p.
- Delabrosse V. Calculation of frost action by numerical models. -University of Oulu, publications of geotechnical laboratory. Oulu, Finland 1993.
- Eranti E., Lee G.C. Cold region structural engineering. New York: McGraw — Hill Book Co., 1986 — 529 p.
- Farouki O.T., Thermal properties of soils// Trans. Tech. publications 1986, — 136 p.
- Frost ijord. № 17, 1976, Oslo 400 p.
- Frost in geotechnical engineering, V. 1,2.// Int. Symp./ Edited by H. Rathmayer. Espoo: VTT, 1989.
- MSC/NASTRAN for Windows. Краткий справочник пользователя. -The MacNeal-Schwendler Corporation, Москва, 1996. 53 с.
- Ravaska O., Kujala K. Prediction of frost penetration depth by heat transfer analysis. 2nd European Specialty Conference on Numerical Methods in Geotechnical Engineering. Santander. 18−20 September 1990. p.293−302.
- Ravaska O., Kujala K. Simulation of mass and heat transfer in a soil profile. Numerical Models in Geomechanics, Pande & Pietruszczak, Balkema, Rotterdam, 1992. p.473−480
- RIL 193−1992. Suomen Rakennusin-Sinoorien Liitto. Routavauriot ja routa-Suojaus. Lahti: Lahti Print -, 1992, 89 s.
- Sheng D., Knutsson S., Preliminary Simulation of Frost Heave. Model Description, Experimental Verification & Sensitivity Analysis. -Research report. Department of civil engineering, division of soil mechanics. Lulea university of technology. 1992.
- Sundberg Jan. Thermal properties of soil and rocks. Sweden Geotechnical Institute, report № 35. 1988. — p.65
- TEMP/W for finite element geothermal analysis. User’s Guide. GEO-SLOPE International Ltd. Calgary, Alberta, Canada. 1995. 105 c.