Suroviny pre priemysel stavebných materiálov. Hlavné druhy surovín na výrobu stavebných materiálov

Stavebný komplex je jedným z medziodvetvových ekonomických celkov, ktorý je spojením odvetví materiálovej výroby a projekčných a prieskumných prác zabezpečujúcich reprodukciu investičného majetku. Stavebný komplex vykonáva celý cyklus prác na tvorbe stavebných projektov - od návrhu až po ich uvedenie do prevádzky s potrebnou stavebnou základňou a výrobou špeciálnych druhov materiálových zdrojov.

Stavebný komplex zahŕňa stavebníctvo (stavebná výroba), priemysel stavebných hmôt (vrátane výroby stavebného skla a sanitárnej techniky) a priemysel stavebných konštrukcií (betónové prefabrikáty, kovové a drevené konštrukcie).

Stavebníctvo, alebo stavebníctvo, je veľké odvetvie hospodárstva, ktoré spolu so strojárstvom zabezpečuje tvorbu a urýchlenú obnovu investičného majetku. Tvorí viac ako 70 % výrobných nákladov a počtu zamestnancov, až 50 % nákladov dlhodobého majetku stavebného komplexu.

Stavebníctvo má špecifické črty, ktoré ho odlišujú od iných odvetví materiálovej výroby. Stavebné výrobky sú nepojazdné a územne pevné. V tomto ohľade sa po dokončení práce na jednom mieste nástroje a pracovníci presunú na iné miesto. Stavebníctvo sa vyznačuje pomerne dlhým výrobným cyklom, značnou rozmanitosťou stavieb, stavieb a objektov stavaných na rôzne výrobné a spoločenské účely a výrazným vplyvom geografických, najmä klimatických podmienok na výrobný proces.

Základ stavebníctva ako odvetvia hospodárstva tvoria zmluvné stavebné a montážne organizácie. V stavebníctve je zamestnaných viac ako 5 miliónov pracovníkov a existuje viac ako 131 tisíc stavebných organizácií. Rozvojom a prehlbovaním špecializácie stavebnej výroby, jej dôslednou industrializáciou dochádza k rozdeleniu stavebníctva na pododvetvia a formovaniu zodpovedajúcich organizačne samostatných systémov zákazkovej výstavby (dopravná, potrubná, poľnohospodárska, vodohospodárska, energetická výstavba).

Umiestnenie výstavby na území každého regiónu Ruska je určené úrovňou jeho hospodárskeho rozvoja a sektorovou štruktúrou kapitálových investícií, existujúcim systémom sídiel a charakteristikami rozvíjaných prírodných zdrojov.

Investičná výstavba sa v posledných rokoch vyznačuje vysokým tempom rastu. V roku 2007 sa v sektoroch ruskej ekonomiky minulo 3293 miliárd rubľov. (135 % v porovnaní s rokom 1990). Od roku 2000 došlo k niekoľkonásobnému nárastu objemu prác vykonaných v ekonomickej činnosti typu „Stavebníctvo“ a predovšetkým v strednom Rusku, na severozápade a na severnom Kaukaze sa tento priemysel rozvíja o niečo pomalšie v r. neexportné subjekty Federácie Sibíri a Ďalekého východu. V roku 2007 boli uvedené do prevádzky bytové domy s celkovou rozlohou 61,0 mil. m2. Zároveň sa prudko znížil podiel štátnej výstavby a napríklad v regiónoch Severného Kaukazu sa až 100 % bytov postavilo na úkor občanov.

V priemysle stavebných hmôt objem ťažby surovín v roku 2007 predstavoval 55 % úrovne roku 1990. Najvýraznejšie poklesla výroba konštrukcií a výrobkov zo železobetónu (37 % oproti roku 1990), pokles výroby tehál bola menej významná (54 %) a cementu (72 %), výrazne prevýšila úroveň roku 1990, výroba linolea resp. keramické dlaždice.

Stavebný komplex Ruska je rozvinutý systém stavebného priemyslu, ktorý sa líši podľa odvetví, pododvetví a jednotlivých podnikov. Medzi hlavné priemyselné odvetvia komplexu patria: cementársky priemysel, priemysel azbestocementových výrobkov, priemysel mäkkých strešných krytín a hydroizolačných materiálov, priemysel prefabrikovaných železobetónových a betónových konštrukcií a výrobkov, priemysel stenových materiálov, výroba stavebných tehál a keramických obkladov, priemysel stavebnej keramiky, priemysel nekovových stavebných materiálov, drvený kameň, štrk, stavebný piesok, priemysel tepelných izolačných materiálov, azbestový priemysel atď.

Regionálne rozdiely v podmienkach rozvoja stavebníctva a jeho materiálno-technickej základne určujú:

• perspektívy rozvoja výrobných síl v území (miera rastu kapitálových investícií, ich územná a odvetvová štruktúra, vznik nových výrobných komplexov a pod.), plány rozvoja miest a iných sídiel, plánovaná miera r. zlepšenie poskytovania bývania a kultúrnych a komunitných zariadení pre obyvateľov;
• dopravné danosti územia a možnosti rozšírenia komunikačných trás a dopravných a ekonomických prepojení;
• prírodné a klimatické podmienky (výpočtové teploty a vlhkosť vzduchu, seizmicita, reliéf, suroviny na výrobu stavebných materiálov);
• demografická charakteristika územia (počet a hustota obyvateľstva, dostupnosť pracovných zdrojov);
• stav kapacít stavebných a montážnych organizácií, podnikov a fariem materiálno-technickej základne stavebníctva.

Surovinou na výrobu stavebných materiálov sú najlepšie zásobované regióny Stredný, Severný Kaukaz, Ural, Volga, Západná Sibír, Volga-Vyatka, Severozápad a Ďaleký východ. V mnohých regiónoch sa však najdôležitejšie ložiská surovín často nezhodujú s centrami ich masovej spotreby. To si vyžiadalo potrebu hromadnej prepravy lacných a vo všeobecnosti zle prepravovateľných priemyselných produktov na veľké vzdialenosti.

Rozmiestnenie stavebného komplexu je mimoriadne nerovnomerné, vzhľadom na ekonomický rozvoj územia krajiny. Stred, Severný Kaukaz, Ural, región Volga, región Strednej čiernej zeme a región Volga-Vyatka sa vyznačujú vysoko rozvinutým stavebným komplexom; Sibír a Ďaleký východ majú slabú úroveň rozvoja, ktorá súvisí s drsné klimatické podmienky, vzdialenosť od centrálnych regiónov a nedostatočné dopravné vybavenie.

Cementársky priemysel sa vyznačuje vysokou úrovňou priemyselnej koncentrácie. Závody s kapacitou viac ako 1 milión ton ročne vyrábajú približne polovicu všetkých produktov. Najväčšie podniky sa nachádzajú v regióne Central Black Earth (Belgorod, Stary Oskol), regióne Volga (Volsk, Mikhailovka, Zhigulevsk) a na Sibíri (Novokuznetsk, Krasnojarsk).

Používa sa na výrobu cementu odlišné typy suroviny - vápenec, krieda, slieň, odpad z vysokej pece a výroby oxidu hlinitého. Ich zásoby sú dostupné takmer vo všetkých regiónoch krajiny. V súčasnosti sa cement vyrába vo všetkých hospodárskych regiónoch a jeho distribúcia sa do značnej miery zhoduje s územnou organizáciou stavebných a inštalačných prác. Optimálne podmienky pre rozvoj cementárskeho priemyslu sú v oblastiach, kde sú ložiská vápenca a ílu (príp. slieň) kombinované so zdrojmi nerastných palív alebo sa nachádzajú na jeho prepravných trasách.

Hlavné kapacity na výrobu cementu sú sústredené v Strednom (Podolsk, Voskresensk, Fokino), Strednom Černozeme (Belgorod a Starý Oskol), Severnom Kaukaze (Novorossijsk), Urale (Sukhoj Log, Gornozavodsk, Nižný Tagil, Magnitogorsk, Emanželinsk) a Volge (Volsk). ) oblasti.

Odvetvie prefabrikátov je relatívne nové odvetvie stavebníctva, ktoré vzniklo a rozvíja sa v oblastiach a centrách koncentrácie stavebníctva a jeho produkty nachádzajú široké uplatnenie v modernej bytovej a občianskej výstavbe (na zakladanie a podzemné časti budov v formulár základové dosky, bloky, pilóty a panely); pre kaskádové konštrukcie vo forme stĺpov jednopodlažných a viacpodlažných budov, nosníkov, krytov; na vonkajšie opláštenie budov a plotov vo forme architektonických detailov a prvkov oplotenia. V dopravnom staviteľstve sa železobetónové prefabrikáty rozšírili vo forme dosiek, vozoviek a pristávacích plôch, prvkov mostných konštrukcií atď. Okrem toho sú železobetónové prefabrikáty potrebné pri výstavbe podchodov a tunelov, vo vodnom staviteľstve a poľnohospodárstve. a vo všeobecnej výstavbe.

Výroba železobetónových výrobkov sa delí na hlavné (výroba železobetónových prefabrikátov - výroba armovacej siete, výroba betónu a malty, lisovanie výrobkov, spracovanie výrobkov) a pomocné (materiálová údržba výroby) operácie, ktoré sú úzko spojené navzájom súvisia, ale majú niektoré organizačné črty.

Vysoká spotreba lacného betónového kameniva a vysoká spotreba relatívne malej kovovej výstuže a cementu predurčuje ekonomickú nerealizovateľnosť prepravy na veľké vzdialenosti spravidla masívnych železobetónových výrobkov. Najväčšími výrobcami železobetónových prefabrikátov sú Stred (Moskva – asi 1/5), Povolží (Tataria), Severozápad a Ural, ktoré zabezpečujú 2/3 produkcie priemyslu.

Sklársky priemysel sa od ostatných odvetví priemyslu stavebných hmôt odlišuje svojou polohou. Oveľa viac závisí od ložísk čistého kremenného piesku, závisí od prísunu množstva chemikálií, vyžaduje veľké množstvo paliva a prepravovateľnosť hotových výrobkov je oveľa menšia ako v iných odvetviach priemyslu stavebných hmôt. Štruktúra sklárskeho priemyslu zahŕňa výrobu tabuľového (okenného), lešteného, ​​stolového skla a skla na sklolaminát.

Sklársky priemysel sa vyznačuje pomerne vysokou územnou koncentráciou výroby. Vedúcim regiónom v Rusku je Stred (Gus-Khrustalny, Bryansk), kde sa vyrába takmer polovica skla v krajine. Podniky v regióne Volga a na severozápade poskytujú približne štvrtinu produkcie odvetvia. Zároveň mnohé regióny, napríklad Volga-Vyatka, pociťujú nedostatok výrobkov sklárskeho priemyslu.

Medzi ďalšími veľkými podnikmi vyrábajúcimi stavebné materiály v Rusku vyniká závod na výrobu lepenky a ruberoidov Khabarovsk; linoleum vyrába závod Otradnensky „Polymerstroymaterialy“ v regióne Samara; tepelnoizolačné materiály - Kalininská továreň „Teploizolit“ v regióne Tver.

Pokryté otázky

1. Hlavné druhy nerastných surovín na výrobu stavebných materiálov

2. Vyvreté, sedimentárne a metamorfované horniny

3. Technogénne sekundárne zdroje

Hlavnými prírodnými surovinami na výrobu stavebných materiálov sú skaly. Používajú sa na výrobu keramiky, skla, kovu a anorganických spojív. Stovky kubických metrov piesku, štrku a drveného kameňa sa ročne použijú ako kamenivo do betónu a mált.

Ďalším dôležitým surovinovým zdrojom je technogénne sekundárne zdroje(priemyselný odpad). Zatiaľ sú málo využívané. Keďže sa však prírodné zdroje vyčerpávajú, zvyšujú sa požiadavky na ochranu životného prostredia a vyvíjajú sa nové efektívne technológie, umelé suroviny sa budú využívať oveľa širšie.

Horniny ako surovinová základňa
výroba stavebných materiálov

Skaly- Ide o významné nahromadenie minerálov v zemskej kôre, ktoré vznikajú v dôsledku fyzikálnych a chemických procesov. Minerály– ide o látky, ktoré majú určité chemické zloženie, homogénnu štruktúru a charakteristické fyzikálne a mechanické vlastnosti. Podľa podmienok formovania sa horniny delia do troch hlavných skupín:

Magmatický(primárne) horniny vznikli chladnutím a stuhnutím magmy.

Sedimentárne(sekundárne) horniny vznikli v dôsledku prirodzeného procesu deštrukcie primárnych a iných hornín pod vplyvom vonkajšieho prostredia.

Metamorfný(modifikované) horniny vznikli následnou alteráciou primárnych a sekundárnych hornín.

Vyvreté horniny

Hlboký- Sú to horniny vznikajúce pri tuhnutí magmy v rôznych hĺbkach zemskej kôry. Vylial horniny vznikli sopečnou činnosťou, výronom magmy a jej tvrdnutím na povrchu.

Hlavné horninotvorné minerály– kremeň (a jeho odrody), živce, feromagnézske kremičitany, hlinitokremičitany. Všetky tieto minerály sa navzájom líšia vlastnosťami, preto prevaha určitých minerálov v hornine mení jej konštrukčné vlastnosti: pevnosť, trvanlivosť, viskozitu a spracovateľnosť (leštenie, brúsenie atď.).

Kremeň, pozostávajúci z oxidu kremičitého (oxid kremičitý SiO 2) v kryštalickej forme, je jedným z najsilnejších a najodolnejších minerálov. Má: výnimočne vysokú pevnosť (v tlaku až 2000 MPa); vysoká tvrdosť, druhá po tvrdosti topásu, korundu a diamantu; vysoká chemická odolnosť pri normálnych teplotách; vysoká požiarna odolnosť (topí sa pri teplote 1700°C). Farba kremeňa je najčastejšie mliečne biela alebo sivá. Vďaka svojej vysokej pevnosti a chemickej odolnosti zostáva kremeň takmer nezmenený počas zvetrávania vyvrelých hornín, v ktorých je obsiahnutý. Živce– sú to najčastejšie minerály vo vyvrelých horninách (až 2/3 celkovej hmoty horniny). Sú to, podobne ako kremeň, svetlé zložky hornín (biele, ružovkasté, červené atď.). Hlavnými odrodami živcov sú ortoklas a plagioklas. Živce majú v porovnaní s kremeňom výrazne nižšiu pevnosť v tlaku (120-170 MPa) a odolnosť, preto sa v sedimentárnych horninách vyskytujú menej (hlavne vo forme živcových pieskov). Výsledkom zvetrávania je ílovitý minerál – kaolinit.

V skupine kremičitany železa a horčíka najbežnejšie sú olivín, pyroxény (napríklad augit) a amfiboly (hornblende). Medzi kremičitany horečnaté sa nachádzajú sekundárne minerály, najčastejšie nahrádzajúce olivín – hadec, chryzotil-azbest.

Všetky vyššie uvedené minerály sa vyznačujú vysokou pevnosťou a húževnatosťou, ako aj zvýšenou hustotou.

Hlboké (vtieravé) skaly. Keď sa magma v hlbokých podmienkach pomaly ochladzuje, objavujú sa úplne kryštalické štruktúry. Dôsledkom toho je celý rad všeobecných vlastností hlbinných hornín: veľmi nízka pórovitosť, vysoká hustota a vysoká pevnosť. Priemerné ukazovatele najdôležitejších stavebných vlastností takýchto hornín: pevnosť v tlaku 100–300 MPa; hustota 2600–3000 kg/m3; absorpcia vody je menšia ako 1 % objemu; tepelná vodivosť je asi 3 W/(m×°C).

žuly majú minerálne zloženie priaznivé pre stavebný kameň, vyznačujúce sa vysokým obsahom kremeňa (25–30 %), sodno-draselného kremeňa (35–40 %) a plagioklasu (20–25 %), zvyčajne malým množstvom sľudy (5 -10%) a absencia sulfidov. Žuly majú vysokú mechanickú pevnosť v tlaku - 120–250 MPa (niekedy až 300 MPa). Pevnosť v ťahu, ako u všetkých kamenných materiálov, je relatívne nízka a je len asi 1/30–1/40 pevnosti v tlaku.

Jednou z najdôležitejších vlastností granitov je nízka pórovitosť, nepresahujúca 1,5 %, čo spôsobuje nasiakavosť okolo 0,5 % (objemovo). Preto je ich mrazuvzdornosť vysoká. Požiarna odolnosť žuly je nedostatočná, pretože praská pri teplotách nad 600 ° C v dôsledku polymorfných premien kremeňa. Žula, rovnako ako väčšina ostatných hustých vyvrelých hornín, má vysokú odolnosť proti oderu.

Zo všetkých magmatických hornín sú žuly najpoužívanejšie v stavebníctve, pretože sú najbežnejšie z hlboko uložených magmatických hornín. Ostatné hlbinné horniny (syenity, diority, gabrá atď.) sa nachádzajú a používajú oveľa menej často.

Extrudované (efúzne) horniny. Vyvreté horniny, ktoré vznikli pri kryštalizácii magmy v malých hĺbkach a z hľadiska podmienok výskytu a štruktúry zaujímajú medzipolohu medzi hlboko uloženými a eruptívnymi horninami, majú plne kryštalické, nerovnomerne zrnité a neúplne kryštalické štruktúry.

Medzi nerovnomerne zrnité štruktúry sa rozlišujú porfyrické a porfyrické štruktúry Kremenný porfýr minerálnym zložením sú blízke žulám. Ich sila, pórovitosť a absorpcia vody sú podobné ako u granitov. Ale porfýry sú krehkejšie a menej odolné kvôli prítomnosti veľkých inklúzií.

Horniny vznikajúce v dôsledku vylievania magmy, jej ochladzovania a tuhnutia na zemskom povrchu sa skladajú spravidla z jednotlivých kryštálov uložených v hlavnej jemne kryštalickej, kryptokryštalickej až sklovitej hmote. Vytlačené horniny sa v dôsledku nerovnomerného rozloženia minerálnych zložiek pomerne ľahko ničia zvetrávaním. TO tesný Vyvrelé horniny zahŕňajú andezity, bazalty, diabasy, trachyty, liparity.

andezity– erupčné analógy dioritov – horniny sivej alebo žltkastošedej farby. Štruktúra môže byť čiastočne kryštalická alebo sklovitá. Hustota andezitov je 2700-3100 kg/m 3, pevnosť v tlaku 140-250 MPa. Andezity sa používajú na výrobu kyselinovzdorného betónu.

Čadiče používa sa hlavne ako sutina a drvený kameň na betón, pri stavbe ciest (na dláždenie ulíc); Obzvlášť husté horniny sa používajú pri stavbách vodných stavieb. Čadiče sú východiskovým materiálom pre výrobky z liateho kameňa a používajú sa na výrobu minerálnych vlákien pri výrobe tepelnoizolačných materiálov.

TO pórovitý vybuchnuté horniny zahŕňajú pemzu, vulkanické tufy a popol a tufové lávy. Pemza je porézne vulkanické sklo, ktoré vzniká v dôsledku uvoľňovania plynov pri rýchlom tuhnutí kyslých a intermediárnych láv. Jeho pórovitosť dosahuje 60 %; steny medzi pórmi sú vyrobené zo skla. Tvrdosť pemzy je asi 6, skutočná hustota je 2–2,5 g/cm3, hustota je 0,3–0,9 g/cm3. Vysoká pórovitosť pemzy zabezpečuje dobré tepelnoizolačné vlastnosti a uzavretosť väčšiny pórov zabezpečuje dostatočnú mrazuvzdornosť. Pemza je cenné plnivo do ľahkého betónu (pemza). Prítomnosť aktívneho oxidu kremičitého v pemze umožňuje jej použitie ako hydraulickej prísady do cementov a vápna Sopečný popol– najmenšie čiastočky lávy, úlomky jednotlivých minerálov vyvrhnuté pri erupcii sopky. Veľkosti častíc popola sa pohybujú od 0,1 do 2 mm. Sopečný popol je aktívny minerálny doplnok.

Tuf a tufové kamene sa používajú vo forme rezaného kameňa na kladenie stien obytných budov, inštaláciu priečok a ohňovzdorných podláh. Tufy sa používajú aj vo forme drveného kameňa na ľahký betón.

Sedimentárne horniny

Väčšina sedimentárnych hornín má poréznejšiu štruktúru ako husté vyvrelé horniny, a preto má menšiu pevnosť. Niektoré z nich sa pomerne ľahko rozpúšťajú (napríklad sadra) alebo sa vo vode rozpadajú na drobné čiastočky (napríklad hlina).

Hlavné horninotvorné minerály. Najbežnejšie minerály skupiny oxidu kremičitého– kremeň, opál, chalcedón. Prítomný v sedimentárnych horninách magmatický kremeň A sedimentárny kremeň. Sedimentárny kremeň sa ukladá priamo z roztokov a vzniká aj ako výsledok rekryštalizácie opálu a chalcedónu. Opál- amorfný oxid kremičitý. Opál je najčastejšie bezfarebný alebo mliečne biely, ale v závislosti od nečistôt môže byť žltý, modrý alebo čierny. Hustota 1,9-2,5 g/cm 3, maximálna tvrdosť 5-6, krehký. Opál, chalcedón a niektoré vulkanické horniny, ak sa použijú v zložení zodpovedajúcich hornín ako plnivá do betónu, môžu reagovať s cementovými zásadami a spôsobiť deštrukciu betónu. Minerály uhličitanové skupiny sú rozšírené v sedimentárnych horninách. Najdôležitejšie úlohy v nich zohrávajú kalcit, dolomit a magnezit.

kalcit(CaCO 3) - bezfarebný alebo biely, v prítomnosti mechanických nečistôt sivý, žltý, ružový alebo modrastý minerál. Lesk skla. Hustota 2,7 g/cm 3, tvrdosť 3. Charakteristickým diagnostickým znakom je prudký var v 10 % kyseline chlorovodíkovej.

Dolomit 2 – bezfarebný, biely, často so žltkastým alebo hnedastým odtieňom minerálu. Lesk skla. Hustota 2,8 g/cm 3, tvrdosť 3-4. V 10% kyseline chlorovodíkovej vrie iba v prášku a pri zahriatí. Dolomit je zvyčajne jemnozrnný, veľké kryštály sú zriedkavé. Vzniká buď ako primárny chemický sediment alebo v dôsledku dolomitizácie vápencov. Minerál dolomit tvorí rovnomennú horninu.

Magnezit(MgCO 3) – bezfarebný, biely, sivý, žltý, hnedý minerál. Hustota 3,0 g/cm 3, tvrdosť 3,5-4,5. Pri zahrievaní sa rozpúšťa v HCl. Minerál magnezit tvorí horninu s rovnakým názvom.

TO skupina ílových minerálov zahŕňajú kaolinit, montmorillonit a hydromikádu.

Kaolinit(Al 2 O 3 × 2SiO 2 × 2H 2 O) je biely minerál, niekedy s hnedastým alebo zelenkastým odtieňom. Hustota 2,6 g/cm 3, tvrdosť 1. Na dotyk mastný. Kaolinit tvorí kaolínové íly, je súčasťou polyminerálnych ílov a niekedy je prítomný v cemente klastických hornín.

Najbežnejšie minerály sulfátové skupiny sú sadra a anhydrit.

Sadra(CaSO 4 × 2H 2 O) je zhluk bielych alebo bezfarebných kryštálov, niekedy sfarbených do modra, žlta alebo červena mechanickými nečistotami. Hustota 2,3 g/cm3, tvrdosť 2.

Anhydrit(CaSO 4) – biely, sivý, svetloružový, svetlomodrý minerál. Hustota 3,0 g/cm 3, tvrdosť 3–3,5. Typicky sa vyskytuje vo forme súvislých jemnozrnných agregátov.

Klasické horniny. Horniny skúmanej skupiny sú zložené prevažne zo zŕn minerálov a hornín odolných voči poveternostným vplyvom.

Voľný klastické horniny - piesku(so zrnami prevažne do 5 mm) a štrk(so zrnitosťou nad 5 mm) - používa sa ako plnivo do betónu, pri stavbe ciest, do železničného štrku. Piesky slúžia ako zložka surovinovej zmesi pri výrobe skla, keramiky a mnohých ďalších produktov.

Hlinené skaly pozostáva z viac ako 50 % častíc menších ako 0,01 mm a najmenej 25 % z nich má rozmery menšie ako 0,001 mm. Vyznačujú sa komplexným minerálnym zložením. Zloženie ílových minerálov sa berie ako základ pre mineralogickú klasifikáciu ílovitých hornín. Kaolíníly sú zložené z minerálu kaolinitu. Zvyčajne sú tieto hliny maľované vo svetlých farbách, sú mastné na dotyk, sú nízkoplastické a ohňovzdorné.

Polymiktickýíly sú zastúpené dvoma alebo viacerými minerálmi a žiadny z nich neprevláda Kaolínové íly sú žiaruvzdorné a majú široké využitie v keramickom priemysle Hydromiktické íly a polymiktické íly sa používajú na výrobu tehál, hrubej keramiky a iných výrobkov. Íly sú tiež súčasťou surovinovej zmesi pri výrobe cementu. Íly sa používajú ako stavebný materiál pri stavbe zemných hrádzí (siete a pod.).

Cementované klastické horniny – pieskovce, zlepence, brekcie. Pieskovec pozostáva z pieskových zŕn stmelených rôznymi prírodnými „cementmi“. Ak zloženie horniny obsahuje veľké kusy (štrk alebo drvený kameň), dostanú názov konglomerát(pre zaoblené kusy) a brekcie(pre kusy s ostrým uhlom). Z nich sa v stavebníctve najčastejšie používajú pieskovce (rovnako ako husté vápence

Najbežnejší uhličitan Skaly sú vápence a dolomity. Vápenec– hornina zložená z viac ako 50 % kalcitu; dolomit - viac ako 50% dolomit Hornina charakterizovaná približne rovnakým obsahom karbonátového a ílovitého materiálu je tzv. marl.

Pórovitosť hustých vápencov nepresahuje desatiny percenta, kým sypkých vápencov dosahuje 15–20 %. Dolomity vzhľadovo podobný vápencu. Farba dolomitov je biela, žltkastobiela, svetlohnedá. Vyznačujú sa mikrogranulárnymi a kryštalickými granulárnymi štruktúrami. Vápence, dolomitizované vápence a dolomity sa pre svoje široké rozšírenie, ľahkú ťažbu a spracovanie využívajú v stavebníctve častejšie ako iné horniny. Používajú sa vo forme sutiny na základy, steny nevykurovaných budov alebo obytných budov v oblastiach s teplou klímou a najhustejšie horniny sa používajú vo forme dosiek a tvarových dielov na vonkajšie opláštenie budov. Drvený vápenec sa často používa ako kamenivo do betónu. Vápence sú široko používané ako suroviny na výrobu spojív – vápna a cementu. Dolomity sa používajú na výrobu spojív a žiaruvzdorných materiálov v cementárskom, sklárskom, keramickom a hutníckom priemysle.

Sulfát horniny - sadra a anhydrit - slúžia ako suroviny na výrobu spojív, niekedy sa používajú vo forme obkladových výrobkov.

Allite Horniny sa vyznačujú vysokým obsahom oxidu hlinitého. V tejto skupine sú dve hlavné horniny: bauxit a laterit. Horninotvorné minerály bauxit sú hydroxidy hlinité (gibbsit a diaspóry). Bauxity sa líšia vzhľadom. Môžu byť mäkké, drobivé, podobné ílu.Bauxit nemá plasticitu.Používajú sa na výrobu hliníka, umelých brúsiv, žiaruvzdorných materiálov, hlinitanového cementu.

Metamorfované horniny

Metamorfizmus nazývame premenu hornín, ku ktorej dochádza v hĺbkach zemskej kôry pod vplyvom vysokých teplôt a tlakov. Za týchto podmienok môže dôjsť ku kryštalizácii minerálov bez tavenia.

Hlavné typy metamorfovaných hornín. Niektoré druhy ílovitých, kremičitých, sľudových a iných bridlíc sú prírodnými strešnými materiálmi - strešné bridlice. Tieto bridlice sa ľahko štiepia pozdĺž rovín listov na hladké, tenké (2–8 mm) ploché dlaždice. Musia spĺňať určité požiadavky: mať dostatočnú hustotu a viskozitu, tvrdosť, nízku nasiakavosť, vysokú odolnosť voči vode a odolnosť voči poveternostným vplyvom. Hustota strešnej bridlice je asi 2,7–2,8 g/cm3, pórovitosť 0,3–3 %, pevnosť v tlaku 50–240 MPa. Veľký význam má aj lomová sila kolmo na foliáciu. Strešné bridlice sa používajú pri výrobe strešných krytín a niektorých stavebných dielov (dosky na vnútorné obklady, schodiskové stupne, podlahové dosky, parapetné dosky a pod.).

Ruly– horniny metamorfnej genézy, vznikajúce pri teplotách 600–800 °C a vysokom tlaku. Zdrojové horniny sú ílovité a kremenno-živcové (žuly). Ruly nie sú horšie ako žuly v mechanických a fyzikálnych vlastnostiach, ale ich odolnosť proti lomu je 1,5–2 krát menšia.

Ruly sa používajú na sutinové murivo, na zakladanie základov, ako materiál na drvený kameň a čiastočne vo forme dosiek na dláždenie ciest. Drvený kameň z vysoko bridlicovej ruly sa nepoužíva na betónové a cestné stavby z dôvodu nežiaduceho tvaru zŕn.

Vzdelávanie kremencov spojené s rekryštalizáciou pieskovcov. Dôležitými vlastnosťami kremencov je vysoká požiarna odolnosť (do 1710–1770 °C) a pevnosť v tlaku (100–450) MPa. V stavebníctve sa kremenec používa ako múrový kameň, krovové kamene v mostoch, sutina, drvený kameň a dlažobné kocky a kremenec s krásnou a nemennou farbou sa používa na obklady budov. Kremence sa používajú pri výrobe oxidu kremičitého, žiaruvzdorného materiálu s vysokou odolnosťou voči kyselinám.

Mramor– jemno, stredne a hrubozrnná hutná karbonátová hornina, pozostávajúca najmä z kalcitu a reprezentujúca rekryštalizovaný vápenec. Pevnosť v tlaku je 100-300 MPa. Mramor sa ľahko spracováva a vďaka nízkej pórovitosti sa dá dobre leštiť. Mramor je široko používaný na dekoráciu interiérov stien budov, schodísk atď. Vo forme piesku a drobnej drviny (omrvinky) sa používa na farebné omietky, obkladový dekoračný betón a pod. V podmienkach síranovej korózie sa mramor nepoužíva na vonkajšie obloženie.

Technogénne a sekundárne zdroje

Podľa UNESCO sa na svete ročne vyťaží zo zeme viac ako 120 miliárd ton rúd, fosílnych palív a iných surovín (20 ton surovín na každého obyvateľa planéty). Pokiaľ ide o rozsah vyťažených a spracovaných surovín, ľudská ekonomická činnosť prekonala sopečnú činnosť (10 miliárd ton ročne) a eróziu pôdy všetkými riekami sveta (25 miliárd ton ročne). Túto činnosť sprevádza aj vznik enormného množstva odpadu. Hlavnými zdrojmi veľkotonážneho odpadu sú: banský, hutnícky, chemický, lesnícky a drevospracujúci priemysel, textilný priemysel; energetický komplex; priemysel stavebných materiálov; agropriemyselný komplex; každodenné ľudské činnosti.

Priemyselný odpad alebo priemyselné vedľajšie produkty sú druhotné materiálne zdroje. Mnohé odpady sa zložením a vlastnosťami podobajú prírodným surovinám. Zistilo sa, že využitie priemyselného odpadu môže pokryť až 40 % stavebných potrieb surovín. Využitie priemyselných odpadov umožňuje znížiť náklady na výrobu stavebných materiálov o 10-30% v porovnaní s ich výrobou z prírodných surovín, vytvárať nové stavebné materiály s vysokými technickými a ekonomickými ukazovateľmi a navyše znižovať znečisťovanie životného prostredia. .

Trosky z metalurgie železa – vedľajší produkt pri tavení liatiny zo železných rúd (vysoká pec, otvorené ohnisko, feromangán). Výťažnosť trosky je veľmi vysoká a pohybuje sa od 0,4 do 0,65 tony na 1 tonu liatiny. Obsahujú až 30 rôznych chemických prvkov, najmä vo forme oxidov. Hlavné oxidy: SiO 2, Al 2 O 3, CaO, MgO. V menšom množstve sú prítomné FeO, MnO, P 2 O 5, TiO 2, V 2 O 5 atď.. Zloženie trosky závisí od zloženia koksu a odpadovej horniny a určuje vlastnosti použitia trosky. .

75 % z celkového množstva vysokopecnej trosky sa používa na výrobu stavebných materiálov. Hlavným spotrebiteľom je cementársky priemysel. Ročne spotrebuje milióny ton granulovanej vysokopecnej trosky. Granulácia zahŕňa rýchle ochladenie roztavenej trosky, v dôsledku čoho troska získa sklovitú štruktúru, a teda vysokú aktivitu.

V menšej miere sa používajú oceliarske (otvorené ohnisko) trosky. Ťažkosti pri ich použití sú spojené s heterogenitou a variabilitou chemického zloženia.

Trosky z neželeznej metalurgie mimoriadne rôznorodé v zložení. Najsľubnejším smerom ich použitia je komplexné spracovanie: predbežná extrakcia neželezných a vzácnych kovov z trosky; sekrécia železa; použitie zvyškov silikátovej trosky na výrobu stavebných materiálov.

Pri prijímaní farebných produktov sa tvorí kal. Napríklad vedľajším produktom výroby hliníka je bauxitový kal, sypký, do červena sfarbený sypký materiál. Pri výrobe oxidu hlinitého z nefelínových surovín vzniká nefelínový kal. Ak sa oxid hlinitý vyrába z vysokohlinitých ílov, vzniká ako vedľajší produkt kaolínový kal atď. Všetky tieto kaly sa využívajú najmä pri výrobe cementu.

(TPP) – minerálny zvyšok zo spaľovania tuhého paliva. Jedna tepelná elektráreň stredného výkonu vypustí ročne na skládky až 1 milión ton popola a trosky a tepelné elektrárne spaľujúce palivo polyash až 5 miliónov ton Chemické zloženie palivového popola a trosky pozostáva z SiO 2, AI 2 O 3, CaO, MgO atď. a obsahujú aj nespálené palivo. Palivový popol a troska sa využívajú len na 3 – 4 % ich ročnej produkcie.

Popol a trosku z tepelných elektrární možno využiť pri výrobe takmer všetkých stavebných materiálov a výrobkov. Napríklad zavedením 100–200 kg aktívneho popola (popolčeka) na 1 m 3 betónu je možné ušetriť až 100 kg cementu. Troskový piesok je vhodný ako náhrada prírodného piesku a troskový drvený kameň je vhodný ako hrubé kamenivo.

Ťažobný odpad. Skrývka– banský odpad, odpad z ťažby rôznych nerastov. Zvlášť veľké množstvo tohto odpadu vzniká pri povrchovej ťažbe. Podľa hrubých odhadov sa v krajine ročne vyprodukuje cez 3 miliardy ton odpadu, čo je nevyčerpateľný zdroj surovín pre priemysel stavebných materiálov. V súčasnosti sa však využívajú len na 6–7 %. Používajú sa skrývky a hlušiny v závislosti od ich zloženia (uhličitanové, ílovité, slienité, piesčité atď.).

Skrývka nie je jediným odpadom z ťažobného priemyslu. Veľké množstvo odpadovej horniny stúpa na povrch zeme a posiela sa na skládky. Ťažobné a spracovateľské závody ukladajú na skládky veľké množstvá flotačnej hlušiny, ktorá vzniká najmä pri spracovaní rúd farebných kovov. Odpad z ťažby a úpravy uhlia vzniká v úpravniach uhlia. Odpad z ťažby uhlia sa vyznačuje stálym zložením, čím sa priaznivo odlišuje od ostatných druhov minerálnych odpadov.

Pridružené horniny a odpady z priemyselného spracovania rudných nerastov sa líšia genézou, minerálnym zložením, štruktúrou a textúrou od tých, ktoré sa tradične používajú pri výrobe stavebných materiálov. Vysvetľuje to významný rozdiel v hĺbkach lomov na ťažbu surovín pre stavebný priemysel (20–50 m) od moderného rozvoja rudných ložísk (350–500 m).

Sadrový odpad z chemického priemyslu– výrobky obsahujúce síran vápenatý v tej či onej forme. Vedecký výskum preukázal plnú nahraditeľnosť tradičných sadrových surovín odpadom z chemického priemyslu.

Fosfogypsum– odpad z výroby fosfátových hnojív z apatitov a fosforitov. Je to CaSO 4 × 2H 2 O s prímesami nerozloženého apatitu (alebo fosforitu) a nepremytej kyseliny fosforečnej.

Fluorosadra(kyslý fluorid) je vedľajší produkt pri výrobe kyseliny fluorovodíkovej, bezvodého fluorovodíka a fluoridových solí. Zložením je to CaSO 4 s prímesami pôvodného nerozloženého fluoritu.

titanosadra– odpad z rozkladu rúd obsahujúcich titán kyselinou sírovou. sadrovec– odpad z výroby kyseliny boritej. Sulfosadrovec získané zachytávaním anhydridu kyseliny sírovej zo spalín tepelných elektrární.

Elektrotermofosforové trosky– odpad z výroby kyseliny fosforečnej vyrobený elektrotermickým spôsobom. Obsahujú 95-98% skla v granulovanej forme. Hlavné oxidy zahrnuté v ich zložení sú Si02 a CaO. Sú cennými surovinami pri výrobe spojív.

Spracovanie dreva a lesný chemický odpad. V súčasnosti sa u nás len 1/6 drevného odpadu využíva v celulózovo-papierenskom priemysle a priemysle stavebných hmôt. Kôra, pne, vrcholy, konáre, vetvičky, ako aj drevospracujúci odpad - hobliny, štiepky, piliny - sa prakticky nepoužívajú.

Odpad z celulózového a papierenského priemyslu– splaškové kaly a iné priemyselné kaly. Osprey– produkt, ktorý je výsledkom mechanického čistenia odpadových vôd. Ide o hrubé nečistoty, pozostávajúce najmä z celulózových vlákien a častíc kaolínu. Aktivovaný kal– produkt biologického čistenia odpadových vôd, nachádzajúci sa vo forme koloidov a molekúl.

Odpad z priemyslu stavebných materiálov. Pri výrobe cementového slinku sa až 30 % objemu vypáleného produktu odnáša spolu so spalinami z pecí vo forme prachu. Tento prach môže

Tabuľka 2.1. Priemyselný odpad používaný pri výrobe stavebných materiálov

Mrhať	Aplikácie a materiály
Trosky z metalurgie železa: vysoká pec, otvorené ohnisko, feromangán	Portlandský cement (výroba slinku), portlandský cement s minerálnymi prísadami, portlandský troskový cement, zmesové bezcementové spojivá, betónové plnivá, trosková vlna, troskové sklo atď.
Odpad z neželeznej metalurgie: troska (pece na tavenie medi, výroba niklu, ťažba olova atď.), kaly (bauxit, nefelín, kaolín)	Spojivá tvrdnúce v autokláve, piesok a drvený kameň, portlandský cement (výroba slinku), nefelínový cement, materiály na spevňovanie pôdy, žiaruvzdorné materiály, tepelnoizolačné materiály atď.
Popol a troska tepelných elektrární	Spojivá, pórovitý štrk, pórobetón, silikátové výrobky, prísady do keramiky atď.
Skrývka: nadložie a hlušina, hlušina atď.	Portlandský cement (výroba slinku), fúkané vápno, minerálna vlna, sklo, pigmenty, keramické tehly, vápennopieskové tehly, betónové kamenivo atď.
Odpad z ťažby a úpravy uhlia: koksovne, úpravne uhlia, nespálené banské horniny	Porézne kamenivo do betónu, keramických tehál, cestných stavebných materiálov
Sadrový odpad z chemického priemyslu: fosfosadra, fluorosadra, titanosadra, borosadra, sulfosadra	Náhrada tradičných sadrových surovín
Drevný a lesný chemický odpad: kôra, pne, vrcholy, konáre, konáre, dosky, hobliny, štiepky, piliny, lignín, morský orol atď.	Arbolit, drevovláknitá doska, drevovláknitá doska, drevotrieska, drevené dosky, pilinový betón, xylolit, laminované výrobky, panelové parkety, šindle, lignosacharidové drevoplasty, korolit, uzlové bloky, dosky z pevnej kôry, prísady na vypaľovanie, plastifikačné prísady, dokončovacie materiály, strešná lepenka atď.
Odpad z priemyslu stavebných materiálov: cementový prach, kamenný prach, omrvinky, rozbité tehly, chybný a starý betón	Portlandský cement, betónové plnivá, minerálne plnivá, prísady, zmiešané spojivá atď.
Pyritové škváry	Portlandský cement (opravná prísada)
Elektrotermofosforové trosky	Portlandský cement (zložka surovej zmesi), ShPC, ShPC odolný voči síranom, liaty drvený kameň, trosková pemza, stenová keramika (zložka vsádzky)
Iný odpad a druhotné zdroje: rozbité sklo a sklenený odpad, odpadový papier, handry, opotrebované pneumatiky atď.	Sklo, plnivo do asfaltu, prísada pri výrobe stenovej keramiky, porézne plnivo do betónu, strešné lepenky, izolácie, fóliové izolácie atď.

vrátiť do výroby a použiť aj pri výrobe spojív.

Ako umelý drvený kameň sa používajú rozbité tehly, starý a chybný betón. Betónový šrot je odpadový produkt z prefabrikátov a demolačných firiem. obrovské objemy rekonštrukcie bytov, priemyselné podniky, dopravné zariadenia, cesty a pod. predstavujú dôležitý vedecký a technický problém pre spracovanie odpadového betónu a železobetónu. Boli vyvinuté rôzne technológie na ničenie stavebných konštrukcií, ako aj špeciálne zariadenia na spracovanie nekvalitného betónu a železobetónu.

Iný odpad a druhotné zdroje– odpadové a rozbité sklo, odpadový papier, gumová drvina, odpad a vedľajšie produkty z výroby polymérnych materiálov, vedľajšie produkty petrochemického priemyslu a pod.

Najdôležitejšie druhy stavebných materiálov získaných z vyššie uvedených priemyselných odpadov sú uvedené v tabuľke. 1.

Kontrolné otázky

1. Hlbinné horninotvorné minerály vyvrelých hornín a ich fyzikálne vlastnosti

2. Hornotvorné minerály sedimentárnych hornín (skupina kremíka) a ich vlastnosti

3. Hornotvorné minerály sedimentárnych hornín (ílová skupina) a ich vlastnosti

4. Typy premenených hornín a ich vlastnosti

5. Priemyselné odvetvia sú zdrojom veľkého množstva odpadu.

6. Trosky z metalurgie železa a oblasti ich použitia.

7. Odpadové produkty metalurgie neželezných kovov a oblasti ich použitia.

8. Odpady z ťažobného priemyslu a oblasti ich použitia.

9. Sadrový odpad z chemického priemyslu.

10. Odpady zo stavebníctva a oblasti ich použitia.

Stavebný priemysel. Zahŕňa 15 subsektorov (25 druhov výroby), združujúcich asi 9,5 tisíca podnikov, z toho 2,2 tisíca veľkých a stredných podnikov s celkovým počtom zamestnancov nad 680 tisíc ľudí. V celkovom objeme priemyselnej produkcie tvoria malé podniky asi 7 % produkcie priemyslu. V posledných rokoch sa ročný rast výroby hlavných druhov stavebných materiálov pohybuje od 7 do 30 %.

Výrobky tohto odvetvia sa spotrebúvajú najmä na domácom trhu krajiny. Nevýznamný je dovoz materiálov pre všeobecné stavebné účely (cement, stenové materiály, sklo). V skupine dokončovacích materiálov a výrobkov, predmetov pre domácich majstrov (linoleum, obkladové výrobky z prírodného kameňa, keramické obklady, sanitárne výrobky) dosahuje podiel dovážaných materiálov 20-30%. Objem exportu domácich materiálov je len 4-6% z celkovej domácej produkcie.

Odvetvie stavebných materiálov je jedným z najnáročnejších na palivo a energiu (viac ako 16 % v štruktúre nákladov), ako aj nákladne náročných odvetví hospodárstva: v celkovom objeme nákladnej dopravy po železnici, ceste a vode doprava, doprava stavebného nákladu tvorí asi 25 %. Viac ako 60% výrobnej kapacity podnikov v stavebníctve a stavebníctve je sústredených v európskej časti Ruska. Priemysel spotrebúva 20 druhov nerastných surovín a je jedným z najväčších ťažobných odvetví v ruskej ekonomike.

Hlavné trendy vo vývoji stavebníctva Časopis Vyššej atestačnej komisie „Perspektívy inovačného rozvoja podnikov v stavebníctve.“ Elektronický prístup: http://uecs.ru/uecs59-592013/item/2497-2013 -11-05-10-11-10.

Stavebníctvo je oblasťou výroby materiálov a podnikov zaoberajúcich sa výrobou stavebných výrobkov.

Stavebníctvo začalo zahŕňať tieto odvetvia a pododvetvia spoločenskej výroby:

• - Stavebná výroba (realizovaná zmluvnými a ekonomickými metódami);
• - Výroba stavebných materiálov, konštrukcií, dielov;
• - Stavebníctvo, cestné inžinierstvo, výroba nástrojov, opravy zariadení;
• - Dopravné obslužné stavby;
• - Logistická podpora (dodávka, vybavenie).

Vzhľadom na zložitú štruktúru stavebnej výroby existuje pomerne široká škála prístupov k určovaniu jej podstaty, jedným z nich je stavebný komplex. Ruská architektonická a stavebná encyklopédia uvádza tento výklad: „Stavebný komplex je súbor odvetví, priemyselných odvetví, organizácií, ktoré sa vyznačujú úzkymi, stabilnými ekonomickými, organizačnými, technickými a technologickými prepojenosťami pri dosahovaní konečného výsledku – zabezpečovania výroby fixných aktív. národného hospodárstva“.

Systém riadenia stavieb u nás prešiel dlhou evolúciou, ktorá trvá dodnes.

Perspektívne trhy a produkty chemického priemyslu

Stavebníctvo bude v období rokov 2020 až 2030 stáť pred úlohou uspokojiť dopyt po nových high-tech materiáloch zo strojárstva, stavby lodí, medicíny, výroby helikoptér, výroby lietadiel a energetiky. Vývoj v sektore kozmického priestoru, letectva a jadrovej energetiky si bude vyžadovať aj nové konštrukčné materiály, kompozitné materiály, tesniace materiály, zvukotesné materiály, elektrické vodiče a káble a nátery. Zvýšia sa už aj tak vysoké nároky na technické vlastnosti výrobkov, ako je vysoká pevnosť, odolnosť voči žiareniu, odolnosť proti korózii, odolnosť voči vysokým a nízkym teplotám, odolnosť voči starnutiu materiálov.

V súčasnosti sú železobetónové materiály na prvom mieste v celosvetovom stavebnom priemysle.V Rusku je nedostatok a obmedzený sortiment všetkých druhov vyrábaných stavebných materiálov, čo vytvára vážnu prekážku zvyšovaniu sortimentu vyrábaných stavebných konštrukcií.

Podiel železobetónových výrobkov na celkovom objeme stavebných materiálov v Rusku zostáva rovnako nízky ako v prípade automobilových komponentov. Ak sa v stavebníctve používajú hlavne „tradičné“ materiály, potom v odvetviach, ako je stavba mostov, železnice, úseky železničných tunelov a pod., majú železobetónové výrobky v Rusku významné perspektívy. Zavedenie výroby potrebných betónových výrobkov v Rusku sa tak môže stať významným segmentom nahrádzania dovozu.

Rozšíria sa betónové prefabrikáty, ktoré nahradia a svojimi vlastnosťami prevýšia už zavedené materiály na výrobu veľkorozmerných skríň a malých konštrukčne zložitých strojných súčiastok a mechanizmov. Otvoria sa nové trhy pre železobetónové materiály: v automobilovom priemysle, lodiarstve, leteckom a energetickom priemysle, stavebníctve a elektronike.

Hlavné trendy vo vývoji globálneho chemického priemyslu

Zmeny v geografii svetovej výroby a spotreby stavebných výrobkov: organizácia nových výrobných zariadení v krajinách a regiónoch, ktoré sú čo najbližšie k rastúcim trhom s výrobkami.

Vznik nového druhu suroviny pre stavebníctvo vr. nerastné a energetické zdroje a obnoviteľné zdroje.

Zlepšenie kvality stavebných výrobkov vytvorí vyhliadky na rozvoj tohto odvetvia.

Rastúci prínos IKT vo všetkých fázach vývoja produktov, výroby, marketingu a likvidácie.

Zvyšovanie energetickej efektívnosti stavebnej výroby.

Výrazné zvýšenie nákladov na výrobné testovanie a medzinárodnú certifikáciu výrobkov v súlade s princípmi „Trvalo udržateľný rozvoj“ a „Zodpovedná starostlivosť“ - globálna dobrovoľná iniciatíva stavebných firiem, ktorá napĺňa nielen aktuálne ekonomické, environmentálne a sociálne potreby spoločnosti. , ale aj záujmy budúcich generácií.

Zoznam medzinárodných legislatívnych obmedzení na výrobky stavebného priemyslu neustále rastie a sprísňuje systém prístupu na trh, čím vytvára dodatočné náklady pre podnikanie, pretože zavedenie environmentálnych noriem (v blízkej budúcnosti 2020-2025 zavedenie udržateľného konceptu „zeleného prostredia“) si vyžaduje výmenu technológií a injekciu významných investícií.

V týchto podmienkach cesta k udržaniu efektívnosti podnikania nespočíva v modernizácii a reštrukturalizácii výroby v tradičnom slova zmysle, ale v prechode na nové technologické princípy, ktoré umožňujú transformovať surovinovú základňu, spôsoby vedenia a počítačové modelovanie výroby. stavebného procesu a tým odstrániť narastajúce rozpory medzi zdrojovými schopnosťami a zdrojovou náročnosťou výroby.

SWOT analýza stavebného priemyslu

Silné stránky	Slabé stránky
Bohaté prírodné zdroje; Dostatočný počet vysokých škôl na školenie personálu v stavebných špecializáciách; Vybudovaná infraštruktúra. Kompetentná investičná politika. Konkurenčné a exportne orientované produkty.	Nízke využitie výrobných kapacít podnikov; Vysoký stupeň fyzického opotrebovania zariadení a technológií; nedostatočná kapacita domáceho trhu; Zníženie a nedostatok kvalifikovaného personálu, slabý prílev mladých ľudí do priemyslu; Závislosť od procesu globalizácie ekonomiky pri tvorbe cien a dopytu pri výrobe stavebných materiálov.
možnosti
Možnosť využitia existujúcich organizácií pre nové typy high-tech produktov; Realizácia inovatívnych projektov, zavádzanie vysoko efektívnych domácich a zahraničných Získavanie finančných zdrojov od štátnych rozvojových inštitúcií a iných finančných štruktúr na realizáciu projektov v stavebníctve; Školenie personálu v technologických špecialitách pre existujúce a nové výrobné podniky; Vytváranie výrobných zariadení, ktoré nemajú významný vplyv na životné prostredie.	Hrozba straty exportných medzier v určitých segmentoch priemyslu; Sprísnenie environmentálnej legislatívy v mnohých zahraničných krajinách v oblasti kontroly výroby a obratu stavebných výrobkov; Vysoká technologická vybavenosť konkurentov, vyššia kvalita produktov, zavedený marketingový systém popredných zahraničných spoločností s cieľom dobyť nové trhy; Starnutie materiálno-technickej základne vo vedecko-technickej oblasti; Vplyv finančnej a hospodárskej krízy na odvetvie ako celok.

Miesto stavebníctva vo vývoji hospodárstva krajiny je determinované jeho významnou úlohou ako jedného z veľkých základných komplexov národného hospodárstva Ruska, ktorý poskytuje mnohým odvetviam a poľnohospodárstvu suroviny, sociálne orientované produkty, prispieva k formovanie progresívnej štruktúry výroby a spotreby, rozvoj nových odvetví a smerov, zabezpečuje úspory a zachovanie životne dôležitých zdrojov, zvyšovanie produktivity práce v príbuzných odvetviach.

Stavebníctvo je v štádiu vyspelosti, tempo rastu stavebníctva je o niečo vyššie ako tempo rastu HDP. Výrazný rast je pozorovaný len v segmentoch výroby polymérov a tvorbe nových pokrokových materiálov.

Hodnotenie citlivosti odvetvia

Zostavený profil citlivosti ukazuje vplyv každého faktora. Najväčšia závislosť je pozorovaná na faktoroch, ako sú: technologické zmeny, informačné technológie, medzinárodná spolupráca, dodávateľské a predajné kanály a najmenšia - základný a aplikovaný výskum.

Ministerstvo vedy a školstva Ukrajiny

Kyjev Národná univerzita stavebníctvo a architektúra

Katedra náuky o stavebných materiáloch

Abstrakt na tému: „Využitie druhotných produktov pri výrobe stavebných materiálov“

PLÁN:

1. Problém priemyselného odpadu a hlavné smery jeho riešenia

c) Materiály z taveného a umelého kameňa na báze troskya nahnevaný

c) Materiály z lesného chemického odpadu a spracovania dreva

4. Referencie

1. Problém priemyselného odpadu a hlavné smery jeho riešenia.

a) Priemyselný rozvoj a hromadenie odpadu

Charakteristická vlastnosť vedecko-technickým procesom je zvýšiť objem spoločenskej výroby. Rýchly rozvoj výrobných síl spôsobuje rýchle zapájanie čoraz väčšieho množstva prírodných zdrojov do ekonomického obehu. Miera ich racionálneho využívania však zostáva vo všeobecnosti veľmi nízka. Každý rok ľudstvo spotrebuje približne 10 miliárd ton nerastných surovín a takmer rovnaké množstvo organických surovín. Vývoj väčšiny najdôležitejších nerastných surovín na svete napreduje rýchlejšie, ako sa zvyšujú ich overené zásoby. Približne 70 % priemyselných nákladov pochádza zo surovín, zásob, palív a energie. Zároveň sa 10...99 % suroviny premení na odpad, vypúšťa sa do atmosféry a vodných útvarov, čím znečisťuje zem. Napríklad v uhoľnom priemysle sa ročne vyprodukuje približne 1,3 miliardy ton skrývky a banských hornín a približne 80 miliónov ton odpadu zo spracovania uhlia. Ročná produkcia trosky z metalurgie železa je asi 80 miliónov ton, neželezných 2,5, popola a trosky z tepelných elektrární je 60...70 miliónov ton, drevný odpad je asi 40 miliónov m³.

Priemyselný odpad aktívne ovplyvňuje faktory životného prostredia, t.j. majú významný vplyv na živé organizmy. V prvom rade sa to týka zloženia atmosférického vzduchu. Plynné a pevné odpady sa dostávajú do atmosféry v dôsledku spaľovania paliva a rôznych technologických procesov. Priemyselný odpad aktívne ovplyvňuje nielen atmosféru, ale aj hydrosféru, t.j. vodné prostredie. Vplyvom priemyselných odpadov sústredených na skládkach, troskových skládkach, skládkach hlušiny a pod. dochádza k znečisteniu povrchového odtoku v oblasti, kde sa nachádzajú priemyselné podniky. Ukladanie priemyselného odpadu v konečnom dôsledku vedie k znečisteniu vôd Svetového oceánu, čo vedie k prudkému zníženiu jeho biologickej produktivity a negatívne ovplyvňuje klímu planéty. Vznik odpadov v dôsledku činnosti priemyselných podnikov negatívne ovplyvňuje kvalitu pôdy. V pôde sa hromadí nadmerné množstvo zlúčenín, ktoré majú škodlivý vplyv na živé organizmy, vrátane karcinogénnych látok. V kontaminovanej „chorej“ pôde dochádza k degradačným procesom a narúša sa životná aktivita pôdnych organizmov.

Racionálne riešenie problému priemyselného odpadu závisí od viacerých faktorov: materiálové zloženie odpadu, jeho súhrnný stav, množstvo, technologické vlastnosti atď. Najúčinnejším riešením problému priemyselného odpadu je zavedenie bezodpadovej technológie. Vytváranie bezodpadovej výroby sa uskutočňuje zásadnou zmenou technologických procesov, rozvojom systémov s uzavretým cyklom, ktoré zabezpečujú opakované využitie surovín. Pri integrovanom využívaní surovín sú priemyselné odpady z niektorých priemyselných odvetví východiskovými surovinami iných. Na dôležitosť integrovaného využívania surovín sa možno pozerať z viacerých hľadísk. Po prvé, likvidácia odpadu umožňuje riešiť problémy ochrany životného prostredia, uvoľniť cennú pôdu zaberanú skládkami a zariadeniami na uskladňovanie kalov a eliminovať škodlivé emisie do životného prostredia. Po druhé, odpad z veľkej časti pokrýva potreby surovín v mnohých spracovateľských odvetviach. Po tretie, pri integrovanom využívaní surovín sa znižujú špecifické kapitálové náklady na jednotku výroby a skracuje sa doba ich návratnosti.

Z odvetví, ktoré spotrebúvajú priemyselný odpad, je najpriestrannejší priemysel stavebných materiálov. Zistilo sa, že využitie priemyselného odpadu môže pokryť až 40 % stavebných potrieb surovín. Využitie priemyselných odpadov umožňuje znížiť náklady na výrobu stavebných materiálov o 10...30% v porovnaní s ich výrobou z prírodných surovín, úspora na kapitálových investíciách dosahuje 35...50%.

b) Klasifikácia priemyselného odpadu

K dnešnému dňu neexistuje komplexná klasifikácia priemyselného odpadu. Je to spôsobené extrémnou rôznorodosťou ich chemického zloženia, vlastností, technologických vlastností a podmienok vzniku.

Všetok priemyselný odpad možno rozdeliť do dvoch veľkých skupín: minerálny (anorganický) a organický. Minerálny odpad má najväčší význam pre výrobu stavebných materiálov. Tvoria prevažujúci podiel všetkých odpadov produkovaných ťažobným a spracovateľským priemyslom. Tieto odpady boli študované vo väčšej miere ako organické.

Baženov P.I. navrhuje sa zatriediť priemyselný odpad v čase jeho separácie z hlavného technologického procesu do troch tried: A; B; IN.

Produkty triedy A (zvyšky z lomov a zvyšky po obohatení o minerály) majú chemické a mineralogické zloženie a vlastnosti zodpovedajúcich hornín. Rozsah ich použitia je určený ich stavom agregácie, frakčným a chemickým zložením a fyzikálnymi a mechanickými vlastnosťami.

Výrobky triedy B sú umelé látky. Získavajú sa ako vedľajšie produkty v dôsledku fyzikálnych a chemických procesov prebiehajúcich pri bežných alebo častejšie vysokých teplotách. Rozsah možných použití týchto priemyselných odpadov je širší ako u produktov triedy A.

Produkty triedy B vznikajú ako výsledok fyzikálnych a chemických procesov prebiehajúcich na skládkach. Takýmito procesmi môže byť samovznietenie, rozklad trosiek a tvorba prášku. Typickými predstaviteľmi tejto triedy odpadu sú spálené horniny.

2. Skúsenosti s využitím odpadov z hutníctva, palivového priemyslu a energetiky

a) Cementovacie materiály na báze trosky a popola

Prevažná časť odpadu z výroby kovov a spaľovania tuhých palív vzniká vo forme trosky a popola. Okrem trosky a popola vzniká pri výrobe kovov veľké množstvo odpadu vo forme vodných suspenzií dispergovaných častíc - kalov.

Cennými a veľmi rozšírenými nerastnými surovinami na výrobu stavebných materiálov sú vypálené horniny a odpady zo spracovania uhlia, ako aj skrývky a odpady zo spracovania rúd.

Výroba spojovacích materiálov je jednou z najefektívnejších oblastí aplikácie trosky. Troskové spojivá možno rozdeliť do týchto hlavných skupín: troskový portlandský cement, síranovo-troskový, vápenno-troskový, troskovo-alkalické spojivá.

Trosky a popol možno považovať za prevažne pripravované suroviny. Oxid vápenatý (CaO) je vo svojom zložení viazaný v rôznych chemických zlúčeninách, a to aj vo forme dikalciumsilikátu - jedného z minerálov cementového slinku. Vysoká úroveň prípravy surovinovej zmesi pri použití trosky a popola zaisťuje zvýšenú produktivitu pece a úsporu paliva. Nahradenie hliny vysokopecnou troskou umožňuje znížiť obsah vápennej zložky o 20%, znížiť mernú spotrebu surovín a paliva pri výrobe suchého slinku o 10...15% a tiež zvýšiť produktivitu pecí o 20%. 15 %.

Použitím nízkoželezitých trosiek – vysokopecných a ferochrómových – a vytvorením redukčných podmienok tavenia sa v elektrických peciach vyrábajú biele cementy. Na základe ferochrómových trosiek sa oxidáciou kovového chrómu v tavenine dajú získať slinky, z ktorých sa dajú vyrábať cementy s rovnomernou a trvanlivou farbou.

Síranovo-troskové cementy - Ide o hydraulické spojivá získané spoločným jemným mletím granulovanej vysokopecnej trosky a síranového tvrdidla - sadry alebo anhydridu s malým prídavkom alkalického aktivátora: vápna, portlandského cementu alebo páleného dolomitu. Najpoužívanejším zo sulfátovo-troskovej skupiny je sadrový troskový cement, obsahujúci 75...85 % trosky, 10...15 % sadrového dihydrátu alebo anhydridu, do 2 % oxidu vápenatého alebo 5 % portlandského cementového slinku. Vysoká aktivácia je zabezpečená použitím anhydritu, kalcinovaného pri teplote okolo 700°C, a zásaditých trosiek s vysokým obsahom oxidu hlinitého. Aktivita síranovo-troskového cementu výrazne závisí od jemnosti mletia. Vysoký špecifický povrch (4000...5000 cm²/g) spojiva sa dosiahne brúsením za mokra. Pri dostatočne vysokej jemnosti mletia v racionálnom zložení nie je pevnosť sulfátovo-troskového cementu nižšia ako pevnosť portlandského cementu. Rovnako ako ostatné troskové spojivá, síranovo-troskový cement má nízke hydratačné teplo - až 7 dní, čo umožňuje jeho použitie pri výstavbe masívnych hydraulických konštrukcií. Tomu napomáha aj jeho vysoká odolnosť voči mäkkým síranovým vodám. Chemická odolnosť sulfátového troskového cementu je vyššia ako u portlandského troskového cementu, preto je jeho použitie obzvlášť vhodné v rôznych agresívnych podmienkach.

Vápenno-troskové a vápenno-popolové cementy – Ide o hydraulické spojivá získané spoločným mletím granulovanej vysokopecnej trosky alebo popolčeka z tepelných elektrární a vápna. Používajú sa na prípravu mált nie viac ako M 200. Na reguláciu doby tuhnutia a zlepšenie ostatných vlastností týchto spojív sa pri ich výrobe pridáva až 5 % sadrového kameňa. Obsah vápna je 10%...30%.

Vápenno-troskové a popolové cementy majú nižšiu pevnosť ako síranovo-troskové cementy. Ich značky sú: 50, 100, 150 a 200. Začiatok tuhnutia by mal nastať najskôr 25 minút a koniec by mal nastať najneskôr 24 hodín po začiatku miešania. Pri poklese teploty, najmä po 10ºC, sa nárast pevnosti prudko spomalí a naopak zvýšenie teploty pri dostatočnej vlhkosti prostredia podporuje intenzívne vytvrdzovanie. Kalenie na vzduchu je možné až po dostatočne dlhom vytvrdnutí (15...30 dní) vo vlhkom prostredí. Tieto cementy sa vyznačujú nízkou mrazuvzdornosťou, vysokou odolnosťou voči agresívnym vodám a nízkou exotermnosťou.

Troskovo-alkalické spojivá pozostávajú z jemne mletej granulovanej trosky (špecifický povrch ≥3000 cm²/g) a alkalickej zložky - zlúčenín alkalických kovov sodíka alebo draslíka.

Na získanie troskovo-alkalického spojiva sú prijateľné granulované trosky s rôznym mineralogickým zložením. Rozhodujúcou podmienkou ich aktivity je obsah sklovitej fázy schopnej interakcie s alkáliami.

Vlastnosti troskovo-alkalického spojiva závisia od druhu, mineralogického zloženia trosky, jemnosti jej mletia, druhu a koncentrácie jej roztoku alkalickej zložky. Pri špecifickom povrchu trosky 3000...3500 cm²/g je množstvo vody na vytvorenie cesta normálnej hustoty 20...30% hmoty spojiva. Pevnosť trosko-alkalického spojiva pri skúšaní vzoriek z cesta normálnej hustoty je 30...150 MPa. Vyznačujú sa intenzívnym nárastom pevnosti ako počas prvého mesiaca, tak aj počas nasledujúcich období tvrdnutia. Takže, ak je pevnosť portlandského cementu po 3 mesiacoch. vytvrdzovanie za optimálnych podmienok prevyšuje značku asi 1,2-krát, potom trosko-alkalické spojivo 1,5-krát. Pri tepelnej a vlhkostnej úprave sa tiež proces tvrdnutia urýchľuje intenzívnejšie ako pri tvrdnutí portlandského cementu. Za normálnych podmienok naparovania používaných v technológii prefabrikovaného betónu po dobu 28 dní. Dosahuje sa 90...120 % sily značky.

Alkalické zložky, ktoré tvoria spojivo, pôsobia ako nemrznúca prísada, takže trosko-alkalické spojivá vytvrdzujú pomerne intenzívne pri mínusových teplotách.

b) Plnivá z odpadu troskového popola

Odpad trosky a popola predstavuje bohatú surovinovú základňu na výrobu ťažkého aj ľahkého pórobetónového kameniva. Hlavnými typmi kameniva na báze metalurgickej trosky sú trosková drvina a trosková pemza.

Pórovité agregáty sa vyrábajú z palivových trosiek a popola, vrátane agloporitu, popolového štrku a expandovanej hliny na báze oxidu hlinitého.

Medzi efektívne typy ťažkých betónových agregátov, ktoré nie sú z hľadiska fyzikálnych a mechanických vlastností horšie ako produkt drvenia hustých materiálov z prírodného kameňa, patrí drvený kameň z liatej trosky. Pri výrobe tohto materiálu sa liata požiarno-kvapalná troska z troskových panví leje vo vrstvách hrúbky 200...500 mm na špeciálne lejacie plošiny alebo do tarpézových jamiek. Pri udržiavaní na čerstvom vzduchu 2...3 hodiny teplota taveniny vo vrstve klesne na 800 °C a troska kryštalizuje. Potom sa ochladí vodou, čo vedie k vzniku početných trhlín vo vrstve trosky. Troskové hmoty v zlievarňach alebo v zákopoch sa ťažia rýpadlami a potom sa drvia.

Liata trosková drvina sa vyznačuje vysokou mrazuvzdornosťou a tepelnou odolnosťou, ako aj oteruvzdornosťou. Jeho cena je 3...4 krát nižšia ako drvený kameň vyrobený z prírodného kameňa.

Trosková pemza (spomaľuje)– jeden z najúčinnejších typov umelých poréznych kamenív. Získava sa poréznymi troskovými taveninami v dôsledku ich rýchleho ochladzovania vodou, vzduchom alebo parou, ako aj pôsobením minerálnych plynotvorných látok. Z technologických spôsobov výroby troskovej pemzy sa najčastejšie používajú bazénové, tryskové a hydrosiete.

Palivové trosky a popol sú najlepšie suroviny na výrobu umelého pórovitého kameniva - agloporit. Je to spôsobené jednak schopnosťou popolových a troskových surovín, ako aj ílovitých hornín a iných hlinitokremičitanových materiálov spekať sa na mriežkach spekacích strojov a jednak obsahom zvyškového paliva v ňom, ktorý je dostatočný na spekanie. proces. Konvenčnou technológiou sa agloporit získava vo forme drveného piesku. Z popola tepelných elektrární je možné získať agloporitový štrk, s vysokými technickými a ekonomickými ukazovateľmi.

Hlavnou črtou technológie agloporitového štrku je, že v dôsledku aglomerácie surovín nevzniká spekaný koláč, ale spálené granule. Podstatou technológie výroby agloporitového štrku je získanie surových granúl popola s veľkosťou častíc 10...20 mm ukladaním na rošty pásového spekacieho stroja vo vrstve 200...300 mm a tepelné spracovanie.

Výroba aglopritu v porovnaní s konvenčnou výrobou agloporitu sa vyznačuje 20...30% znížením spotreby procesného paliva, nižším zriedením vzduchu vo vákuových komorách a zvýšením špecifickej produktivity 1,5...3 krát. Agloporitový štrk má hustú povrchovú škrupinu a preto sa pri takmer rovnakej objemovej hmotnosti s drveným kameňom od neho líši vyššou pevnosťou a nižšou nasiakavosťou. Odhaduje sa, že nahradenie 1 milióna m³ dovážaného prírodného drveného kameňa štrkom Agdoport z popola tepelných elektrární len znížením nákladov na dopravu pri preprave na vzdialenosť 500...1000 km ušetrí 2 milióny rubľov. Použitie agloporitu na báze popola a trosky tepelných elektrární umožňuje získať ľahký betón triedy 50...4000 s objemovou hmotnosťou od 900 do 1800 kg/m³ so spotrebou cementu 200 až 400 kg/m³.

Jaseňový štrk sa získava granuláciou pripravenej zmesi popola a trosky alebo popolčeka z tepelných elektrární s následným spekaním a napučiavaním v rotačnej peci pri teplote 1150...1250 °C. Ľahký betón s približne rovnakými vlastnosťami ako pri použití agloporitu štrk sa získava z popolového štrku. Pri výrobe popolového štrku je účinný len expandujúci popol z tepelných elektrární s obsahom zvyškov paliva maximálne 10 %.

ílový expandovaný íl - produkt napučiavania a spekania v rotačnej peci granúl vytvorených zo zmesi ílov a popola a troskového odpadu z tepelných elektrární. Popol môže tvoriť 30 až 80 % celkovej hmoty surovín. Zavedenie ílovej zložky zlepšuje formovacie vlastnosti vsádzky a podporuje spaľovanie zvyškov uhlia v popole, čo umožňuje použiť popol s vysokým obsahom nespáleného paliva.

Objemová hmotnosť expandovaného ílu oxidu hlinitého je 400 až 6000 kg/m³ a pevnosť v tlaku v oceľovom valci je 3,4 až 5 MPa. Hlavnými výhodami výroby hlinito-popolového keramzitu v porovnaní s agloporitom a popolovým štrkom je možnosť využitia tepelne elektrárenského popola zo skládok v mokrom stave bez použitia sušiacich a mlecích jednotiek a jednoduchší spôsob formovania granúl.

c) Materiály z taveného a umelého kameňa na báze trosky a popola

Medzi hlavné oblasti spracovania hutníckych a palivových trosiek, ako aj popola, spolu s výrobou spojív, plnív a betónov na ich báze patrí výroba troskovej vlny, liatych materiálov a troskových kameňov, jaseňová keramika a vápenopieskové tehly.

Trosková vlna- druh minerálnej vlny, ktorá zaujíma popredné miesto medzi tepelnoizolačnými materiálmi, a to ako z hľadiska objemu výroby, tak aj z hľadiska stavebno-technických vlastností. Najväčšie uplatnenie našla vysokopecná troska pri výrobe minerálnej vlny. Použitie trosky namiesto prírodných surovín tu vedie k úsporám až 150 UAH. Na výrobu minerálnej vlny sa okrem vysokej pece používa aj kuplovňa, troska z otvorenej kúreniska a troska z neželeznej metalurgie.

Požadovaný pomer kyslých a zásaditých oxidov v vsádzke je zabezpečený použitím kyslých trosiek. Okrem toho sú kyslé trosky odolnejšie voči rozkladu, čo je v minerálnej vlne neprijateľné. Zvýšením obsahu oxidu kremičitého sa rozširuje teplotný rozsah viskozity, t.j. teplotný rozdiel, v rámci ktorého je možná tvorba vlákna. Modul kyslosti trosky sa upravuje pridávaním kyslých alebo zásaditých prísad do zmesi.

Z taveniny hutníckych a palivových trosiek sa odlievajú rôzne výrobky: kamene na dláždenie ciest a podláh priemyselné budovy, potrubia, obrubníky, antikorózne obklady, rúry. Výroba troskového odlievania sa začala súčasne so zavedením vysokopecného procesu do hutníctva. Liate výrobky z roztavenej trosky sú v porovnaní s kamenným odlievaním ekonomicky výhodnejšie, približujú sa mu mechanickými vlastnosťami. Objemová hmotnosť hutnej liatej trosky dosahuje 3000 kg/m³, pevnosť v tlaku je 500 MPa.

Kryštály trosky– druh sklokryštalických materiálov získavaných smerovou kryštalizáciou skiel. Na rozdiel od inej sklokeramiky sú pre ne surovinou trosky z hutníctva železných a neželezných kovov, ako aj popol zo spaľovania uhlia. Trosková keramika bola prvýkrát vyvinutá v ZSSR. Sú široko používané v stavebníctve ako konštrukčné a dokončovacie materiály s vysokou pevnosťou. Výroba troskového skla spočíva v tavení troskových skiel, tvarovaní produktov z nich a ich následnej kryštalizácii. Vsádzka na výrobu skla pozostáva z trosky, piesku, alkálií a iných prísad. Najefektívnejšie využitie ohnivých tekutých hutníckych trosiek, ktoré ušetrí až 30...40% všetkého tepla vynaloženého na varenie.

Trosková keramika sa stále viac používa v stavebníctve. Plechové troskové dosky sa používajú na pokrytie soklov a fasád budov, na konečnú úpravu vnútorných stien a priečok a na oplotenie balkónov a striech. Troskové drevo je účinný materiál na schody, parapety a iné konštrukčné prvky budov. Vysoká odolnosť proti opotrebeniu a chemická odolnosť umožňujú úspešne použiť troskovú keramiku na ochranu stavebných konštrukcií a zariadení v chemickom, ťažobnom a inom priemysle.

Odpad popola a trosky z tepelných elektrární môže slúžiť ako ochudobnujúce prísady s obsahom paliva pri výrobe keramických výrobkov na báze ílových hornín, ako aj hlavná surovina na výrobu popolovej keramiky. Palivový popol a troska sa najčastejšie používajú ako prísady pri výrobe nástenných keramických výrobkov. Na výrobu plných a dutých tehál a keramických kameňov sa odporúča predovšetkým používať nízkotavný popol s bodom mäknutia do 1200 °C. Ako odpad sa používa popol a troska s obsahom paliva do 10 % a 10 % alebo viac sa používa ako prísady obsahujúce palivo. V druhom prípade je možné výrazne znížiť alebo eliminovať zavádzanie procesného paliva do vsádzky.

Na výrobu popolovej keramiky sa vyvinulo množstvo technologických postupov, kde popol a odpad z tepelných elektrární už nie je doplnkovým materiálom, ale hlavnou surovinovou zložkou. Pri konvenčnom zariadení v tehliarňach sa teda môžu popolové tehly vyrábať z hmoty obsahujúcej popol, trosku a sodné tekuté sklo v množstve 3 % objemu. Ten pôsobí ako plastifikátor, ktorý zabezpečuje výrobu produktov s minimálnou vlhkosťou, čo eliminuje potrebu sušenia suroviny.

Popolová keramika sa vyrába vo forme lisovaných výrobkov z hmoty s obsahom 60...80% popolčeka, 10...20% ílu a iných prísad. Výrobky sa posielajú na sušenie a vypaľovanie. Jaseňová keramika môže slúžiť nielen ako stenový materiál so stabilnou pevnosťou a vysokou mrazuvzdornosťou. Vyznačuje sa vysokou odolnosťou voči kyselinám a nízkym oterom, čo umožňuje vyrábať z neho dlažbové a cestné dosky a výrobky s vysokou životnosťou.

Pri výrobe vápennopieskových tehál sa ako zložka spojiva alebo plniva používa tepelný elektrárenský popol. V prvom prípade jeho spotreba dosahuje 500 kg, v druhom - 1,5 ... 3,5 tony na 1 tisíc kusov. tehly Pri zavádzaní uhoľného popola sa spotreba vápna zníži o 10...50% a bridlicový popol s obsahom CaO+MgO do 40...50% môže úplne nahradiť vápno v silikátovej hmote. Popol vo vápenno-popolovom spojive je nielen aktívna kremičitá prísada, ale prispieva aj k plastifikácii zmesi a 1,3...1,5-násobne zvyšuje pevnosť suroviny, čo je dôležité najmä pre zabezpečenie normálnej prevádzky automatiky zakladače.

d) Popol a troska pri stavbe ciest a izolačné materiály

Veľkospotrebiteľom palivového popola a škvary je cestné staviteľstvo, kde sa popol a popol a škvarové zmesi používajú na stavbu podkladových a spodných vrstiev základov, čiastočná náhrada spojív pri stabilizácii zemín cementom a vápnom, ako minerálny prášok v r. asfaltové betóny a malty, ako prísady do cestného cementového betónu.

Popol získaný spaľovaním uhlia a ropných bridlíc sa používa ako plnivo do strešných a hydroizolačných tmelov. Zmesi popola a trosky sa pri stavbe ciest používajú buď nespevnené alebo vystužené. Nevystužené popolové a škvarové zmesi sa používajú najmä ako materiál na výstavbu podkladových a spodných vrstiev základov ciest regionálneho a miestneho významu. S obsahom najviac 16% práškového popola sa používajú na zlepšenie pôdnych náterov podrobených povrchovej úprave bitúmenom alebo dechtovou emulziou. Konštrukčné vrstvy vozoviek môžu byť vyrobené z popola a škvarových zmesí s obsahom popola nie viac ako 25...30%. V štrkodrvených kamenných podkladoch je vhodné použiť ako zhutňovaciu prísadu zmes popola a trosky s obsahom práškového popola do 50 % Obsah nespáleného uhlia v palivovom odpade z tepelných elektrární používaných na výstavbu ciest by nemal presiahnuť 10 %.

Rovnako ako materiály z prírodného kameňa relatívne vysokej pevnosti, popol a odpad z tepelných elektrární sa používajú na výrobu bitúmenovo-minerálnych zmesí používaných na vytváranie konštrukčných vrstiev vozoviek kategórie 3-5. Čierny drvený kameň sa získava z palivovej trosky upravenej bitúmenom alebo dechtom (do 2 % hmotnosti). Zmiešaním popola zahriateho na 170...200°C s 0,3...2% roztokom bitúmenu v zelenom oleji sa získa hydrofóbny prášok s objemovou hmotnosťou 450...6000 kg/m³. Hydrofóbny prášok môže súčasne vykonávať funkcie hydroizolačného a tepelne izolačného materiálu. Použitie popola ako plniva v tmeloch je rozšírené.

e) Materiály na báze hutníckeho kalu

Nefelínové, bauxitové, síranové, biele a multivápenaté kaly majú priemyselný význam pre výrobu stavebných materiálov. Objem samotného nefelínového kalu, vhodného na použitie, je ročne cez 7 miliónov ton.

Hlavnou aplikáciou kalových odpadov z hutníckeho priemyslu je výroba bezslinkových spojív a materiálov na ich báze, výroba portlandského cementu a zmesových cementov. Nefelínový (belitový) kal, získaný extrakciou oxidu hlinitého z nefelínových hornín, má široké využitie najmä v priemysle.

Pod vedením P.I. Bazhenov vyvinul technológiu na výrobu nefelínového cementu a materiálov na ňom založených. Nefelínový cement je produktom spoločného mletia alebo dôkladného premiešania preddrveného nefelínového kalu (80...85%), vápna alebo iného aktivátora, ako je portlandský cement (15...20%) a sadra (4.. 0,7 %). Začiatok tuhnutia nefelínového cementu by mal nastať najskôr po 45 minútach, koniec - najneskôr po 6 hodinách. po jeho uväznení sú jeho známky 100, 150, 200 a 250.

Nefelínový cement je účinný pre murovacie a omietkové malty, ako aj pre normálny a najmä autoklávovaný betón. Z hľadiska plasticity a doby tuhnutia sú roztoky na báze nefelínového cementu blízke vápenno-sadrovým roztokom. V normálne tuhnúcom betóne poskytuje nefelínový cement triedy 100...200, v autoklávovanom betóne triedy 300...500 pri spotrebe 250...300 kg/m³. Zvláštnosťou betónu na báze nefelínového cementu je nízka exometria, ktorú je dôležité vziať do úvahy pri výstavbe masívnych hydraulických konštrukcií, vysoká priľnavosť k oceľovej výstuži po autoklávovej úprave a zvýšená trvanlivosť v mineralizovaných vodách.

Zložením blízke nefelínovému cementu sú spojivá na báze bauxitu, síranu a iných hutníckych kalov. Ak je významná časť týchto minerálov hydratovaná, aby sa prejavili adstringentné vlastnosti kalu, je potrebné ich sušiť v rozmedzí 300...700° C. Na aktiváciu týchto spojív je vhodné zaviesť vápenné a sadrové prísady.

Kalové spojivá patria do kategórie lokálnych materiálov. Najracionálnejšie je použiť ich na výrobu produktov vytvrdzovania v autokláve. Môžu sa však a budú používať v maltách, dokončovacích prácach a výrobe materiálov s organickými plnivami, ako sú drevovláknité dosky. Chemické zloženie množstva hutníckych kalov umožňuje ich použitie ako hlavnej surovinovej zložky portlandského cementového slinku, ako aj aktívnej prísady pri výrobe portlandského cementu a zmesových cementov.

f) Využitie vyhorených hornín, odpadu z prípravy uhlia, ťažby a úrody rúd

Prevažná časť vypálených hornín je produktom horenia hlušiny sprevádzajúcej ložiská uhlia. Odrodami spálených hornín sú gliezh - gilin a hlinito-pieskové horniny, vypálené v útrobách zeme pri podzemných požiaroch v uhoľných slojoch a odpadové, vyhorené banské horniny.

Možnosti využitia vypálených hornín a odpadu zo spracovania uhlia pri výrobe stavebných materiálov sú veľmi rôznorodé. Vypálené horniny, podobne ako iné kalcinované ílové materiály, sú aktívne vo vzťahu k vápnu a používajú sa ako hydraulické prísady do vápenno-pucolánových spojív, portlandského cementu, pucolánového portlandského cementu a autoklávových materiálov Vysoká adsorpčná aktivita a priľnavosť k organickým spojivám umožňuje ich použitie v Asfaltové a polymérne kompozície. Prirodzene, spálené horniny vypálené v útrobách zeme alebo v haldách uhoľných baní - blatovce, prachovce a pieskovce - sú keramického charakteru a dajú sa použiť na výrobu žiaruvzdorného betónu a pórovitého kameniva. Niektoré pálené horniny sú ľahké nekovové materiály, čo vedie k ich použitiu ako plniva do ľahkých mált a betónov.

Odpad z prípravy uhlia je cenným druhom mineralogickej suroviny, ktorá sa používa najmä pri výrobe keramických stenových materiálov a porézneho kameniva. Chemické zloženie odpadu z obohacovania uhlia je blízke tradičným ílovitým surovinám. Úlohou škodlivej nečistoty v nich je síra obsiahnutá v síranových a sulfidových zlúčeninách. Ich výhrevnosť sa veľmi líši – od 3360 do 12600 kJ/kg a viac.

Pri výrobe nástenných keramických výrobkov sa odpad z obohacovania uhlia používa ako chudá alebo horľavá palivová prísada. Pred zavedením do keramickej vsádzky sa kusový odpad rozdrví. Pre kaly s veľkosťou častíc menšou ako 1 mm nie je potrebné predbežné drvenie. Kal sa predsuší na vlhkosť 5...6%. Prídavok odpadu pri výrobe tehál plastovou metódou by mal byť 10...30%. Zavedenie optimálneho množstva prísady obsahujúcej palivo v dôsledku rovnomernejšieho výpalu výrazne zlepšuje pevnostné charakteristiky výrobkov (až o 30...40 %), šetrí palivo (až 30 %), eliminuje potrebu zavádzania uhlia do vsádzky a zvyšuje produktivitu pecí.

Ako procesné palivo je možné použiť kal z obohacovania uhlia s relatívne vysokou výhrevnosťou (18900...21000 kJ/kg). Nevyžaduje dodatočné drvenie, je dobre distribuovaný v celej náplni pri nalievaní cez palivové otvory, čo podporuje rovnomerné vypaľovanie produktov, a čo je najdôležitejšie, je oveľa lacnejšie ako uhlie.

Z niektorých druhov odpadu z obohacovania uhlia je možné vyrobiť nielen agloporit, ale aj keramzit. Cenným zdrojom nekovových materiálov sú pridružené horniny z ťažobného priemyslu. Hlavným smerom recyklácie tejto skupiny odpadov je výroba predovšetkým betónového a maltového kameniva, cestných stavebných materiálov a kameniva.

Stavebná drvina sa získava z pridružených hornín pri ťažbe železných a iných rúd. Vysokokvalitnými surovinami na výrobu drveného kameňa sú jalové železité kremence: rohovec, kremenec a kryštalické bridlice. Drvený kameň z pridružených hornín pri ťažbe železnej rudy sa získava v drviacich a triediacich zariadeniach, ako aj suchou magnetickou separáciou.

3. Skúsenosti s využitím odpadov z chemicko-technologickej výroby a spracovania dreva

a) Aplikácia trosiek z elektrotermálnej výroby fosforu

Významným zdrojom stavebných surovín je aj poľnohospodársky odpad. rastlinného pôvodu. Napríklad ročná produkcia odpadu z bavlníkových stoniek je asi 5 miliónov ton ročne a ľanových jadier viac ako 1 milión ton.

Drevný odpad vzniká vo všetkých fázach jeho ťažby a spracovania. Patria sem konáre, konáriky, vrcholy, konáre, prístrešky, piliny, pne, korene, kôra a kroviny, ktoré spolu tvoria asi 21 % z celkovej hmoty dreva. Pri spracovaní dreva na rezivo dosahuje výťažnosť produktu 65 %, zvyšok tvorí odpad vo forme dosiek (14 %), pilín (12 %), odrezkov a drobných predmetov (9 %). Pri výrobe stavebných dielcov, nábytku a iných výrobkov z reziva vzniká odpad vo forme hoblín, pilín a jednotlivých kusov dreva - odrezkov, ktoré tvoria až 40 % hmoty spracovaného reziva.

Piliny, hobliny a kusový odpad majú najväčší význam pre výrobu stavebných materiálov a výrobkov. Tie sa používajú ako priamo na výrobu lepených stavebných výrobkov, tak aj na spracovanie na priemyselné štiepky a následne hobliny, drvené drevo a vláknitú hmotu. Bola vyvinutá technológia na získavanie stavebných materiálov z kôry a hnoja, odpadového produktu z výroby trieslovinových extraktov.

Fosforová troska - Je to vedľajší produkt fosforu vyrábaný tepelne v elektrických peciach. Pri teplote 1300...1500°C interaguje fosforečnan vápenatý s koksovým uhlíkom a oxidom kremičitým, čo vedie k tvorbe fosforu a roztavenej trosky. Troska sa odvádza z pecí v ohnivo tekutom stave a granuluje sa mokrou metódou. Na 1 tonu fosforu pripadá 10...12 ton trosky. Veľké chemické podniky vyprodukujú ročne až dva milióny ton trosky. Chemické zloženie fosforovej trosky je blízke zloženiu vysokopecnej trosky.

Z fosforovo-troskových tavenín je možné získať troskovú pemzu, vatu a liate výrobky. Trosková pemza sa vyrába konvenčnou technológiou bez zmeny zloženia fosforovej trosky. Má objemovú hmotnosť 600...800 kg/m³ a sklenenú, jemne poréznu štruktúru. Fosforová trosková vlna sa vyznačuje dlhými tenkými vláknami a objemovou hmotnosťou 80...200 kg/m³. Fosforovo-troskové taveniny je možné spracovať na liaty drvený kameň pomocou priekopovej technológie používanej v hutníckych podnikoch.

b) Materiály na báze sadry a železného odpadu

Dopyt priemyslu stavebných materiálov po sadrovom kameni v súčasnosti presahuje 40 miliónov ton. Potrebu sadrových surovín je zároveň možné uspokojiť najmä odpadmi s obsahom sadry z chemického, potravinárskeho a lesníckeho chemického priemyslu. V roku 1980 u nás dosahovala produkcia odpadov a vedľajších produktov s obsahom síranov vápenatých približne 20 miliónov ton ročne, vrátane fosfosádry - 15,6 milióna ton.

Fosfogypsum -úprava odpadov kyselinou sírovou z apatitov alebo fosforitanov na kyselinu fosforečnú alebo koncentrované fosforečné hnojivá. Obsahuje 92...95% dihydrátu sadry s mechanickou prímesou 1...1,5% oxidu fosforečného a určitým množstvom iných nečistôt. Fosfosadrovec má formu kalu s vlhkosťou 20...30% s vysokým obsahom rozpustných nečistôt. Pevná fáza kalu je jemne dispergovaná a viac ako 50 % pozostáva z častíc s veľkosťou menšou ako 10 mikrónov. Náklady na prepravu a skladovanie fosfosádry na skládkach predstavujú až 30 % z celkových nákladov na stavby a prevádzku hlavnej výroby.

Pri výrobe kyseliny fosforečnej metódou hemihydrátovej extrakcie je odpadovým produktom síran vápenatý fosfohemihydrát s obsahom 92...95% - hlavná zložka vysokopevnostnej sadry. Prítomnosť pasivačných filmov na povrchu kryštálov hemihydrátu však výrazne inhibuje prejav adstringentných vlastností tohto produktu bez špeciálnej technologickej úpravy.

Pri konvenčnej technológii sú sadrové spojivá na báze fosfosadry nízkej kvality, čo sa vysvetľuje vysokou potrebou fosfosdry vo vode v dôsledku vysokej pórovitosti hemihydrátu v dôsledku prítomnosti veľkých kryštálov v surovine. Ak je potreba vody bežnej stavebnej sadry 50...70%, potom na získanie testu normálnej hustoty z fosfosádrového spojiva bez dodatočného spracovania je potrebných 120...130% vody. Negatívne pôsobia konštrukčné vlastnosti fosfosádry a v nej obsiahnuté nečistoty. Tento vplyv je trochu znížený mletím fosfosádry a tvarovaním produktov metódou vibračného kladenia. V tomto prípade sa zvyšuje kvalita fosfosádrového spojiva, aj keď zostáva nižšia ako u stavebnej sadry z prírodných surovín.

Na MISS sa na báze fosfosádry získalo kompozitné spojivo so zvýšenou odolnosťou voči vode s obsahom 70...90% α-hemihydrátu, 5...20% portlandského cementu a 3...10% pucolánových prísad. Pri špecifickom povrchu 3000...4500 cm²/g je potreba vody spojiva 35...45%, tuhnutie začína za 20...30 minút, končí za 30...60 minút, pevnosť v tlaku je 30...35 MPa, koeficient mäknutia je 0,6...0 ,7. vodeodolné spojivo sa získava hydrotermálnou úpravou v autokláve zo zmesi fosfosádry, portlandského cementu a prísad s obsahom aktívneho oxidu kremičitého.

V cementárskom priemysle sa fosfosádra používa ako mineralizátor pri výpale slinku a namiesto prírodnej sadry ako prísada na reguláciu tuhnutia cementu. Pridanie 3...4% do kalu umožňuje zvýšiť koeficient nasýtenia slinku z 0,89...0,9 na 0,94...0,96 bez zníženia produktivity pecí, zvýšiť trvanlivosť výmurovky v zóne spekania vďaka rovnomernej tvorbe stabilného povlaku a získaniu ľahko brúsiteľného slinku. Bola stanovená vhodnosť fosfosádry na nahradenie sadry pri mletí cementového slinku.

Široké použitie fosfosádry ako prísady pri výrobe cementu je možné len vtedy, keď je vysušená a granulovaná. Obsah vlhkosti granulovanej fosfosádry by nemal presiahnuť 10...12%. Podstatou základnej schémy granulácie fosfosádry je dehydratácia časti pôvodného fosfosádrového kalu pri teplote 220...250 °C do stavu rozpustného anhydridu s následným zmiešaním so zvyškom fosfosádry. Keď sa fosfoanhydrid zmieša s fosfosádrou v rotačnom bubne, dehydratovaný produkt sa hydratuje voľnou vlhkosťou východiskového materiálu, čo vedie k tuhým granulám dihydrátu fosfosádry. Je možný aj iný spôsob granulácie fosfosádry - s spevňovacou prísadou pyritových škvárov.

Okrem výroby spojív a výrobkov na ich báze sú známe aj iné spôsoby recyklácie odpadov s obsahom sadry. Experimenty ukázali, že pridanie až 5 % fosfosádry do vsádzky pri výrobe tehál zintenzívňuje proces sušenia a pomáha zlepšiť kvalitu výrobkov. Vysvetľuje sa to zlepšením keramicko-technologických vlastností hlinených surovín v dôsledku prítomnosti hlavnej zložky fosfosádry - dihydrátu síranu vápenatého.

Najpoužívanejším železným odpadom je pyritové popolčeky. Najmä pri výrobe portlandského cementového slinku sa používajú ako korekčná prísada. Popol spotrebovaný v cementárskom priemysle však tvorí len malú časť ich celkovej produkcie v závodoch na výrobu kyseliny sírovej, ktoré spotrebúvajú pyrity síry ako hlavnú surovinu.

Bola vyvinutá technológia výroby cementov s vysokým obsahom železa. Východiskové zložky na výrobu takýchto cementov sú krieda (60 %) a pyritové škvary (40 %). Surovinová zmes sa vypaľuje pri teplote 1220…1250º C. Cementy s vysokým obsahom železa sa vyznačujú normálnymi časmi tuhnutia, keď sa do surovinovej zmesi pridáva až 3% sadry. Ich pevnosť v tlaku za podmienok vytvrdzovania vodou a vzduchom po dobu 28 dní. zodpovedá stupňom 150 a 200 a pri parení v autokláve sa zvyšuje 2...2,5 krát. Cementy s vysokým obsahom železa sa nezmršťujú.

Pyritová škvára pri výrobe umelého betónového kameniva môže slúžiť ako prísada aj ako hlavná surovina. Pridávanie pyritových popolov v množstve 2...4% z celkovej hmoty sa zavádza na zvýšenie plynotvornej schopnosti ílov pri výrobe expandovaného ílu. Toto je uľahčené rozkladom pyritových zvyškov v škvárach pri 700...800 °C s tvorbou oxidu siričitého a redukciou oxidov železa pod vplyvom organických nečistôt prítomných v ílových surovinách s uvoľňovaním plynov. Zlúčeniny železa, najmä vo forme železa, pôsobia ako tavivá, spôsobujú skvapalnenie taveniny a zníženie teplotného rozsahu zmien jej viskozity.

Prísady obsahujúce železo sa používajú pri výrobe keramických stenových materiálov na zníženie teploty vypaľovania, zlepšenie kvality a zlepšenie farebných charakteristík. Pozitívne výsledky sa dosahujú predbežnou kalcináciou škváry na rozklad nečistôt sulfidov a síranov, ktoré pri výpale tvoria plynné produkty, ktorých prítomnosť znižuje mechanickú pevnosť produktov. Zvlášť v surovinách s malým množstvom taviva a nedostatočným spekaním je efektívne zaviesť do vsádzky 5...10 % škváry.

Pri výrobe fasádnych obkladov polosuchými a shlinkerovými metódami sa môžu do zmesi pridávať kalcinované škváry v množstve 5 až 50 % hmotn. Použitie škváry umožňuje vyrábať farebné keramické fasádne obklady bez dodatočného vnášania šamotu do hliny. Zároveň sa zníži teplota výpalu obkladov zo žiaruvzdorných a žiaruvzdorných ílov o 50...100°C.

c) Materiály z lesného chemického odpadu a spracovania dreva

Pre výrobu stavebných hmôt sú z odpadov chemického priemyslu najcennejšími surovinami troska z elektrotermálnej výroby fosforu, sadry a vápenných odpadov.

Odpad z výroby zimnej techniky zahŕňa opotrebovanú gumu a druhotné polymérne suroviny, ako aj množstvo vedľajších produktov z podnikov stavebných materiálov: cementový prach, usadeniny v zariadeniach na úpravu vody azbestocementových podnikov, rozbité sklo a keramiku. Odpad tvorí až 50 % z celkovej hmoty spracovaného dreva, väčšina sa v súčasnosti spaľuje alebo likviduje.

Podniky na výrobu stavebných materiálov, ktoré sa nachádzajú v blízkosti zariadení na hydrolýzu, môžu úspešne využívať lignín, jeden z najobjemnejších chemických odpadov z dreva. Skúsenosti mnohých tehliarskych závodov nám umožňujú považovať lignín za účinnú prísadu pri spaľovaní. Dobre sa mieša s ostatnými zložkami vsádzky, nezhoršuje jej tvarovacie vlastnosti a nekomplikuje rezanie dreva. Najväčší efekt jeho použitia nastáva vtedy, keď je lomová vlhkosť ílu relatívne nízka. Lignín lisovaný do surovín sa pri sušení nepripaľuje. Horľavá časť lignínu sa úplne vyparí pri teplote 350...400º C, obsah popola je 4...7%. Na zabezpečenie štandardnej mechanickej pevnosti obyčajných hlinených tehál by sa mal do formovacej vsádzky zaviesť lignín v množstve do 20...25% jej objemu.

Pri výrobe cementu možno lignín využiť ako plastifikátor surového kalu a intenzifikátor mletia surovej zmesi a cementu. Dávka lignínu je v tomto prípade 0,2…0,3 %. Skvapalňujúci účinok hydrolytického lignínu sa vysvetľuje prítomnosťou fenolických látok v ňom, ktoré účinne znižujú viskozitu suspenzií vápenca a ílu. Účinok lignínu pri mletí spočíva najmä v znížení priľnavosti malých frakcií materiálu a ich priľnavosti k mlecím médiám.

Drevený odpad bez predbežného spracovania (piliny, hobliny) alebo po rozomletí (štiepky, drvené drevo, drevitá vlna) môže slúžiť ako plnivo do stavebných materiálov na báze minerálnych a organických spojív, pričom tieto materiály sa vyznačujú nízkou objemovou hmotnosťou a tepelnou vodivosťou. ako dobrá spracovateľnosť. Impregnácia drevených plnív mineralizátormi a následné zmiešanie s minerálnymi spojivami zabezpečuje biostabilitu a požiarnu odolnosť materiálov na ich báze. Všeobecnými nevýhodami materiálov plnených drevom je vysoká nasiakavosť a relatívne nízka odolnosť voči vode. Podľa účelu sa tieto materiály delia na tepelnú izoláciu a konštrukčnú a tepelnú izoláciu.

Hlavnými predstaviteľmi skupiny materiálov na báze drevených plnív a minerálnych spojív sú drevobetón, drevovláknité dosky a pilinový betón.

Arbolit -ľahký betón na kamenive rastlinného pôvodu, vopred upravený roztokom mineralizátora. Používa sa v priemyselnej, občianskej a poľnohospodárskej výstavbe vo forme panelov a blokov na stavbu stien a priečok, podlahových dosiek a krytín budov, tepelnoizolačných a zvukovoizolačných dosiek. Náklady na budovy z drevobetónu sú o 20...30% nižšie ako na budovy z tehál. Arbolitové konštrukcie je možné prevádzkovať pri relatívnej vlhkosti vnútorného vzduchu maximálne 75 %. Pri vysokej vlhkosti je potrebná parotesná vrstva.

Fibrolit na rozdiel od dreveného betónu obsahuje drevitú vlnu ako plnivo a zároveň výstužnú zložku - hobliny dĺžky od 200 do 500 mm, šírku 4...7 mm. a hrúbka 0,25...0,5 mm. Drevitá vlna sa získava z nekomerčného dreva ihličnatých, zriedkavejšie listnatých stromov. Drevovláknitá doska sa vyznačuje vysokou absorpciou zvuku, ľahkou spracovateľnosťou, klincovateľnosťou a dobrou priľnavosťou k omietke a betónu. Technológia výroby drevovláknitých dosiek zahŕňa prípravu drevitej vlny, jej úpravu mineralizátorom, miešanie s cementom, lisovanie dosiek a ich tepelné spracovanie.

Pilinový betón - Ide o materiál na báze minerálnych spojív a pilín. Patria sem xylolit, xylobetón a niektoré ďalšie materiály im podobné zložením a technológiou.

xylolit je umelý stavebný materiál získaný vytvrdzovaním zmesi horčíkového spojiva a pilín, zmiešaných s roztokom chloridu horečnatého alebo síranu horečnatého. Xylolit sa používa hlavne na inštaláciu monolitických alebo prefabrikovaných podlahových krytín. Výhodami xylolitových podláh je relatívne nízky koeficient absorpcie tepla, hygiena, dostatočná tvrdosť, nízky oter a možnosť farebného prevedenia.

Xylobetón - druh ľahkého betónu, ktorého plnivom sú piliny a spojivom cement alebo vápno a sadra, používa sa xylobetón s objemovou hmotnosťou 300...700 kg/m³ a pevnosťou v tlaku 0,4...3 MPa ako tepelná izolácia a s objemovou hmotnosťou 700...1200 kg /m³ a pevnosťou v tlaku do 10 MPa - ako konštrukčný a tepelnoizolačný materiál.

Vrstvené drevo je jedným z najefektívnejších stavebných materiálov. Môže byť vrstvený alebo vyrobený z dyhy (preglejka, laminovaný plast); masívne z kusového odpadu z pílenia a spracovania dreva (panely, panely, nosníky, dosky) a kombinované (škárové dosky). Výhodou vrstveného dreva je nízka objemová hmotnosť, vodeodolnosť a možnosť výroby tvarovo zložitých výrobkov a veľkých konštrukčných prvkov z materiálov malých rozmerov. V lepených konštrukciách je oslabený vplyv anizotropie dreva a jeho defektov, vyznačujú sa zvýšenou hlinkovou odolnosťou a nízkou horľavosťou, nepodliehajú zmršťovaniu a deformovaniu. Konštrukcie z lepeného lamelového dreva často úspešne konkurujú oceľovým a železobetónovým konštrukciám z hľadiska času a nákladov na prácu pri výstavbe budov a odolnosti pri výstavbe agresívneho vzdušného prostredia. Ich využitie je efektívne pri výstavbe poľnohospodárskych a priemyselných podnikov, výstavných a obchodných pavilónov, športových areálov, montovaných budov a stavieb.

drevotrieskové dosky - Ide o materiál získaný lisovaním drveného dreva za tepla zmiešaného so spojivami – syntetickými polymérmi. Výhodou tohto materiálu je rovnomernosť fyzikálnych a mechanických vlastností v rôznych smeroch, relatívne malé lineárne zmeny pri premenlivej vlhkosti a možnosť vysokej mechanizácie a automatizácie výroby.

Stavebné materiály na báze niektorých drevných odpadov je možné vyrábať bez použitia špeciálnych spojív. Drevené častice v takýchto materiáloch sú spojené v dôsledku zbiehania a prepletania vlákien, ich kohéznej schopnosti a fyzikálno-chemických väzieb, ktoré vznikajú pri spracovaní lisovacej hmoty pri vysokom tlaku a teplote.

Drevovláknité dosky sa vyrábajú bez použitia špeciálnych spojív.

Drevovláknité dosky - materiál vytvorený z vláknitej hmoty s následným tepelným spracovaním. Približne 90 % všetkých drevovláknitých dosiek je vyrobených z dreva. Surovinou je nekomerčné drevo a odpad z píl a drevospracujúceho priemyslu. Dosky sa dajú získať z vlákien lykových rastlín a z iných vláknitých surovín, ktoré majú dostatočnú pevnosť a pružnosť.

Skupina drevoplastov zahŕňa: Drevené lamináty– materiál vyrobený z dyhových plátov impregnovaných syntetickým polymérom rezolového typu a zlepených v dôsledku tepelného tlakového spracovania, lignosacharidov a piezotermoplastov vyrobených z pilín vysokoteplotným spracovaním lisovacej hmoty bez použitia špeciálnych spojív. Technológia lignosacharidových plastov spočíva v príprave, sušení a dávkovaní drevených častíc, formovaní koberca a jeho lisovaní za studena. , lisovanie za tepla a chladenie bez uvoľnenia tlaku. Rozsah použitia lignosacharidových plastov je rovnaký ako rozsah použitia drevovláknitých a drevotrieskových dosiek.

Piezotermoplasty možno vyrobiť z pilín dvomi spôsobmi – bez predúpravy a s hydrotermálnou úpravou surovín. Podľa druhého spôsobu sa upravené piliny spracovávajú v autoklávoch s parou pri teplote 170...180º C a tlaku 0,8...1 MPa počas 2 hodín Hydrolyzovaná lisovaná hmota sa čiastočne vysuší a pri určitom vlhkosti, sa postupne podrobuje lisovaniu za studena a za tepla.

Dlaždice s hrúbkou 12 mm sú vyrábané z piezotermoplastov. Východiskovými surovinami môžu byť piliny alebo drvené ihličnaté a listnaté drevo, ľanový alebo konopný oheň, rákosie, hydrolyzovaný lignín a hnoj.

d) Likvidácia vlastného odpadu pri výrobe stavebných materiálov

Skúsenosti podnikov v Krymskej autonómnej republike, ktoré vyvíjajú vápencovú škrupinovú horninu na výrobu murovaného kusového kameňa, ukazujú efektívnosť výroby škrupinových betónových blokov z odpadu z rezania kameňa. Bloky sú tvarované v horizontálnych kovových formách so sklopnými stranami. Spodok formy je pokrytý škrupinovým kameňom s hrúbkou 12...15 mm, aby sa vytvorila vnútorná textúrovaná vrstva. Forma je vyplnená hrubopórovým alebo jemnozrnným škrupinovým betónom. Textúra vonkajšieho povrchu blokov môže byť vytvorená špeciálnym riešením. Škrupinovo-betónové tvárnice sa používajú na zakladanie základov a stien pri výstavbe priemyselných a obytných budov.

Pri výrobe cementu v dôsledku spracovania jemných minerálnych materiálov vzniká značné množstvo prachu.Celkové množstvo zachyteného prachu na cementárňach môže byť až 30% z celkového objemu vyrobených výrobkov. Až 80 % z celkového množstva prachu sa uvoľňuje s plynmi zo slinkových pecí. Prach odstraňovaný z pecí je polydisperzný prášok, ktorý obsahuje 40...70 pri mokrom spôsobe výroby a až 80 % pri suchom spôsobe výroby, s frakciami menšími ako 20 mikrónov. Mineralogické štúdie preukázali, že prach obsahuje až 20 % slinkových minerálov, 2...14 % voľného oxidu vápenatého a od 1 do 8 % zásad. Prevažnú časť prachu tvorí zmes pálenej hliny a nerozloženého vápenca. Zloženie prachu výrazne závisí od typu pece, druhu a vlastností použitých surovín a spôsobu zberu.

Hlavným smerom likvidácie prachu v cementárňach je jeho využitie v samotnom procese výroby cementu. Prach z komôr na usadzovanie prachu sa vracia do rotačnej pece spolu s kalom. Hlavné množstvo voľného oxidu vápenatého, zásad a anhydridu kyseliny sírovej. Prídavok 5...15% takéhoto prachu do surového kalu spôsobuje jeho koaguláciu a zníženie tekutosti. So zvýšeným obsahom alkalických oxidov v prachu klesá aj kvalita slinku.

Azbestocementový odpad obsahuje veľké množstvo hydratovaných cementových minerálov a azbestu. Pri vypaľovaní v dôsledku dehydratácie hydrátových zložiek cementu a azbestu získavajú adstringentné vlastnosti. Optimálna teplota vypaľovania je v rozsahu 600…700º C. V tomto teplotnom rozsahu je dokončená dehydratácia hydrosilikátov, rozkladá sa azbest a vzniká množstvo minerálov schopných hydraulického tvrdnutia. Spojivá s výraznou aktivitou možno získať zmiešaním tepelne upraveného azbestocementového odpadu s hutníckou troskou a sadrou. Obkladové obklady a dlažby sú vyrobené z azbestocementového odpadu.

Účinným typom spojiva v kompozíciách vyrobených z azbestocementového odpadu je tekuté sklo. Obkladové dosky zo zmesi vysušeného a práškového azbestocementového odpadu a roztoku tekutého skla s hustotou 1,1...1,15 kg/cm³ sa vyrábajú pri špecifickom lisovacom tlaku 40...50 MPa. V suchom stave majú tieto dosky objemovú hmotnosť 1380...1410 kg/m³, pevnosť v ohybe 6,5...7 MPa a pevnosť v tlaku 12...16 MPa.

Tepelnoizolačné materiály môžu byť vyrobené z azbestocementového odpadu. Výrobky vo forme dosiek, segmentov a škrupín sa získavajú zo spáleného a drveného odpadu s prídavkom vápna, piesku a plynotvorných činidiel. Pórobetón na báze spojiva vyrobený z azbestocementového odpadu má pevnosť v tlaku 1,9...2,4 MPa a objemovú hmotnosť 370...420 kg/m³. Odpady z azbestocementového priemyslu môžu slúžiť ako plnivá do teplých omietok, asfaltových tmelov a asfaltových betónov, ako aj plniva do betónu s vysokou rázovou húževnatosťou.

Sklenený odpad vzniká tak pri výrobe skla, ako aj pri používaní sklenených výrobkov na stavbách a v bežnom živote. Návrat črepov do hlavného technologického procesu výroby skla je hlavným smerom jeho recyklácie.

Jeden z najúčinnejších tepelne izolačných materiálov - penové sklo - sa získava z črepového prášku pomocou plynových generátorov spekaním pri 800...900°. Dosky a bloky z penového skla majú objemovú hmotnosť 100...300 kg/m³, tepelnú vodivosť 0,09...0,1 W a pevnosť v tlaku 0,5...3 MPa.

Po zmiešaní s plastovými ílmi môže rozbité sklo slúžiť ako hlavná zložka keramických hmôt. Výrobky z takýchto hmôt sa vyrábajú polosuchou technológiou a vyznačujú sa vysokou mechanickou pevnosťou. Zavedenie rozbitého skla do keramickej hmoty znižuje teplotu vypaľovania a zvyšuje produktivitu pecí. Sklokeramické dlaždice sa vyrábajú zo vsádzky obsahujúcej 10 až 70 % lámaného skla, drveného v guľovom mlyne. Hmota sa navlhčí na 5...7%. Dlaždice sú lisované, sušené a vypálené pri 750...1000º C. Nasiakavosť dlaždíc nie je väčšia ako 6%. mrazuvzdornosť viac ako 50 cyklov.

Rozbité sklo sa používa aj ako dekoračný materiál do farebných omietok, brúsený sklenený odpad možno použiť ako prášok do olejovej farby, brusivo na výrobu brúsneho papiera a ako zložku glazúry.

Pri výrobe keramiky vzniká odpad v rôznych fázach technologického procesu.Sušenie odpadu po nevyhnutnom rozomletí slúži ako prísada na zníženie vlhkosti počiatočnej vsádzky. Lámané hlinené tehly sa po drvení používajú ako drvený kameň vo všeobecných stavebných prácach a pri výrobe betónu. Drvená tehla má objemovú objemovú hmotnosť 800...900 kg/m³, možno z nej vyrobiť betón s objemovou hmotnosťou 1800...2000 kg/m³, t.j. O 20 % ľahší ako bežné ťažké agregáty. Použitie drvenej tehly je efektívne na výrobu hrubo pórobetónových tvárnic s objemovou hmotnosťou do 1400 kg/m³. Množstvo lámaných tehál sa výrazne znížilo v dôsledku kontajnerizácie a komplexnej mechanizácie nakladania a vykladania tehál.

4. Referencie:

Boženov P.I. Integrované využitie nerastných surovín na výrobu stavebných materiálov. – L.-M.: Stroyizdat, 1963.

Gladkikh K.V. Trosky nie sú odpad, ale cenné suroviny. – M.: Stroyizdat, 1966.

Popov L.N. Stavebné materiály z priemyselného odpadu. – M.: Vedomosti, 1978.

Bazhenov Yu.M., Shubenkin P.F., Dvorkin L.I. Využitie priemyselného odpadu pri výrobe stavebných materiálov. – M.: Stroyizdat, 1986.

Dvorkin L.I., Pashkov I.A. Stavebné materiály z priemyselného odpadu. – K.: Vyščia škola, 1989.

Doučovanie

Potrebujete pomôcť so štúdiom témy?

Naši špecialisti vám poradia alebo poskytnú doučovacie služby na témy, ktoré vás zaujímajú.
Odošlite žiadosť s uvedením témy práve teraz, aby ste sa dozvedeli o možnosti konzultácie.

Náklady na stavebné materiály, výrobky a konštrukcie tvoria 50-70% stavebných nákladov. Preto je také dôležité vedieť, ako minimalizovať náklady. Dá sa to dosiahnuť využitím moderných technológií šetriacich zdroje a energiu, miestnych surovín a priemyselného odpadu. Zároveň sú potrebné materiály, výrobky a konštrukcie na zabezpečenie požadovanej kvality.

Konštrukčné materiály - prírodné a umelé materiály a výrobky používané pri stavbe a opravách budov a stavieb. Existujú stavebné materiály na všeobecné a špeciálne účely.

Vyberajú sa tieto klasifikačné kritériá: priemyselný účel stavebných materiálov, druh surovín, hlavný ukazovateľ kvality, napríklad ich hmotnosť, pevnosť a iné. V súčasnosti sa pri klasifikácii zohľadňuje aj funkčný účel, napríklad tepelnoizolačné materiály, akustické materiály a iné, okrem rozdelenia do skupín na základe surovín – keramika, polymér, kov atď. Jedna časť materiálov zoskupených do skupiny sú klasifikované ako prirodzené a ich druhá časť je umelá.

Každá skupina materiálov alebo ich jednotliví zástupcovia v priemysle zodpovedajú určitým odvetviam, napríklad cementárstvu, sklárskemu priemyslu atď., a systematický rozvoj týchto odvetví zabezpečuje realizáciu stavebných zámerov.

Prirodzené, alebo prírodné, stavebné materiály a produkty sa získavajú priamo z útrob zeme alebo spracovaním lesných plôch na „priemyselné drevo“. Tieto materiály dostávajú určitý tvar a racionálne rozmery, ale ich vnútorná štruktúra a zloženie, napríklad chemické, sa nemení. Častejšie ako iné prírodné materiály sa používajú lesné (drevo) a kamenné materiály a výrobky. Okrem nich v hotovej forme alebo jednoduchým spracovaním môžete získať bitúmen a asfalt, ozokerit, kazeín, kir, niektoré produkty rastlinného pôvodu, ako je slama, trstina, slíva, rašelina, plevy atď., alebo živočíšne produkty. , ako je vlna, kolagén, bonnská krv a pod. Všetky tieto prírodné produkty sa v relatívne malom množstve používajú aj v stavebníctve, aj keď materiály a výrobky z lesného a prírodného kameňa zostávajú hlavnými.

Umelé stavebné materiály a výrobky sa vyrábajú najmä z prírodných surovín, menej často z vedľajších produktov priemyslu, poľnohospodárstva alebo surovín získaných umelo. Vyrábané stavebné materiály sa od pôvodných prírodných surovín líšia štruktúrou aj chemickým zložením, čo je spojené s radikálnym spracovaním surovín v továrni pomocou špeciálnych zariadení a nákladmi na energiu na tento účel. Továrenské spracovanie zahŕňa organické (drevo, ropa, plyn atď.) a anorganické (minerály, kameň, rudy, troska atď.) suroviny, čo umožňuje získať rôznorodú škálu materiálov používaných v stavebníctve. Medzi jednotlivými druhmi materiálov sú veľké rozdiely v zložení, vnútornej štruktúre a kvalite, no zároveň sú prepojené ako prvky jednotného materiálového systému.

Základné pojmy

Konštrukčné materiály- Toto ………………………………………………………………………………………………

Stavebné výrobky- Toto ………………………………………………………………………………………………..

Stavebná konštrukcia- Toto ………………………………………………………………………………………………

Kvalita stavebných materiálov, výrobkov, konštrukcií- Toto …………………………………………………

Suroviny

1.1Prírodný pôvod:

· horniny a minerály;

· drevo;

· suroviny rastlinného (drevná živica, rastlinné oleje, slama, trstina, mach, ľan, bavlna, konope, kôra stromov) a živočíšneho pôvodu (vlna, koža, krv, zvieracie kosti).

1.2Umelý pôvod: syntetické živice – polyméry.

1.3Priemyselný odpad

2. Technológie na výrobu stavebných materiálov:

2.1 Technológie vypaľovania: výroba vápna, výroba sadry, výroba skla, výroba keramických výrobkov, výroba cementu.