Сировина для промисловості будівельних матеріалів. Основні види сировини для виробництва будівельних матеріалів

Будівельний комплекс — один із міжгалузевих господарських комплексів, який є сукупністю галузей матеріального виробництва та проектно-вишукувальних робіт, що забезпечують відтворення основних фондів. Будівельний комплекс здійснює весь цикл робіт із створення будівельних об'єктів — від проектування до введення їх у дію з необхідними для цього будівельною базою та виробництвом спеціальних видів матеріальних ресурсів.

До складу будівельного комплексу входять будівництво (будівельне виробництво), промисловість будівельних матеріалів (включаючи виробництво будівельного скла та санітарно-технічного обладнання), промисловість будівельних конструкцій (збірний залізобетон, конструкції з металу та дерева).

Будівництво, або будівельна індустрія, - велика галузь економіки, яка поряд з машинобудуванням забезпечує створення та прискорене оновлення основних фондів. На його частку припадає понад 70% вартості продукції та чисельності зайнятих, до 50% вартості основних фондів будівельного комплексу.

Будівництво має специфічні особливості, що відрізняють його від інших галузей матеріального виробництва. Продукція будівництва нерухома та територіально закріплена. У зв'язку з цим після завершення робіт на одному об'єкті знаряддя праці та робітники переміщуються на інший об'єкт. Для будівництва характерні відносно велика тривалість виробничого циклу, значне різноманіття споруд, споруд та об'єктів різного виробничого та соціального призначення, суттєвий вплив на виробничий процес географічних, зокрема кліматичних, умов.

Основу будівництва як галузі економіки становлять підрядні будівельно-монтажні організації. У будівництві зайнято понад 5 млн. працівників та діє понад 131 тис. будівельних організацій. Розвиток та поглиблення спеціалізації будівельного виробництва, послідовна його індустріалізація призводять до поділу будівництва на підгалузі та формування відповідних організаційно відокремлених систем підрядного будівництва (транспортне, трубопровідне, сільськогосподарське, водогосподарське, енергетичне будівництво).

Розміщення будівництва біля кожного району Росії визначається рівнем його економічної освоєності і галузевої структурою капітальних вкладень, що склалася системою населених пунктів і особливостями освоюваних природних ресурсів.

Капітальне будівництво характеризується високими темпами зростання останніми роками. У 2007 р. у галузях економіки РФ освоєно 3293 млрд. руб. (135% до рівня 1990 р). З 2000 р. відбулося багаторазове збільшення обсягів робіт, виконаних за видом економічної діяльності “Будівництво”, і найбільше у Центральній Росії, на Північному Заході та Північному Кавказі, дещо повільніше розвивається ця галузь у неекспортних суб'єктах Федерації Сибіру та Далекому Сході. У 2007 р. введено в дію житлові будинки загальною площею 61,0 млн. м2. При цьому різко знизилася частка державного будівництва, а, наприклад, у регіонах Північного Кавказу до 100% житла збудовано коштом громадян.

У промисловості будівельних матеріалів обсяг видобутку сировини у 2007 р. склав 55% до рівня 1990 р. Найбільш значно скоротилося виробництво конструкцій та виробів із збірного залізобетону (37% до рівня 1990 р.), менш значний спад у виробництві цегли (54%) та цементу (72%), значно перевищило рівень 1990 р. виробництво лінолеуму та керамічної плитки.

Будівельний комплекс Росії є розвиненою системою будівельних виробництв, диференційованих по галузях, підгалузям і окремих підприємств. До основних галузей комплексу відносять: цементну промисловість, промисловість азбестоцементних виробів, промисловість м'яких покрівельних та гідроізоляційних матеріалів, промисловість збірних залізобетонних та бетонних конструкцій та виробів, промисловість стінових матеріалів, виробництво будівельної цегли та керамічної черепиці, промисловість будівельних кераміки, промисловість будівельної кераміки , гравію, будівельного піску, промисловість теплоізоляційних матеріалів, азбестову промисловість та ін.

Регіональні відмінності в умовах розвитку будівництва та його матеріально-технічної бази визначаються:

• перспективами розвитку продуктивних сил у районі (темпами зростання капітальних вкладень, їхньою територіальною та галузевою структурою, формуванням нових виробничих комплексів тощо), планами розвитку міст та інших населених пунктів, наміченими темпами покращення забезпеченості населення житлом та об'єктами культурно-побутового призначення;
• особливостями району в транспортному відношенні та можливістю розширення шляхів сполучення та транспортно-економічних зв'язків;
• природно-кліматичними умовами (розрахунковими температурами та вологістю повітря, сейсмічності, рельєфом, сировинною базою для виробництва будівельних матеріалів);
• демографічною характеристикою району (чисельністю та щільністю населення, забезпеченістю трудовими ресурсами);
• станом потужностей будівельно-монтажних організацій, підприємств та господарств матеріально-технічної бази будівництва.

Найбільш забезпечені сировиною для вироблення будівельних матеріалів Центральний, Північно-Кавказький, Уральський, Поволзький, Західно-Сибірський, Волго-В'ятський, Північно-Західний, Далекосхідний райони. Однак на території багатьох районів найважливіші родовища сировини часто не збігаються із центрами її масового споживання. Це зумовило необхідність далеких масових перевезень дешевої та загалом малотранспортабельної продукції галузі.

Розміщення будівельного комплексу відрізняється крайньою нерівномірністю, зумовлене економічною освоєнням території країни. Високорозвиненим будівельним комплексом відрізняються Центр, Північний Кавказ, Урал, Поволжя, Центральне Чорнозем'я та Волго-Вятський район, слабким рівнем розвитку - Сибір та Далекий Схід, що пов'язано з суворими кліматичними умовами, віддаленістю від центральних районів та недостатньою транспортною оснащеністю.

Цементна промисловість відрізняється високим рівнем виробничої концентрації. Заводи потужністю понад 1 млн. т на рік випускають близько половини всієї продукції. Найбільші підприємства розташовані в Центральному Чорнозем'ї (Білгород, Старий Оскол), Поволжі (Вольськ, Михайлівка, Жигулівськ) та Сибіру (Новокузнецк, Красноярськ).

Для одержання цементу використовуються різні видисировини - вапняки, крейда, мергелі, відходи доменного та глиноземного виробництва. Запаси їх є майже переважають у всіх районах країни. В даний час цемент виробляється у всіх економічних районах, а його розміщення значною мірою збігається із територіальною організацією будівельно-монтажних робіт. Оптимальними умовами для розвитку цементної промисловості мають райони, де родовища вапняків та глини (або мергелів) поєднуються з джерелами мінерального палива або перебувають на шляхах його транспортування.

Основні потужності з виробництва цементу зосереджені в Центральному (Подільськ, Воскресенськ, Фокіно), Центрально-Чорноземному (Білгород і Старий Оскол), Північно-Кавказькому (Новоросійськ), Уральському (Сухий Лог, Горнозаводськ, Нижній Тагіл, Магнітогорськ, Вольськ) районах.

Промисловість збірного залізобетону — відносно нова галузь будівельної індустрії, що виникла та розвивається в районах та центрах зосередження будівництва, а її продукція широко використовується в сучасному житловому та цивільному будівництві (для фундаментів та підземних частин будівель у вигляді фундаментних плит, блоків, паль та панелей); для конструкцій каскадів у вигляді колон одноповерхових та багатоповерхових будівель, балок, покриттів; для зовнішнього облицювання будівель та огорож у вигляді архітектурних деталей та елементів огорож. У транспортному будівництві збірний залізобетон набув поширення у вигляді плит, покриттів доріг та аеродромів, елементів мостових конструкцій і т. д. Крім того, збірний залізобетон необхідний у будівництві метрополітену та тунелів, у гідротехнічному та сільськогосподарському будівництві, у будівництві загального призначення.

Виробництво залізобетонних виробів ділиться на основні (виготовлення збірних залізобетонних виробів - виробництво арматурних сіток, виробництво бетону та розчину, формування виробів, обробка виробів) та допоміжні (матеріальне обслуговування виробництва) операції, які тісно пов'язані один з одним, але мають деякі організаційні особливості.

Великі витрати дешевих заповнювачів бетону і високе споживання відносно невеликої металевої арматури та цементу визначають економічну недоцільність далеких перевезень, як правило, масивних залізобетонних виробів. Найбільшими виробниками збірного залізобетону є Центр (Московський регіон - близько 1/5), Поволжя (Татарія), Північний Захід та Урал, які дають 2/3 продукції галузі.

Скляна промисловість за особливостями розміщення відрізняється від інших галузей промисловості будівельних матеріалів. Вона значно більшою мірою прив'язана до родовищ чистого кварцового піску, залежить від постачання низки хімікатів, вимагає великої кількості палива, а транспортабельність її готової продукції значно менша, ніж в інших галузях промисловості будматеріалів. Структура скла включає виробництво листового (віконного), полірованого, столового скла, скла для скловолокна.

Скляна промисловість відрізняється порівняно високою територіальною концентрацією виробництва. Провідним районом у Росії є Центральний (Гусь-Кришталевий, Брянськ), де виробляється майже половина скла у країні. Підприємства Поволжя та Північного Заходу забезпечують близько чверті вироблення продукції галузі. У той же час багато районів, наприклад Волго-Вятський, відчувають дефіцит у виробах скляної промисловості.

Серед інших великих підприємств із випуску будівельних матеріалів у Росії виділяються Хабаровський картонно-руберойдний завод; лінолеум випускає Відрадненський комбінат "Полімербудматеріали" у Самарській області; теплоізоляційні матеріали - Калінінський комбінат "Теплоізоліт" в Тверській області.

Розглянуті питання

1. Основні види мінеральної сировини для будівельних матеріалів

2. Магматичні, осадові м метаморфічні гірські породи

3. Техногенні вторинні ресурси

Основною природною сировиною для виробництва будівельних матеріалів є гірські породи. Їх використовують для виготовлення кераміки, скла, металу, неорганічних в'яжучих речовин. Сотні кубометрів піску, гравію та щебеню застосовують щороку як заповнювачі для бетонів і розчинів.

Іншим важливим сировинним джерелом є техногенні вторинні ресурси(Відходи промисловості). Поки що вони використовуються недостатньо. Але в міру виснаження природних ресурсів, підвищення вимог до охорони навколишнього середовища та розробки нових ефективних технологій техногенна сировина буде застосовуватися значно ширше.

Гірські породи як сировинна база
виробництва будівельних матеріалів

Гірські породи- Це значні за обсягом скупчення мінералів у земній корі, що утворилися в результаті фізико-хімічних процесів. Мінерали– це речовини, що мають певний хімічний склад, однорідну будову та характерні фізико-механічні властивості. За умовами утворення гірські породи поділяють на три основні групи:

Магматичні(первинні) гірські породи утворилися при охолодженні та затвердінні магми.

Опадові(Вторинні) гірські породи утворилися в результаті природного процесу руйнування первинних та інших порід під впливом впливу зовнішнього середовища.

Метаморфічні(видозмінені) гірські породи утворилися внаслідок подальшої зміни первинних і вторинних порід.

Магматичні гірські породи

Глибинні- Це породи, що утворилися при застиганні магми на різній глибині в земній корі. Вилилисяпороди утворилися при вулканічній діяльності, виливанні магми та її затвердінні на поверхні.

Головні породоутворюючі мінерали- Кварц (і його різновиди), польові шпати, залізисто-магнезіальні силікати, алюмосилікати. Всі ці мінерали відрізняються один від одного за властивостями, тому переважання в породі тих чи інших мінералів змінює її будівельні властивості: міцність, стійкість, в'язкість та здатність до обробки (до полірування, шліфування тощо).

Кварц, Що складається з кремнезему (діоксиду кремнію SiО 2) в кристалічній формі, є одним з найміцніших і найстійкіших мінералів. Він має: виключно високу міцність (при стисканні до 2000 МПа); високою твердістю, що поступається тільки твердості топазу, корунду та алмазу; високою хімічною стійкістю за нормальної температури; високою вогнетривкістю (плавиться за температури 1700°С). Колір кварцу найчастіше молочно-білий, сірий. Завдяки високій міцності та хімічній стійкості кварц залишається майже незмінним при вивітрюванні магматичних порід, до складу яких він входить. Польові шпати- це найпоширеніші мінерали в магматичних породах (до 2/3 від загальної маси породи). Вони є, як і і кварц, світлі складові частини порід (білі, рожеві, червоні тощо.). Головними різновидами польових шпатів є ортоклаз та плагіоклази. Порівняно з кварцом польові шпати мають значно меншу міцність (120-170 МПа на стиск) і стійкість, тому вони рідше зустрічаються в осадових породах (головним чином, у вигляді полевошпатових пісків). Результатом вивітрювання є глинистий мінерал – каолініт.

В групі залізисто-магнезіальних силікатівнайбільш поширені олівін, піроксени (наприклад, авгіт), амфібол (рогова обманка). Серед магнезіальних силікатівзустрічаються вторинні мінерали, які найчастіше заміщають олівін, – серпентин, хризотил-азбест.

Всі перераховані вище мінерали характеризуються високою міцністю і ударною в'язкістю, а також підвищеною щільністю.

Глибинні (інтрузивні) гірські породи.При повільному охолодженні магми в глибинних умовах виникають повнокристалічні структури. Наслідком цього є ряд загальних властивостей глибинних гірських порід: вельми мала пористість, велика щільність і висока міцність. щільність 2600-3000 кг/м3; водопоглинання менше 1% за обсягом; теплопровідність близько 3 Вт/(м×С).

Гранітимають сприятливий для будівельного каменю мінеральний склад, що відрізняється високим вмістом кварцу (25-30%), натрієво-калієвих шпатів (35-40%) і плагіоклазу (20-25%), зазвичай невеликою кількістю слюди (5-10%) і відсутністю сульфідів. Граніти мають високу механічну міцність при стиску – 120–250 МПа (іноді до 300 МПа). Опір розтягуванню, як у всіх кам'яних матеріалів, відносно невисокий і становить лише близько 1/30-1/40 від опору стиску.

Однією з найважливіших властивостей гранітів є мала пористість, яка перевищує 1,5 %, що зумовлює водопоглинання близько 0,5 % (за обсягом). Тому морозостійкість їхня висока. Вогнестійкість граніту недостатня, оскільки він розтріскується при температурах вище 600 ° С внаслідок поліморфних перетворень кварцу. Граніт, так само, як і більшість інших щільних магматичних порід, має високий опір стирання.

З усіх вивержених порід граніти найбільше широко використовують у будівництві, так як вони є найпоширенішою з глибинних магматичних порід. Інші глибинні породи (сієніти, діорити, габро та ін) зустрічаються і застосовуються значно рідше.

Вилилися (ефузивні) гірські породи.Магматичні породи, що утворилися при кристалізації магми на невеликих глибинах і займають за умовами залягання і структури проміжне положення між глибинними і породами, що виливаються, мають повнокристалічні нерівномірнозернисті і неповнокристалічні структури.

Серед нерівномірнозернистих структур виділяють порфіроподібні та порфірові структури Кварцові порфіриза своїм мінеральним складом близькі до гранітів. Їхня міцність, пористість, водопоглинання подібні до показників цих властивостей, властивих гранітам. Але порфіри більш тендітні і менш стійкі внаслідок наявності великих вкраплень.

Гірські породи, що утворилися в результаті виливу магми, її охолодження та застигання на поверхні землі, складаються, як правило, з окремих кристалів, вкраплених в основну дрібнокристалічну, скритокристалічну і навіть скловату масу. Породи, що вилилися, в результаті нерівномірного розподілу мінеральних компонентів порівняно легко руйнуються при вивітрюванні. До щільнимпородам, що злилися, відносять андезити, базальти, діабази, трахіти, ліпарити.

Андезити- аналоги діоритів, що вилилися, - породи сірого або жовтувато-сірого кольору. Структура може бути неповнокристалічна або скловата. Щільність андезитів 2700-3100 кг/м 3 межа міцності при стисканні 140-250 МПа. Андезити застосовують для одержання кислотостійкого бетону.

Базальтизастосовують головним чином як бутовий камінь і щебеню для бетонів, в дорожньому будівництві (для мощення вулиць); особливо щільні породи використовують у гідротехнічному будівництві. Базальти є вихідною сировиною для литих кам'яних виробів, що використовуються для отримання мінеральних волокон у виробництві теплоізоляційних матеріалів.

До пористимпородам, що злилися, відносять пемзу, вулканічні туфи і попели, туфолави. Пемзаявляє собою пористе вулканічне скло, що утворилося в результаті виділення газів за швидкого застигання кислих і середніх лав. Пористість її сягає 60%; стінки між порами складені склом. Твердість пемзи близько 6, дійсна щільність 2-2,5 г/см3, щільність 0,3-0,9 г/см3. Велика пористість пемзи обумовлює хороші теплоізоляційні властивості, а замкнутість більшості пір – достатню морозостійкість. Пемза –цінний заповнювач у легких бетонах (пемзобетоні). Наявність у пемзі активного кремнезему дозволяє використовувати її у вигляді гідравлічної добавки до цементів та вапна. Вулканічний попіл- Найдрібніші частинки лави, уламки окремих мінералів, викинуті при виверженні вулкана. Розміри частинок попелу коливаються від 01 до 2 мм. Вулканічний попіл є активною мінеральною добавкою.

Туф і туфолави використовують у вигляді пиляного каменю для кладки стін житлових будівель, влаштування перегородок та вогнестійких перекриттів. Застосовуються туфи у вигляді щебеню для легких бетонів.

Осадові гірські породи

Більшість осадових порід має більш пористу будову, ніж щільні магматичні породи, а отже, і меншу міцність. Деякі їх порівняно легко розчиняються (наприклад, гіпс) або розпадаються у воді на дрібні частки (наприклад, глини).

Основні породоутворюючі мінерали.Найбільш поширені мінерали групи кремнезему- Кварц, опал, халцедон. В осадових породах є кварц магматичного походженняі кварц осадовий. Осадовий кварц відкладається безпосередньо з розчинів, а також утворюється внаслідок перекристалізації опалу та халцедону. Опал- Аморфний кремнезем. Опал найчастіше безбарвний чи молочно-білий, але залежно від домішок може бути жовтим, блакитним чи чорним. Щільність 1,9-2,5 г/см 3 , максимальна твердість 5-6, тендітний. Опал, халцедон, деякі вулканічні породи при застосуванні у складі відповідних гірських порід як заповнювач бетону можуть вступати в реакцію з лугами цементу, викликаючи руйнування бетону. Мінерали групи карбонатівмають широке поширення в осадових породах. Найбільш важливу роль у них відіграють кальцит, доломіт та магнезит.

Кальцит(СаСО 3) - безбарвний або білий, за наявності механічних домішок сірий, жовтий, рожевий або блакитний мінерал. Блиск скляний. Щільність 2,7 г/см 3 , твердість 3. Характерною діагностичною ознакою є бурхливе закипання в 10% соляній кислоті.

Доломіт 2 - безбарвний, білий, часто з жовтуватим або бурим відтінком мінерал. Блиск скляний. Щільність 2,8 г/см 3 твердість 3-4. У 10%-ній соляній кислоті закипає тільки в порошку та при нагріванні. Доломіт зазвичай дрібнозернистий, великі кристали трапляються рідко. Утворюється він або як первинний хімічний осад, або внаслідок доломітизації вапняків. Мінерал доломіт складає породу тієї самої назви.

Магнезіт(MgCO 3) – безбарвний, білий, сірий, жовтий, коричневий мінерал. Щільність 3,0 г/см 3 твердість 3,5-4,5. Розчиняється у НСl при нагріванні. Мінерал магнезит складає породу тієї самої назви.

До групі глинистих мінераліввідносяться каолініт, монтморилоніт і гідрослюди.

Каолініт(Al 2 O 3 ×2SiO 2 ×2H 2 O) – білий, іноді з бурим або зеленуватим відтінком мінерал. Щільність 2,6 г/см 3 твердість 1. На дотик жирний. Каолініт складає каолінові глини, входить до складу полімінеральних глин, іноді присутній у цементі уламкових порід.

Найбільш поширеними мінералами групи сульфатівє гіпс та ангідрит.

Гіпс(CaSO 4 ×2H 2 O) є скупченням білих або безбарвних кристалів, іноді пофарбованих механічними домішками в блакитні, жовті або червоні тони. Щільність 2,3 г/см 3 твердість 2.

Ангідрит(CaSO 4) – білий, сірий, світло-рожевий, світло-блакитний мінерал. Щільність 3,0 г/см 3 твердість 3-3,5. Як правило, зустрічається у вигляді суцільних дрібнозернистих агрегатів.

Уламкові породи.Породи групи складені переважно зернами стійких до вивітрювання мінералів і гірських порід.

Пухкіуламкові породи – пісок(із зернами переважно до 5 мм) та гравій(З зернами понад 5 мм) - застосовують як заповнювачі для бетону, в дорожньому будівництві, для залізничного баласту. Піски служать компонентом сировинної суміші у виробництві скла, керамічних та багатьох інших виробів.

Глинисті породискладені більш ніж на 50 % частинками дрібнішими за 0,01 мм, причому не менше 25 % з них мають розміри менше 0,001 мм. Вони характеризуються складним мінеральним складом. За основу мінералогічної класифікації глинистих порід береться склад глинистих мінералів. Каоліновіглини складені мінералом каолінітом. Зазвичай ці глини забарвлені у світлі тони, жирні на дотик, вони малопластичні, вогнетривкі.

Поліміктовіглини представлені двома або декількома мінералоами, причому жоден з них не переважає Каолінові глини є вогнетривкими і їх широко використовують у керамічній промисловості Гідролюдисті глини та глини поліміктового складу застосовують для виготовлення цегли, грубої кераміки та інших виробів. Глини є компонентом сировинної суміші у виробництві цементу. Глини використовують як будівельний матеріал при зведенні земляних гребель (екрани та ін.).

Сцементованіуламкові породи – пісковики, конгломерати, брекчії. Піщаникскладається з зерен піску, зцементованих різними природними цементами. Якщо до складу порід входять великі шматки (жвір або щебінь), їм даються назва конгломерату(при округлих шматках) та брекчії(При гострокутних шматках). З них найчастіше застосовуються у будівництві пісковики (так само, як і щільні вапняки)

Найбільш поширеними карбонатнимипородами є вапняки та доломіти. Вапняк- Порода, складена більш ніж на 50% кальцитом; доломіт – більш ніж на 50 % доломітом Порода, що характеризується приблизно рівним вмістом карбонатного та глинистого матеріалу, називається мергелем.

Пористість щільних вапняків не перевищує десятих відсотка, а пухких досягає 15-20%. Доломітна вигляд схожі на вапняки. Колір доломітів білий, жовтувато-білий, світло-бурий. Для них характерні мікрозернисті та кристалічно-зернисті структури. Завдяки широкому поширенню, легкому видобутку та обробці вапняки, доломітизовані вапняки та доломіти застосовують у будівництві частіше, ніж інші породи. Їх використовують у вигляді бутового каменю для фундаментів, стін неопалюваних будівель або житлових будинків у районах з теплим кліматом, а найбільш щільні породи застосовують у вигляді плит та фасонних деталей для зовнішніх облицювань будівель. Вапняковий щебінь часто використовують як заповнювач для бетону. Вапняки широко застосовують як сировину для отримання в'яжучих речовин – вапна та цементу. Доломіт використовують для отримання в'яжучих і вогнетривких матеріалів в цементній, скляній, керамічній і металургійній промисловості.

Сульфатніпороди - гіпс і ангідрит служать сировиною для отримання в'яжучих речовин, іноді їх застосовують у вигляді облицювальних виробів.

Аллітовіпороди характеризуються високим вмістом глинозему. У цій групі виділяють дві основні породи: боксити та латерити. Породоутворюючими мінералами бокситівє гідроксиди алюмінію (гіббсит та діаспор). Боксити різноманітні на вигляд. Вони можуть бути м'якими, пухкими, схожими на глину. Пластичність боксити не мають. Їх використовують для виробництва алюмінію, штучних абразивів, вогнетривів, глиноземистого цементу.

Метаморфічні гірські породи

Метаморфізмназивають перетворення гірських порід, що у надрах земної кори під впливом високих температур і тисків. У умовах може відбуватися кристалізація мінералів без їх плавлення.

Основні різновиди метаморфічних гірських порід.Деякі різновиди глинистих, крем'янистих, слюдистих та інших сланців є природними покрівельними матеріалами. покрівельними сланцями. Ці сланці легко розколюються по площинах сланцюватості на рівні та тонкі (2-8 мм) плоскі плитки. Вони повинні відповідати певним вимогам: мати достатню щільність та в'язкість, твердість, мале водопоглинання, високу водостійкість, стійкість до вивітрювання. Щільність покрівельних сланців близько 2,7-2,8 г/см3, пористість 0,3-3%, межа міцності при стисканні 50-240 МПа. Велике значення має також міцність на злам перпендикулярно до сланцюватості. Покрівельні сланці використовують у виробництві покрівельних плиток та деяких будівельних деталей (плит для внутрішнього облицювання приміщень, сходових сходів, плит для підлоги, підвіконних дощок тощо).

Гнейси- Породи метаморфічного генези, що утворилися при температурі 600-800 ° С і високому тиску. Вихідними є глинисті та кварцово-польовошпатові (граніти) породи. Гнейси за механічними та фізичними властивостями не поступаються гранітам, проте опір на злам у них у 1,5–2 рази менший.

Застосовують гнейси при бутовій кладці, для кладки фундаментів, як матеріал для щебеню і частково у вигляді плит для мощення доріг. Щебінь із сильно сланцюватого гнейсу не використовують для бетону та дорожнього будівництва через небажану форму зерен.

Освіта кварцитівпов'язане з перекристалізацією пісковиків. Важливими властивостями кварцитів є висока вогнетривкість (до 1710-1770 ° С) та міцність на стиск (100-450) МПа. У будівництві кварцити використовують як стіновий камінь, підферменне каміння в мостах, буту, щебеню і бруківки, а кварцити з красивим і незмінним забарвленням - для облицювання будівель. Кварцити застосовують у виробництві динасу – вогнетриву, що має високу кислотостійкість.

Мармур- дрібно-, середньо-і крупнозерниста щільна карбонатна порода, що складається головним чином з кальциту і являє собою перекристалізований вапняк. Міцність на стиск становить 100-300 МПа. Мармур легко піддається обробці, внаслідок малої пористості добре полірується. Мармур широко застосовується для внутрішнього оздоблення стін будівель, сходів і т.п. У вигляді піску і дрібного щебеню (крихти) його використовують для кольорових штукатурок, декоративного облицювального бетону і т.п. В умовах сульфатної корозії для зовнішніх облицювання мармур не застосовують.

Техногенні та вторинні ресурси

За даними ЮНЕСКО, у світі щорічно витягують із надр понад 120 млрд. т руд, горючих копалин, іншої сировини (20 т сировини на кожного жителя планети). За масштабами сировини, що видобувається і переробляється, господарська діяльність людини перевершила вулканічну (10 млрд. т на рік) і розмивши суші всіма річками світу (25 млрд. т на рік). Ця діяльність, крім того, супроводжується утворенням колосальної кількості відходів. Основними джерелами багатотоннажних відходів є: гірничозбагачувальна, металургійна, хімічна, лісова та деревообробна, текстильна галузі промисловості; енергетичний комплекс; промисловість будівельних матеріалів; Агропромисловий комплекс; побутова діяльність людини.

Відходи виробництва чи побічні продукти промисловості є вторинними матеріальними ресурсами. Багато відходів за своїм складом та властивостями близькі до природної сировини. Встановлено, що використання промислових відходів дає змогу покрити до 40 % потреби будівництва у сировинних ресурсах. Застосування промислових відходів дозволяє на 10-30% знизити витрати на виготовлення будівельних матеріалів порівняно з виробництвом їх із природної сировини, створювати нові будівельні матеріали з високими техніко-економічними показниками та, крім того, зменшити забруднення навколишнього середовища.

Шлаки чорної металургіїпобічний продукт при виплавці чавуну із залізних руд (доменні, мартенівські, феромарганцеві). Вихід шлаків дуже великий і становить від 04 до 065 т на 1 т чавуну. До їхнього складу входить до 30 різних хімічних елементів, головним чином у вигляді оксидів. Основні оксиди: SiO 2 , Аl 2 Про 3 CaO, MgO. У менших кількостях присутні FeO, MnO, P 2 O 5 , ТiO 2 , V 2 O 5 та ін. Склад шлаку залежить від складу коксу, порожньої породи та визначає особливості застосування шлаку.

У виробництві будівельних матеріалів використовується 75% від загальної кількості доменних шлаків. Основним споживачем є цементна промисловість. Щорічно вона споживає мільйони тонн гранульованого доменного шлаку. Грануляція полягає в швидкому охолодженні шлакового розплаву, в результаті чого шлак набуває склоподібної структури і, відповідно, високу активність.

Сталеплавильні (мартенівські) шлаки застосовуються меншою мірою. Проблеми їх використання пов'язані з неоднорідністю, мінливістю хімічного складу.

Шлаки кольорової металургіїнадзвичайно різноманітні за складом. Найбільш перспективний напрямок їх використання – комплексна переробка: попереднє вилучення кольорових та рідкісних металів із шлаку; виділення заліза; використання силікатного залишку шлаку для будівельних матеріалів.

При отриманні кольорових утворюються шлами. Наприклад, побічним продуктом при виробництві алюмінію є бокситовий шлам - пухкий сипкий матеріал червоного кольору. При отриманні глинозему з нефелінової сировини утворюється нефеліновий шламла. Якщо глинозем отримують з високоалюмінатних глин, як побічний продукт утворюється каоліновий шлам і т.д. Основне застосування всі ці шлами знаходять у цементному виробництві.

(ТЕС) – мінеральний залишок спалювання твердого палива. Одна ТЕС середньої потужності щорічно викидає у відвали до 1 млн. т золи та шлаку, а ТЕС, що спалює багатозольне паливо, – до 5 млн. т. За хімічним складом паливні золи та шлаки складаються з SiO 2 , AI 2 O 3 , СаО, MgO та ін, а також містять паливо, що не згоріло. Використовуються паливні золи та шлаки лише на 3–4 % від їх щорічного виходу.

Золи та шлаки ТЕС можна використовувати при виробництві практично всіх будівельних матеріалів та виробів. Наприклад, введення 100-200 кг активної золи (винесення) на 1 м 3 бетону дає змогу заощаджувати до 100 кг цементу. Шлаковий пісок придатний для заміни природного піску, а шлаковий щебінь – як великий заповнювач.

Відходи гірничодобувної промисловості. Розкривні породи- Гірничорудні відходи, відходи видобутку різноманітних корисних копалин. Особливо велика кількість цих відходів утворюється у видобутку відкритим способом. За орієнтовними підрахунками країни щорічно утворюється понад 3 млрд. т відходів, які є невичерпним джерелом сировини для промисловості будівельних матеріалів. Проте нині вони використовуються лише з 6–7 %. Розкривні та порожні породи знаходять застосування залежно від свого складу (карбонатні, глинисті, мергелисті, піщані тощо).

Розкривні породи – не єдині відходи гірничодобувної промисловості. Велика кількість порожньої породи піднімається на поверхню землі і прямує у відвали. Гірничозбагачувальні комбінати скидають у відвали велику кількість флотаційних хвостів, що утворюються зокрема під час переробки руд кольорових металів. Відходи вуглевидобутку та вуглезбагачення утворюються на вуглезбагачувальних фабриках. Для відходів вуглевидобутку характерна сталість складу, що їх вигідно відрізняється від інших видів мінеральних відходів.

Попутнодобувні породи та відходи промислової переробки рудних корисних копалин відрізняються за генезою, мінеральним складом, структурою та текстурою від традиційно застосовуваних при виробництві будівельних матеріалів. Це суттєвою відмінністю глибин кар'єрів з видобутку сировини для будіндустрії (20–50 м) від сучасної розробки рудних родовищ (350–500 м).

Гіпсові відходи хімічної промисловості– продукти, що містять сульфат кальцію у тій чи іншій формі. Наукові дослідження показали повноцінну замінність традиційної гіпсової сировини відходами хімічної промисловості.

Фосфогіпс– відхід при виробництві фосфорних добрив із апатитів та фосфоритів. Він являє собою CaSO 4 ×2H 2 O з домішками апатиту, що не розклався (або фосфориту) і невідмитої фосфорної кислоти.

Фторгіпс(Фторангідрит) – побічний продукт при виробництві фтористоводневої кислоти, безводного фтористого водню, фтористих солей. За складом це CaSO 4 з домішками вихідного флюориту, що не розклався.

Титаногіпс- відхід при сірчанокислотному розкладанні титановмісних руд. Борогіпс- Відхід виробництва борної кислоти. Сульфогіпсвиходить при уловлюванні сірчаного ангідриду з димових газів ТЕС.

Електротермофосфорні шлаки– відходи виробництва фосфорної кислоти, одержуваної за електротермічним способом. У гранульованому вигляді містить 95-98% скла. Основні оксиди, що входять до їх складу SiO 2 і СаО. Є цінною сировиною у виробництві в'яжучих речовин.

Відходи деревообробки та лісохімії.Нині нашій країні лише 1/6 частина деревних відходів використовують у целюлозно-паперової промисловості та промисловості будівельних матеріалів. Практично не використовуються кора, пні, вершини, гілки, суки, а також відходи деревообробки – стружка, тріска, тирса.

Відходи целюлозно-паперової промисловості- Опади стічних вод та інші промислові шлами. Скопій– продукт, який у результаті механічної очищення стічних вод. Це грубодисперсні домішки, що складаються здебільшого з волокон целюлози та частинок каоліну. Активний мул– продукт біологічної очистки стічних вод, що у вигляді колоїдів і молекул.

Відходи промисловості будівельних матеріалів.При отриманні цементного клінкеру до 30% об'єму продукту, що обпалюється, виноситься з димовими газами з печей у вигляді пилу. Цей пил може

Таблиця 2.1. Відходи промисловості, що використовуються у виробництві будівельних матеріалів

Відходи	Області застосування та матеріали
Шлаки чорної металургії: доменні, мартенівські, феромарганцеві	Портландцемент (виробництво клінкеру), портландцемент з мінеральною добавкою, шлакопортландцемент, змішані безцементні в'язкі, наповнювачі для бетонів, шлакова вата, шлакосітали і т.д.
Відходи кольорової металургії: шлаки (медеплавильних печей, нікелевого виробництва, свинцевої шахтної плавки тощо), шлами (бокситовий, нефеліновий, каоліновий)	В'яжучі автоклавного твердіння, пісок та щебінь, портландцемент (виробництво клінкеру), нефеліновий цемент, матеріали для зміцнення ґрунтів, вогнетриви, теплоізоляційні матеріали тощо.
Золи та шлаки теплових електростанцій	В'яжучі, пористий гравій, газобетон, силікатні вироби, добавки до кераміки тощо.
Розкривні породи: розкривні та порожні породи, хвости збагачення і т.д.	Портландцемент (виробництво клінкеру), повітряне вапно, мінеральна вата, скло, пігменти, керамічна цегла, силікатна цегла, заповнювачі для бетонів і т.д.
Відходи вуглевидобутку та вуглезбагачення: коксохімічних підприємств, вуглезбагачувальних фабрик, шахтні негорілі породи	Пористий заповнювач для бетону, керамічна цегла, матеріали для будівництва доріг
Гіпсові відходи хімічної промисловості: фосфогіпс, фторгіпс, титаногіпс, борогіпс, сульфогіпс	Заміна традиційної гіпсової сировини
Відходи деревини та лісохімії: кора, пні, вершини, гілки, суччя, горбиль, стружки, тріска, тирса, лігнін, скоп і т.д.	Арболіт, фіброліт, ДВП, ДСП, столярні плити, опілкобетон, ксилоліт, клеєні вироби, щитовий паркет, дрань, лігновуглеводні деревні пластики, короліт, блоки із сучків, плити з цільної кори, вигоряючі добавки, пластифікуючі добавки, і т.д.
Відходи промисловості будівельних матеріалів: цементний пил, кам'яний пил, крихта, цегельний бій, бракований та старий бетон	Портландцемент, наповнювачі для бетону, мінеральний наповнювач, добавки, змішані в'яжучі речовини і т.д.
Піритні недогарки	Портландцемент (коригуюча добавка)
Електротермофосфорні шлаки	Портландцемент (компонент сировинної суміші), ШПЦ, сульфатостійкий ШПЦ, литий щебінь, шлакова пемза, стінова кераміка (компонент шихти)
Інші відходи та вторинні ресурси: скляний бій та відходи скла, макулатура, ганчір'я, зношені шини тощо.	Скло, наповнювач для асфальту, добавка для виробництва стінової кераміки, пористий заповнювач для бетону, покрівельний картон, ізол, фольгоізол і т.д.

повертатися у виробництво, а також використовуватись у виробництві в'яжучих речовин.

Цегляний бій, старий і бракований бетон використовуються як штучний щебень. Бетонний брухт – відхід підприємств збірного залізобетону та зносу будівельних об'єктів. Величезні обсяги реконструкції житлового фонду, промислових підприємств, транспортних споруд, автошляхів тощо. ставлять важливе науково-технічне завдання з переробки відходів бетону та залізобетону. Розроблено різноманітні технології руйнування будівельних конструкцій, а також спеціальне обладнання для переробки некондиційного бетону та залізобетону.

Інші відходи та вторинні ресурси– відходи та бій скла, макулатура, гумова крихта, відходи та попутні продукти виробництва полімерних матеріалів, попутні продукти нафтохімічної промисловості тощо.

Найважливіші види будівельних матеріалів, одержувані з перерахованих вище відходів промисловості, наведені в табл. 1.

Контрольні питання

1. Глибинні породоутворюючі мінерали магматичних гірських порід їх фізичні властивості

2. Породоутворюючі мінерали осадових гірських порід (група кремнезему) та їх властивості

3. Породоутворюючі мінерали осадових гірських порід (група глинистих) та їх властивості

4. Різновиди метаморфічних гірських порід та їх властивості

5. Галузі промисловості – джерела багато тоннажних відходів.

6. Шлаки чорної металургії та сфери їх застосування.

7. Відвальні продукти кольорової металургії та сфери їх застосування.

8. Відходи гірничодобувної промисловості та галузі їх застосування.

9. Гіпсові відходи хімічної промисловості.

10. Відходи промисловості будівельної індустрії та сфери їх застосування.

Галузь будівництва. До її складу входять 15 підгалузей (25 видів виробництв), що об'єднують близько 9,5 тисячі підприємств, у тому числі 2,2 тисячі великих і середніх підприємств із загальною чисельністю працюючих понад 680 тисяч осіб. У загальному обсязі промислової продукції близько 7% продукції галузі посідає малі підприємства. Останніми роками щорічне зростання виробництва основних видів будівельних матеріалів становить від 7 до 30%.

Продукція галузі споживається здебільшого внутрішньому ринку країни. За матеріалами загальнобудівельного призначення (цемент, стінові матеріали, скло) є незначний імпорт. У групі оздоблювальних матеріалів та виробів, предметів домоустрою (лінолеуму, облицювальних виробів із природного каменю, керамічної плитки, санітарно-технічних виробів) частка імпортних матеріалів сягає 20-30%. Обсяг експорту вітчизняних матеріалів становить лише 4-6% загального обсягу вітчизняного виробництва.

Промисловість будівельних матеріалів є однією з найбільш паливо- та енергоємних (понад 16% у структурі витрат), а також вантажоємних галузей господарства: у загальному обсязі вантажоперевезень залізничним, автомобільним та водним транспортом перевезення будівельних вантажів становлять близько 25%. Понад 60% виробничих потужностей підприємств промисловості будівельних матеріалів та будіндустрії зосереджені у Європейській частині Росії. Галузь споживає 20 видів мінеральної сировини і належить до найбільших гірничодобувних галузей економіки Росії.

Основні тенденції розвитку будівельної промисловості Журнал ВАК «Перспективи інноваційного розвитку підприємств будівельної промисловості». Електронний доступ: http://uecs.ru/uecs59-592013/item/2497-2013-11-05-10-11-10.

Будівельна промисловість - сфера матеріального виробництва та підприємств, що беруть участь у створенні будівельної продукції.

До складу будівельної промисловості стали включати такі галузі та підгалузі громадського виробництва:

• - Будівельне виробництво (здійснюване підрядним та господарським способом);
• - виробництво будівельних матеріалів, конструкцій, деталей;
• - будівельне, дорожнє машинобудування, виготовлення інструменту, ремонт техніки;
• - транспорт, що обслуговує будівництво;
• - матеріально-технічне забезпечення (постачання, комплектація).

Враховуючи складну структуру будівельного виробництва, існує досить велике різноманіття підходів до визначення його сутності, один із них будівельний комплекс. Російська архітектурно-будівельна енциклопедія дає таке трактування: «Будівельний комплекс є сукупність галузей, виробництв, організацій, що характеризується тісними стійкими економічними, організаційними, технічними і технологічними зв'язками у отриманні кінцевого результату - забезпечення виробництва основних фондів народного господарства».

Система управління будівельним комплексом у нашій країні зазнала тривалої еволюції, яка продовжується до теперішнього часу.

Перспективні ринки та продукти хімічної галузі

У період 2020-го і до 2030 року перед будівництвом стоятимуть завдання забезпечити запит на нові високотехнологічні матеріали з боку машинобудування, суднобудування, медицини, вертольотобудування авіабудування, енергетичного машинобудування. Для розробок у космічному, авіаційному та ядерно-енергетичному секторах також знадобляться нові будівельні матеріали, композитні матеріали, герметизуючі матеріали, звукоізолюючі матеріали, електричні проводи та кабелі, покриття. Підвищуватимуться і без того високі вимоги до технічних властивостей продуктів, такі як висока міцність, стійкість до впливу випромінювання, стійкість до корозії, стійкість до високотемпературного та низькотемпературного впливу, а також стійкість до старіння матеріалів.

В даний час у світовій будівельній промисловості залізобетонні матеріали займають перше місце.

Частка залізобетонних виробів у загальному обсязі будматеріалів у Росії залишається такою ж низькою, як і у випадку з автокомпонентами. Якщо в цивільному будівництві в основному застосовуються «традиційні» матеріали, то в таких секторах, як будівництво мостів, залізниць, ділянках залізничних тунелів та ін, у залізобетонних виробів у Росії є значні перспективи. Таким чином, налагодження виробництва необхідних ЗБВ у Росії може стати значним сегментом імпортозаміщення.

Широке поширення отримають ЗБВ, що заміщають і перевершують за властивостями вже усталені матеріали для великогабаритних корпусних і дрібних, конструктивно складних деталей машин і механізмів. Будуть відкриті нові ринки для залізобетонних матеріалів: в автомобілебудуванні, кораблі- та суднобудуванні, аерокосмічній та енергетичній галузях, будівництві електроніки.

Основні тенденції у розвитку світової хімічної промисловості

Зміни у географії світового виробництва та споживання будівельної продукції: організація нових виробництв у країнах та регіонах, максимально наближених до зростаючих ринків збуту продукції.

Поява нового типу сировини для будівельної промисловості, зокрема. мінеральні та енергетичні ресурси та відновлювані ресурси.

Підвищення якості продуктів будівництва створюватимуть перспективи розвитку цієї галузі.

Зростаючий внесок ІКТ на всіх етапах розробки, виробництва, збуту та утилізації продукції.

Підвищення енергоефективності будівельного виробництва.

Істотне зростання витрат на тестування виробництва та міжнародну сертифікацію продукції відповідно до принципів «Стійкого розвитку» та «Відповідального піклування» - глобальної добровільної ініціативи будівельних компаній, що відповідає не лише поточним економічним, екологічним та соціальним потребам суспільства, а й інтересам майбутніх поколінь.

Список міжнародних законодавчих обмежень на продукцію будівельної промисловості постійно зростає і посилює систему допуску ринку, створюючи додаткові витрати для бізнесу, т.к. запровадження екологічних норм (у найближчій перспективі 2020-2025р.р. запровадження стійке поняття «Зелене середовище») вимагає заміни технологій та вливання значних інвестицій.

У цих умовах шлях збереження ефективності бізнесу полягає не в модернізації та структурній перебудові виробництва в традиційному розумінні, а в переході на нові технологічні принципи, що дають можливість перетворити сировинну базу, методи ведення та комп'ютерне моделювання будівельного процесу і таким чином зняти зростаючі протиріччя між ресурсними можливостями та ресурсомісткістю виробництва.

SWOT-аналіз будівельної промисловості

Сильні сторони	Слабкі сторони
Багаті природні ресурси; Достатня кількість вищих навчальних закладів із підготовки кадрів з будівельних спеціальностей; Розвинена інфраструктура. Грамотна інвестиційна політика Конкурентоспроможна та орієнтована на експорт продукція.	Низька завантаженість виробничих потужностей підприємств; Високий ступінь фізичного зносу обладнання та технологій; Недостатня ємність внутрішнього ринку; Скорочення та дефіцит кваліфікованих кадрів, слабкий приплив молоді до галузі; Залежність від процесу глобалізації економіки у формуванні ціни та попиту у сфері виробництва будматеріалів.
Можливості
Можливості використання існуючих організацій нових видів високотехнологічної продукції; Реалізація інноваційних проектів, впровадження високоефективних вітчизняних та зарубіжних Залучення фінансових ресурсів державних інститутів розвитку та інших фінансових структур для реалізації проектів у будівельній промисловості; Підготовка кадрів з технологічних спеціальностей для діючих та нових виробничих підприємств; Створення виробництв, які особливо впливають на довкілля.	Загроза втрати експортних ніш у окремих галузевих сегментах; Посилення в ряді зарубіжних країн екологічного законодавства в галузі контролю за виробництвом та обігом будівельної продукції; Висока технологічна оснащеність конкурентів, вищу якість продукції, налагоджена маркетингова система провідних зарубіжних компаній з метою завоювання нових ринків збуту; Старіння матеріально-технічної бази в науково-технічній сфері; Вплив фінансової та економічної кризи на галузь загалом.

Місце будівельної промисловості у розвитку економіки нашої країни визначається її важливою роллю як однієї з великих базових комплексів народного господарства Росії, який забезпечує багато галузей промисловості та сільське господарство сировиною, соціально-орієнтованою продукцією, сприяє формуванню прогресивної структури виробництва та споживання, розвитку нових галузей і напрямів, забезпечує економію та збереження життєво важливих ресурсів, підвищення продуктивності праці у суміжних галузях.

Будівельна галузь перебуває на стадії зрілості, темпи зростання будівельної промисловості трохи перевищують темпи зростання ВВП. Значне зростання спостерігається лише у сегментах виробництва полімерів та створення нових прогресивних матеріалів.

Оцінка чутливості промисловості

Складений профіль чутливості вказує на вплив кожного з факторів. Найбільша залежність спостерігається від таких факторів як: технологічні зміни, інформаційні технології, міжнародне співробітництво, канали постачання та збуту, а найменше - фундаментальні та прикладні дослідження.

Міністерство науки та освіти України

Київський Національний університетбудівництва та архітектури

Кафедра будівельного матеріалознавства

Реферат на тему: "Використання вторинних продуктів у виготовленні будівельних матеріалів"

ПЛАН:

1. Проблема промислових відходів та основні напрями її вирішення

в) Плавлені та штучні кам'яні матеріали на основі шлаківі зол

в) Матеріали з відходів лісохімії та переробки деревини

4. Список літератури

1. Проблема промислових відходів та основні напрями її вирішення.

а) Розвиток промисловості та накопичення відходів

Характерною особливістюнауково-технічного процесу є збільшення обсягу громадського виробництва. Бурхливий розвиток продуктивних сил викликає стрімке залучення до господарського обороту дедалі більшої кількості природних ресурсів. Ступінь їх раціонального використання залишається, однак, загалом дуже низьким. Щорічно людство використовує приблизно 10 млрд. т. мінеральних та майже стільки ж органічних сировинних продуктів. Розробка більшості найважливіших з корисними копалинами у світі йде швидше, ніж нарощуються їх розвідані запаси. Близько 70% витрат у промисловості припадає на сировину, матеріали, паливо та енергію. У той же час 10...99% вихідної сировини перетворюються на відходи, що скидаються в атмосферу та водойми, що забруднюють землю. У вугільній промисловості, наприклад, щорічно утворюється приблизно 1,3 млрд. т. розкривних і шахтних порід та близько 80 млн. т. відходів вуглезбагачення. Щорічно вихід шлаків чорної металургії становить близько 80 млн. т., кольоровий 2,5, зол та шлаків ТЕС 60…70 млн. т., деревних відходів близько 40 млн. м³.

Промислові відходи активно впливають екологічні чинники, тобто. істотно впливають на живі організми. Насамперед це стосується складу атмосферного повітря. В атмосферу надходять газоподібні та тверді відходи внаслідок згоряння палива та різноманітних технологічних процесів. Промислові відходи активно впливають як на атмосферу, а й у гідросферу, тобто. водне середовище. Під впливом промислових відходів, зосереджених у відвалах, шлаконакопичувачах, хвостосховищах тощо, забруднюється поверхневий стік у районі розміщення промислових підприємств. Скидання промислових відходів призводить, зрештою, до забруднення вод Світового океану, що призводить до різкого зниження його біологічної продуктивності та негативно впливає на клімат планети. Утворення відходів у результаті діяльності промислових підприємств негативно позначається на якості ґрунту. У ґрунті накопичуються надлишкові кількості згубно діючих на живі організми сполук, у тому числі канцерогенні речовини. У забрудненому «хворому» ґрунті йдуть процеси деградації, порушується життєдіяльність ґрунтових організмів.

Раціональне вирішення проблеми промислових відходів залежить від низки чинників: речовинного складу відходів, їхнього агрегатного стану, кількості, технологічних особливостей тощо. Найбільш ефективним вирішенням проблеми промислових відходів є використання безвідходної технології. Створення безвідходних виробництв здійснюється за рахунок принципової зміни технологічних процесів, розробки систем із замкнутим циклом, що забезпечують багаторазове використання сировини. При комплексному використанні сировинних матеріалів промислові відходи одних виробництв є вихідними сировинними матеріалами інших. Важливість комплексного використання сировинних матеріалів можна розглядати у кількох аспектах. По-перше, утилізація відходів дозволяє вирішити завдання охорони навколишнього середовища, звільнити цінні земельні угіддя, що займаються під відвали та шламосховища, усунути шкідливі викиди у навколишнє середовище. По-друге, відходи значною мірою покривають потребу низки переробних галузей у сировині. По-третє, при комплексному використанні сировини знижуються питомі капітальні витрати на одиницю продукції та зменшується термін їхньої окупності.

З галузей-споживачів промислових відходів найбільш ємною є промисловість будівельних матеріалів. Встановлено, що використання промислових відходів дає змогу покрити до 40% потреби будівництва у сировинних ресурсах. Застосування промислових відходів дозволяє на 10...30% знизити витрати на виготовлення будівельних матеріалів порівняно з виробництвом їх із природної сировини, економія капітальних вкладень сягає 35..50%.

б) Класифікація промислових відходів

На цей час відсутня всебічна класифікація промислових відходів. Це зумовлено надзвичайною строкатістю їхнього хімічного складу, властивостей, технологічних особливостей, умов освіти.

Усі відходи промисловості можна розділити на великі групи: мінеральні (неорганічні) і органічні. p align="justify"> Найбільше значення для виробництва будівельних матеріалів мають мінеральні відходи. На їхню частку падає переважна частка всіх відходів, що виробляються видобувними та переробними галузями промисловості. Ці відходи й більшою мірою вивчені, ніж органічні.

Баженовим П.І. запропоновано класифікувати промислові відходи у момент виділення їх із основного технологічного процесу на три класи: А; Б; Ст.

Продукти класу А (кар'єрні залишки та залишки після збагачення на корисну копалину) мають хіміко-мінералогічний склад та властивості відповідних гірських порід. Область їх застосування обумовлена ​​агрегатним станом, фракційним та хімічним складом, фізико-механічними властивостями.

Продукти класу Б – штучні речовини. Вони отримані як побічні продукти в результаті фізико-хімічних процесів, що протікають при звичайних або високих температурах. Діапазон можливого застосування цих промислових відходів ширший, ніж продуктів класу А.

Продукти класу Утворюються в результаті фізико-хімічних процесів, що протікають у відвалах. Такими процесами можуть бути самозаймання, розпад шлаків та утворення порошку. Типовими представниками відходів цього є горілі породи.

2. Досвід застосування відходів металургії, паливної промисловості та енергетики

а) В'яжучі матеріали на основі шлаків та зол

Основна маса відходів при отриманні металів та спалюванні твердого палива утворюється у вигляді шлаків та зол. Крім шлаків та зол при виробництві металу у великих кількостях утворюються відходи у вигляді водних суспензій дисперсних частинок-шлами.

Цінною і дуже поширеною мінеральною сировиною для будівельних матеріалів є горілі породи та відходи вуглезбагачення, а також розкривні породи та відходи збагачення руд.

Виробництво в'яжучих матеріалів відноситься до найбільш ефективних областей застосування шлаків. Шлакові в'яжучі можна поділити на такі основні групи: шлакопортландцементи, сульфатно-шлакові, вапняно-шлакові, шлако-лужні в'яжучі.

Шлаки та золи можна розглядати як значною мірою підготовлену сировину. У їхньому складі оксид кальцію (CaO) пов'язана у різних хімічних сполуках, у тому числі і у вигляді двокальцієвого силікату - одного з мінералів цементного клінкеру. Високий рівень підготовки сировинної суміші при застосуванні шлаків та зол забезпечує підвищення продуктивності печей та економії палива. Заміна глини доменним шлаком дозволяє знизити на 20% вміст вапняного компонента, зменшити при сухому виробництві клінкеру питому витрату сировини та палива на 10...15%, а також підвищити продуктивність печей на 15%.

Застосуванням малозалізистих шлаків – доменних та ферохромових – та створенням відновлювальних умов плавки отримують у електропечах білі цементи. На основі ферохромових шлаків окисленням металевого хрому в розплаві можна отримати клінкери, при використанні яких цементи з рівним та стійким забарвленням.

Сульфатно-шлакові цементице гідравлічні в'яжучі речовини, одержувані спільним тонким подрібненням доменних гранульованих шлаків і сульфатного збудника твердіння - гіпсу або ангідриду з невеликою добавкою лужного активізатора: вапна, портландцементу або обпаленого доломіту. Найбільш широке поширення з групи сульфатно-шлакових отримав гіпсошлаковий цемент, що містить 75-85% шлаку, 10-15% двоводного гіпсу або ангідриду, до 2% окису кальцію або 5% портландцементного клінкеру. Висока активізація забезпечується при використанні ангідриту, обпаленого при температурі близько 700º С, та високоглиноземистих основних шлаків. Активність сульфатно-шлакового цементу залежить від тонкощі подрібнення. Висока питома поверхня (4000 ... 5000 см ² / г) в'яжучого досягається за допомогою мокрого помелу. При досить високій тонкощі подрібнення в раціональному складі міцність сульфатно-шлакового цементу не поступається міцності портландцементу. Як і інші шлакові в'яжучі, сульфатно-шлаковий цемент має невелику теплоту гідратації – до 7 діб, що дозволяє застосовувати його при зведенні потужних гідротехнічних споруд. Цьому сприяє його висока стійкість до впливу м'яких сульфатних вод. Хімічна стійкість сульфатно-шлакового цементу вища, ніж шлакопортландцементу, що робить його застосування особливо доцільним у різних агресивних умовах.

Вапняно-шлакові та вапняно-зольні цементице гідравлічні в'яжучі речовини, одержувані спільним помелом доменного гранульованого шлаку або золи віднесення ТЕС і вапна. Їх застосовують для приготування будівельних розчинів марок не більше М 200. Для регулювання термінів схоплювання та поліпшення інших властивостей цих в'яжучих при виготовленні їх вводиться до 5% гіпсового каменю. Зміст вапна становить 10%...30%.

Вапняно-шлакові та зольні цементи по міцності поступаються сульфатно-шлаковим. Їх марки: 50, 100, 150 і 200. Початок схоплювання повинен наступати не раніше як за 25 хв., а кінець – пізніше як за 24 год. після початку замішування. При зниженні температури, особливо після 10 С, наростання міцності різко сповільнюється і, навпаки, підвищення температури при достатній вологості середовища сприяє інтенсивному твердінню. Твердіння на повітрі можливе лише за умови достатнього тривалого твердіння (15...30 діб) у вологих умовах. Для цих цементів характерна низька морозостійкість, висока стійкість у агресивних водах та мала екзотермія.

Шлаколужні в'яжучіскладатися з тонкоподрібненого гранульованого шлаку (питома поверхня ≥3000 см²/г) і лужного компонента – сполук лужних металів натрію або калію.

Для отримання шлаколужного в'яжучого прийнятні гранульовані шлаки з різним мінералогічним складом. Вирішальною умовою їхньої активності є вміст склоподібної фази, здатної взаємодіяти з лугами.

Властивості шлаколужного в'яжучого залежать від виду, мінералогічного складу шлаку, тонкощі його помелу, виду та концентрації розчину лужного компонента. При питомій поверхні шлаку 3000…3500 см²/г кількість води освіти тесту нормальної густоти становить 20…30% маси в'яжучого. Міцність шлаколужного в'яжучого при випробуванні зразків тесту нормальної густоти становить 30 ... 150 МПа. Їх характерний інтенсивне зростання міцності як протягом першого місяця, і у наступні терміни твердіння. Так, якщо міцність портландцементу через 3 місяці. твердіння в оптимальних умовах перевищує марочну приблизно в 1,2 рази, то шлаколужного в'яжучого в 1,5 рази. При тепловлажностной обробці процес твердіння прискорюється інтенсивніше, ніж при твердінні портландцементу. При нормальних режимах пропарювання, прийнятих у технології збірного залізобетону, протягом 28 діб. досягається 90 ... 120% марочної міцності.

Лужні компоненти, що входять до складу в'яжучого, виконують роль протиморозної добавки, тому шлаколужні в'яжучі досить інтенсивно тверднуть при негативних температурах.

б) Заповнювачі із шлакозольних відходів

Шлакові та зольні відходи представляють багатющу сировинну базу для виробництва як важких, так і легких пористих заповнювачів бетону. Основними видами заповнювачів на основі металургійних шлаків є шлаковий щебінь та шлакова пемза.

З паливних шлаків та зол виготовляють пористі заповнювачі, у тому числі аглопорит, зольний гравій, глинозольний керамзит.

До ефективних видів важких заповнювачів бетону, які не поступаються за фізико-механічними властивостями продукту дроблення щільних природних кам'яних матеріалів, відноситься литий шлаковий щебінь. При виробництві цього матеріалу литий вогняно-рідкий шлак із шлаковозних ковшів зливається шарами товщиною 200...500 мм на спеціальні ливарні майданчики або в тарцеподібні ями-траншеї. При витримуванні протягом 2...3 год. на відкритому повітрі температура розплаву в шарі знижується до 800°, і шлак кристалізується. Потім він охолоджується водою, що призводить до розвитку у шарі шлаку численних тріщин. Шлакові масиви на ливарних майданчиках або траншеях розробляються ескаваторами з подальшим дробленням.

Литий шлаковий щебінь характеризується високими морозо та жаростійкістю, а також опором стирання. Вартість його в 3-4 рази нижче, ніж щебеню з природного каменю.

Шлакова пемза (гальмує)– один із найефективніших видів штучних пористих заповнювачів. Її отримую поризацією шлакових розплавів внаслідок їхнього швидкого охолодження водою, повітрям чи парою, а також впливом мінеральних газоутворювачів. З технологічних способів отримання шлакової пемзи найчастіше застосовуються басейновий, струминний та гідроекранний способи.

Паливні шлаки та золи є найкращою сировиною для виробництва штучного пористого заповнювача. аглопориту.Це зумовлено, по-перше, здатністю золошлакового сировини як і, як глинистих порід та інших алюмосиликатных матеріалів, спікатися на ґратах агломераційних машин, по-друге, вмістом у ньому залишку палива, достатніх процесу агломерації. При використанні звичайної технології аглопорит одержують у вигляді щебеню з піску. Із зол ТЕС можна отримувати і аглопоритовий гравій,що має високі техніко-економічні показники.

Головна особливість технології аглопоритового гравію в тому, що в результаті агломерації сировини утворюється корж, що не спекся, а обпалені гранули. Сутність технології виробництва аглопоритового гравію полягає в отриманні сирцевих зольних гранул крупністю 10...20 мм, укладання їх на колосники стрічкової агломераційної машини шаром товщиною 200...300 мм і термічної обробки.

Виробництво аглопритового порівняно із звичайним виробництвом аглопориту характеризується зниженням на 20…30% витрати технологічного палива, нижчим розрідженням повітря у вакуум-камерах та збільшенням питомої продуктивності у 1,5…3 рази. Аглопоритовий гравій має щільну поверхневу оболонку і тому за практично рівної об'ємної маси зі щебенем відрізняється від нього більш високою міцністю та меншим водопглинанням. Розрахунки, що заміна 1 млн. м³ привізного природного щебеню агдопортовим гравієм із золи ТЕС лише за рахунок скорочення транспортних витрат при перевезеннях на відстань 500…1000 км дає економії 2 млн. рублів. Застосування аглопориту на основі зол і шлаків ТЕС дозволяє одержувати легкі бетони марок 50...4000 з об'ємною масою від 900 до 1800 кг/м³ при витраті цементу від 200 до 400 кг/м³.

Зольний гравійотримують гранулюванням підготовленої золошлакової суміші або золи-винесення ТЕС з подальшим спіканням і спукуванням в печі, що обертається, при температурі 1150...1250° С. На зольному гравії отримують легкі бетони з такими ж приблизно показниками, як і при використанні аглопоритного гравію. При виробництві зольного гравію ефективні лише злу, що спучують, ТЕС із вмістом паливних залишків не більше 10%.

Глінозольний керамзит –продукт спукування і спікання в печі гранул, що обертається, сформованих з суміші глин і золошлакових відходів ТЕС. Зола може становити від 30 до 80% усієї маси сировини. Введення глинистого компонента покращує формувальні властивості шихти, сприяє вигорянню залишків вугілля в золі, що дозволяє використовувати золи з підвищеним вмістом палива, що не згорів.

Об'ємна маса глинозольного керамзиту становить 400..6000 кг/м³, а міцність при стисканні в сталевому циліндрі 3,4…5 МПа. Головні переваги виробництва глинозольного керамзиту порівняно з аглопоритом та зольним гравієм – можливість використання золи ТЕС з відвалів у вологому стані без використання сушильних та помольних агрегатів та простіший спосіб формування гранул.

в) Плавлені та штучні кам'яні матеріали на основі шлаків та зол

До основних напрямів переробки металургійних та паливних шлаків, а також зол поряд з виробництвом в'яжучих, заповнювачів та бетонів на їх основі відноситься отримання шлакової вати, литих матеріалів та шлакосіталів, зольної кераміки та силікатної цегли.

Шлакова вата- Різновид мінеральної вати, що займає провідне місце серед теплоізоляційних матеріалів, як за обсягом випуску, так і за будівельно-технічними властивостями. У виробництві мінеральної вати доменні шлаки знайшли найбільше застосування. Використання тут шлаку замість природної сировини дає економію до 150 грн. на 1 т. Для отримання мінеральної вати поряд з доменними використовуються також ваграночні, мартенівські шлаки та шлаки кольорової металургії.

Необхідне співвідношення кислотних та основних оксидів у шихті забезпечується застосуванням кислих шлаків. Крім того, кислі шлаки більш стійкі проти розпаду, неприпустимого у мінеральній ваті. Збільшення вмісту кремнезему розширює температурний інтервал в'язкості, тобто. різницю температур, в межах яких можливе волокноутворення. Модуль кислотності шлаків коригується введенням у шихту кислих чи основних добавок.

З розплаву металургійних та паливних шлаків відливають різноманітні вироби: каміння для мощення доріг та підлог. промислових будівель, тюбінги, бордюрний камінь, протикорозійні плитки, труби Виготовлення шлакового лиття розпочалося одночасно із впровадженням у металургію доменного процесу. Литі вироби із шлакового розплаву економічно вигідніші порівняно з кам'яним литтям, наближаючись до нього за механічними властивостями. Об'ємна маса щільних литих виробів із шлаку досягає 3000 кг/м³, межа міцності на стиск 500 МПа.

Шлакосітали- Різновид склокристалічних матеріалів, одержуваних спрямованою кристалізацією скла. На відміну від інших ситалів сировинними матеріалами для них є шлаки чорної та кольорової металургії, а також золи спалювання кам'яного вугілля. Шлакосітали розроблені вперше в СРСР. Вони широко застосовуються в будівництві як конструкційні та оздоблювальні матеріали, що мають високу міцність. Виробництво шлакоситалів полягає у варінні шлакового скла, формуванні з них виробів і подальшій їх кристалізації. Шихта для отримання стекол складається з шлаку, піску, лугових та інших добавок. Найефективніше використання вогненно-рідких металургійних шлаків, що економить до 30...40% всього тепла, що витрачається на варіння.

Шлакосітали все ширше застосовуються у будівництві. Плитами листового шлакоситалу облицьовують цоколі та фасади будівель, обробляють внутрішні стіни та перегородки, виконують з них огородження балконів та покрівлі. Шлакостіалл – ефективний матеріал для сходів, підвіконь та інших конструктивних елементів будівель. Висока зносостійкість та хімічна стійкість дозволяють успішно застосовувати Шлакосітали для захисту будівельних конструкцій та апаратури у хімічній, гірничорудній та інших галузях промисловості.

Золошлакові відходи ТЕС можуть служити отощающими добавками, що містять палив, у виробництві керамічних виробів на основі глинистих порід, а також основною сировиною для виготовлення зольної кераміки. Найбільш широко застосовують паливні золи та шлаки як добавки при виробництві стінових керамічних виробів. Для виготовлення повнотілої та пустотілої цегли та керамічного каміння в першу чергу рекомендується використовувати легкоплавкі золи з температурою розм'якшення до 1200° С. Золи та шлаки, що містять до 10% палива, застосовують як отощаючі, а 10% і більше – як паливні добавки. В останньому випадку можна суттєво скоротити або виключити введення у шихту технологічного палива.

Розроблено ряд технологічних способів одержання зольної кераміки, де золошлакові відходи ТЕС є вже не додатковим матеріалом, а основним сировинним компонентом. Так, при звичайному обладнанні цегельних заводів може бути виготовлена ​​зольна цегла з маси, що включає золу, шлак і рідке натрієве скло в кількості 3% за обсягом. Останнє виконує роль пластифікатора, забезпечуючи отримання виробів із мінімальною вологістю, що унеможливлює сушіння сирцю.

Зольну кераміку випускають у вигляді пресованих виробів з маси, що включає 60-80% золи-винесення, 10-20% глини та інші добавки. Вироби надходять на сушіння та випал. Зольна кераміка може бути не тільки стіновим матеріалом, що має стабільну міцність і високу морозостійкість. Вона характеризується високою кислотостійкістю та низькою стертістю, що дозволяє виготовляти з неї тротуарні та дорожні плити та вироби, що володіють високою довговічністю.

У виробництві силікатної цегли зола ТЕС використовується як компонент в'яжучого або заповнювача. У першому випадку витрата її сягає 500 кг., у другому – 1,5…3,5 т. на 1 тис. прим. цегли. При введенні вугільної золи витрата вапна знижується на 10-50%, а сланцеві золи з вмістом CaO+MgO до 40-50% можуть повністю замінити вапно в силікатній масі. Зола у вапняно-зольному в'яжучому є не тільки активною кремнеземистою добавкою, але й сприяє пластифікації суміші та підвищенню в 1,3...1,5 рази міцності сирцю, що особливо важливо для забезпечення нормальної роботи автоматів-укладачів.

г) Золи та шлаки в дорожньо-будівельних та ізоляційні матеріали

Великотоннажним споживачем паливних зол і шлаків є дорожнє будівництво, де золи і золошлакові суміші використовують для влаштування підстилаючих і нижніх шарів основ, часткової заміни в'яжучих при стабілізації грунтів цементом і вапном, як мінеральний порошок в асфальтових бетонах і розчинах, як добавки в бетонних розчинах.

Золи, отримані при спалюванні вугілля та горючих сланців, застосовуються як наповнювачі покрівельних та гідроізоляційних мастик. Золошлакові суміші в дорожньому будівництві застосовують неукріпленими та укріпленими. Неукріплені золошлакові суміші використовують в основному як матеріал для пристрою підстилаючих і нижніх шарів основ доріг обласного та місцевого значення. При вмісті не більше 16% пилоподібної золи їх застосовують для поліпшення ґрунтових покриттів, що піддаються поверхневій обробці бітумною або дьогтовою емульсією. Конструктивні шари доріг можна виконати із золошлакових сумішей із вмістом золи не більше 25...30%. У гравійно-щебеневих підставах в якості ущільнюючої добавки доцільно застосовувати золошлакову суміш з вмістом пилоподібної золи до 50%.

Також як і природні кам'яні матеріали щодо високої міцності, золошлакові відходи ТЕС служать для виготовлення бітумомінеральних сумішей, які застосовуються для створення конструктивних шарів доріг 3-5 категорій. З паливних шлаків, оброблених бітумом або дьогтем (до 2% по масі), одержують чорний щебінь. Змішуючи підігріту до 170...200° З золу з 0,3...2% розчину бітуму в зеленій олії, отримують гідрофобний порошок з об'ємною масою 450...6000 кг/м³. Гідрофобний порошок одночасно може виконувати функції гідро- та теплоізоляційного матеріалу. Поширене застосування зол як наповнювач мастик.

д) Матеріали на основі шламів металургійних виробництв

Для виробництва будівельних матеріалів промислове значення мають нефелінові, бокситові, сульфатні, білі та багатокальцієві шлами. Обсяг лише нефелінових шламів, придатних для використання, становить щорічно понад 7 млн.т.

Основним напрямком застосування шламових відходів металургійної промисловості є виготовлення безклінкерних в'яжучих матеріалів на їх основі, отримання портландцементу та змішаних цементів. У промисловості особливо широко використовується нефеліновий (белітовий) шлам, що отримується при вилученні глинозему з нефелінових порід.

Під керівництвом П.І. Баженова розроблена технологія виготовлення нефелінового цементу та матеріалів на його основі. Нефеліновий цемент є продуктом спільного помелу або ретельного перемішування попереднього подрібненого нефелінового шламу (80-85%), вапна або іншого активізатора, наприклад портландцементу (15-20%) і гіпсу (4-7%). Початок схоплювання нефелінового цементу має наступати не раніше як за 45 хв., кінець – пізніше як за 6ч. після його замішування, Його марки 100, 150, 200 і 250.

Нефеліновий цемент є ефективним для розчинів кладок і штукатурних, а також для бетонів нормального і особливо автоклавного твердіння. ПО пластичності та часу схоплювання розчини на нефеліновому цементі близькі до вапняно-гіпсових розчинів. У бетонах нормального твердіння нефеліновий цемент забезпечує отримання марок 100…200, автоклавних – марок 300…500 при витраті 250…300 кг/м³. Особливостями бетонів на нефеліновому цементі є низька екзометрія, що важливо враховувати під час будівництва масивних гідротехнічних споруд, високе зчеплення зі сталевою арматурою після автоклавної обробки, підвищена стійкість у мінералізованих водах.

Близьким за складом до нефелінового цементу є в'яжучі на основі бокситового, сульфатного та інших шламів металургійних виробництв. Якщо значна частина цих мінералів гідратована, для прояву в'яжучих властивостей шламів необхідна їх сушіння в інтервалі 300 ... 700 ° С. Для активізації цих в'яжучих доцільно введення добавок вапна та гіпсу.

Шламові в'яжучі належать до категорії місцевих матеріалів. Найбільш раціонально застосовувати їх виготовлення виробів автоклавного твердіння. Однак вони можуть застосовуватися і в будівельних розчинах, при оздоблювальних роботах, виготовленні матеріалів з органічними заповнювачами, наприклад фіброліту. Хімічний склад ряду металургійних шламів дозволяє застосовувати їх як основний сировинний компонент портландцементного клінкеру, а також активної добавки у виробництві портландцементу та змішаних цементів.

е) Застосування горілих порід, відходів вуглезбагачення, видобутку та збагачення руд

Основна маса горілих порід є продуктом випалу порожніх порід, супутніх родовищ кам'яного вугілля. Різновидами горілих порід є глієжі - гілінсті і глинисто-піщані породи, обпалені в надрах землі при підземних пожежах у вугільних пластах, і відвальні, перегорівши шахтні породи.

Можливості застосування горілих порід та відходів вуглезбагачення у виробництві будівельних матеріалів дуже різноманітні. Горілі породи, як і інші обпалені глинисті матеріали, володіють активністю по відношенню до вапна і використовуються в ролі гідравлічних добавок у в'яжучих вапняно-пуццоланового типу, портландцементі, пуццолановому портландцементі та автоклавних матеріалах. та полімерних композиціях. Звичайно, обпалювані в надрах землі або в териконах вугільних шахт горілі породи - аргіліти, алевроліти та пісковики - мають керамічну природу і можуть застосовуватися у виробництві жаростійких бетонів і пористих заповнювачів. Деякі горілі породи є легкими нерудними матеріалами, що зумовлює їх використання як наповнювачів для легких розчинів та бетонів.

Відходи вуглезбагачення – цінний вид мінералогічної сировини, що переважно використовується у виробництві стінових керамічних матеріалів та пористих заповнювачів. За хімічним складом відходи вуглезбагачення близькі до традиційної глинистої сировини. У ролі шкідливої ​​домішки в них виступає сірка, що міститься в сульфатних та сульфідних сполуках. Теплотворна здатність їх коливається у межах – від 3360 до 12600 кДж\кг і більше.

у виробництві стінових керамічних виробів відходи вуглезбагачення застосовують як отощающую або вигоряє добавку, що містить паливо. До введення в керамічну шихту шматкові відходи подрібнюють. Попереднє дроблення не потрібно для шламу розміром частинок менше 1мм. Шлам попередньо підсушується до вологості 5-6%. Добавка відходів при отриманні цегли пластичним способом має становити 10...30%. Введення оптимальної кількості палива містить добавки в результаті більш рівномірного випалу значно покращує показники міцності виробів (до 30...40%), економить паливо (до30%), виключає необхідність введення в шихту кам'яного вугілля, підвищує продуктивність печей.

Можливе застосування шламу вуглезбагачення порівняно високої теплотворної здатності (18900…21000кДж/кг) як технологічне паливо. Він не вимагає додаткового дроблення, добре розподіляється по садку при засипанні через паливні отвори, що сприяє рівномірному випалюванню виробів, а головне набагато дешевше за вугілля.

З деяких різновидів відходів збагачення кам'яного вугілля можна виробляти як аглопорит, а й керамзит. Цінним джерелом нерудних матеріалів є породи гірничодобувних галузей промисловості, що попутно видобуваються. Основним напрямом утилізації цієї групи відходів є виробництво насамперед заповнювачів бетонів та розчинів, дорожньо-будівельних матеріалів, бутового каменю.

Будівельний щебінь отримують із попутних порід при видобутку залізної та інших руд. Високоякісною сировиною для виробництва щебеню є безрудні залізисті кварцити: роговики, кварцитові та кристалічні сланці. Щебінь із попутних порід при видобутку залізняку отримують на дробильно-сортувальних установках, а також сухою магнітною сепарацією.

3. Досвід застосування відходів хіміко-технологічних виробництв та переробки деревини

а) Застосування шлаків електротермічного виробництва фосфору

Важливим джерелом будівельної сировини є також сільськогосподарські відходи рослинного походження. Щорічний вихід, наприклад, відходів стебел бавовнику становить близько 5 млн. т. на рік, а лляного багаття понад 1 млн. т.

Відходи деревини утворюються на всіх стадіях її заготівлі та переробки. До них відносяться гілки, суки, вершини, відкомплівки, козирки, тирса, пні, коріння, кора і хмиз, що в сумі становлять близько 21% всієї маси деревини. При переробці деревини на пиломатеріали вихід продукції досягає 65%, решта утворює відходи у вигляді обаполу (14%), тирси (12%), зрізок та дрібниці (9%). При виготовленні з пиломатеріалів будівельних деталей, меблів та інших виробів виникають відходи у вигляді стружки, тирси та окремих шматків деревини – зрізок, що становлять до 40% маси перероблених пиломатеріалів.

Найбільше значення для виробництва будівельних матеріалів та виробів мають тирса, стружка та кускові відходи. Останні використовують як безпосередньо виготовлення клеєних будівельних виробів, і переробки на технологічну тріску, та був стружку, дробленку, волокнисту масу. Розроблено технологію отримання будівельних матеріалів з кори та одубини – відходу виробництва дубильних екстрактів.

Фосфорні шлакице побічний продукт виробництва фосфору термічним способом електропечах. При температурі 1300 ... 1500 ° С фосфат кальцію взаємодіє з вуглецем коксу і кремнеземом, у результаті утворюється фосфор і шлаковий розплав. Шлак зливається з печей у вогненно-рідкому стані та гранулюється мокрим способом. На 1 т. фосфору припадає 10...12т шлаку. На великих хімічних підприємствах одержують до двох млн. т. шлаку на рік. Хімічний склад фосфорних шлаків близький до складу доменних.

З фосфорно-шлакових розплавів можна отримувати шлакову пемзу, вату та литі вироби. Шлакову пемзу одержують за звичайною технологією без зміни складу фосфорних шлаків. Вона має об'ємну насипну масу 600…800 кг/м³ та склоподібну дрібнопористу структуру. Фосфорно-шлакова вата характеризується довгими тонкими волокнами та об'ємною масою 80...200 кг/м³. Фосфорно-шлакові розплави можуть переробляється в литий щебінь за траншейною технологією, що застосовується на металургійних підприємствах.

б) Матеріали на основі гіпсовмісних та залізистих відходів

Потреба промисловості будівельних матеріалів у гіпсовому камені нині перевищує 40 млн.т. У той же час потреба в гіпсовій сировині може бути в основному задоволена за рахунок відходів гіпсовмісних хімічної, харчової, лісохімічної промисловості. У 1980 р. нашій країні вихід відходів і побічних продуктів, містять сульфати кальцію, досяг приблизно 20 млн. т на рік, зокрема фосфогіпсу – 15,6 млн. т.

Фосфогіпс -відхід сірчанокислотної обробки апатитів або фосфоритів у фосфорну кислоту або концентровані фосфорні добрива. Він містить 92…95% двоводного гіпсу з механічною домішкою 1…1,5% п'ятиокису фосфору та деякої кількості інших домішок. Фосфогіпс має вигляд шламу вологістю 20-30% з високим вмістом розчинних домішок. Тверда фаза тонкодисперсна шламу і більш ніж на 50% складається з частинок розміром менше 10мкм. Вартість транспортування та зберігання фосфогіпсу у відвалах становить до 30% загальної вартості споруд та експлуатації основного виробництва.

При виробництві фосфорної кислоти способом екстракції за напівгідратною схемою відходом є фосфонапівгідрат сульфату кальцію, що містить 92...95% - основного компонента міцного гіпсу. Однак наявність на поверхні кристалів напівгідрату пасивуючих плівок помітно стримує прояв в'яжучих властивостей цього продукту без спеціальної його технологічної обробки.

При звичайній технології гіпсові в'яжучі на основі фосфогіпсу низькоякісні, що пояснюється високою водопотребою фосфогіпсу, обумовленої великою пористістю напівгідрату внаслідок великих кристалів у вихідній сировині. Якщо водопотреба звичайного будівельного гіпсу 50-70%, то для отримання тесту нормальної густоти з фосфогіпсового в'яжучого без додаткової обробки потрібно води 120-130%. Негативно впливають на будівельні властивості фосфогіпсу і домішки, що містяться в ньому. Цей вплив дещо знижується при домолі фосфогіпсу та формування виробів методом віброукладання. В цьому випадку якість фосфогіпсового в'яжучого підвищується, хоча і залишається нижчою, ніж будівельного гіпсу з природної сировини.

У МИСИ на основі фосфогіпсу отримано композиційне в'яжуче підвищеної водостійкості, що містить 70-90% α-напівгідрату, 5-20% портландцементу і 3-10% пуцоланових добавок. При питомій поверхні 3000…4500 см²/г водопотреба в'яжучого становить 35…45%, схоплювання починається через 20…30 хв, закінчується через 30…60 хв., межа міцності на стиск дорівнює 30…35 МПа, коефіцієнт розм'якшення 0,6…0 ,7. водостійке в'яжуче отримують при гідротермальній обробці в автоклаві суміші фосфогіпсу, портландцементу та добавок, що містять активний кремнезем.

У цементній промисловості Фосфогіпс застосовують як мінералізатор при випалюванні клінкеру і замість природного гіпсу як добавку для регулювання схоплювання цементу. Добавка 3…4% у шлам дозволяє збільшити коефіцієнт насичення клінкеру з 0.89…0,9 до 0,94…0,96 без зниження продуктивності печей, підвищити стійкість футерування в зоні спікання внаслідок рівномірного утворення стійкої обмазки і отримати клінкер, що легко розмелюється. Встановлено придатність фосфогіпсу для заміни гіпсу за молоти цементного клінкеру.

Широке застосування фосфогіпсу як добавки у виробництві цементу можливе лише при його підсушуванні та гранульуванні. Вологість гранульованого фосфогіпсу має перевищувати 10…12%. Сутність основної схеми гранулювання фосфогіпсу полягає в зневодненні частини вихідного фосфогіпсового шламу при температурі 220...250° до стану розчинного ангідриду з наступним змішуванням його з рештою фосфогіпсу. При змішуванні фосфоангідриду з фосфогіпсом у барабані, що обертається, зневоднений продукт гідратується за рахунок вільної вологи вихідного матеріалу, і в результаті утворюються тверді гранули двоводногофосфогіпсу. Можливий і інший метод гранулювання фосфогіпсу - з додатком, що зміцнює піритних недогарків.

Окрім виробництва в'яжучих та виробів на їх основі відомі й інші шляхи утилізації гіпсовмісних відходів. Досліди показали, що добавка до 5% фосфогіпсу в шихту при виробництві цегли інтенсифікує процес сушіння та сприяє підвищенню якості виробів. Пояснюється це покращенням кераміко-технологічних властивостей глиняної сировини за рахунок присутності основного компонента фосфогіпсу – сульфату двоводного кальцію.

З залізистих відходів найбільше широко застосовуються піритні недогарки. Зокрема у виробництві портландцементного клінкеру їх використовують як коригуючу добавку. Однак недогарки, що витрачаються в цементній промисловості, становлять лише невелику частину їхнього загального виходу на підприємствах з виробництва сірчаної кислоти, що споживають як основну вихідну сировину сірчаний колчедан.

Розроблено технологію виготовлення високозалізистих цементів. Вихідними компонентами для отримання таких цементів є крейда (60%) і піритні недогарки (40%). Сировинну суміш обпалюють при температурі 1220…1250º С. Високошкіряні цементи характеризуються нормальними термінами схоплювання при введенні в сировинну суміш до 3% гіпсу. Міцність їх на стиск в умовах водного та повітряно-вологого твердіння протягом 28 діб. відповідає маркам 150 та 200, а при пропарюванні в автоклавній обробці збільшується у 2 …2,5 рази. Високозалізисті цементи є безусадковими.

Піритні недогарки у виробництві штучних заповнювачів бетонів можуть бути як добавкою, так і основною сировиною. Добавку піритних недогарків у кількості 2…4% загальної маси вводять збільшення газотворної здатності глин при отриманні керамзиту. Цьому сприяє розпад у недогарках при 700…800º З залишків піриту з утворенням сірчистого газу та відновленням оксидів заліза під впливом органічних домішок, присутніх у глинистій сировині, із виділенням газів. Залізисті сполуки, особливо у закисній формі, діють як плавні, викликаючи розрідження розплаву та зменшення температурного інтервалу зміни його в'язкості.

Залізовмісні добавки застосовують у виробництві стінових керамічних матеріалів для зниження температури випалу, підвищення якості та покращення колірних характеристик. Позитивні результати дає попереднє прожарювання недогарків для розкладання домішок сульфідів та сульфатів, що утворюють при випалюванні газоподібні продукти, присутність яких знижує механічну міцність виробів. Ефективним є введення в шихту 5...10% недогарків, особливо в сировину з низькою кількістю плавнів і недостатньою спекаемостью.

У виробництві фасадних плиток напівсухим і шлінкерним способами прожарені недогарки можуть додаватися в шихти в кількості від 5 до 50% по масі. Використання недогарків дозволяє виготовляти кольорові керамічні фасадні плитки без додаткового введення в глину шамоту. При цьому температура випалу плиток з тугоплавких і вогнетривких глин знижується на 50...100°.

в) Матеріали з відходів лісохімії та переробки деревини

Для виробництва будівельних матеріалів найбільш цінною сировиною з відходів хімічної промисловості є шлаки електротермічного виробництва фосфору, гіпсовмісні та вапняні відходи.

До відходів зимико-технологічних виробництв можна віднести зношену гуму та вторинне полімерну сировину, а також ряд побічних продуктів підприємств будівельних матеріалів: цементний пил, опади у водоочисних апаратах азбестоцементних підприємств, бій скла та кераміки. Відходи становлять до 50% всієї маси деревини, що переробляється, більша частина з них в даний час спалюється або вивозиться у відвал.

Підприємства будівельних матеріалів, розташовані поблизу гідролізних заводів, можуть успішно утилізувати лігнін – один із найбільш ємних відходів лісохімії. Досвід роботи ряду цегельних заводів дозволяє вважати лігнін ефективною добавкою, що вигорає. Він добре поєднується з іншими компонентами шихти, не погіршує її формувальних властивостей і не ускладнює різання бруса. Найбільший ефект його застосування має місце за порівняно невеликої кар'єрної вологості глини. Запресований сирець лігнін при сушінні не горить. Горюча частина лігніну повністю випаровується при температурі 350 ... 400 º С, зольність його становить 4 ... 7%. Для забезпечення кондиційної механічної міцності звичайної глиняної цегли лігнін слід вводити у формувальну шихту в кількості до 20...25% її обсягу.

У виробництві цементу лігнін можна використовувати як пластифікатор сировинного шламу та інтенсифікатор подрібнення сировинної суміші та цементу. Дозування лігніну у разі становить 0,2…0,3%. Дія гідролізного лігніну, що розріджується, пояснюється присутністю в ньому речовин фенольного характеру, що добре знижують в'язкість вапняково-глинистих суспензій. Дія лігніну при помелі полягає головним чином у зменшенні злипання дрібних фракцій матеріалу та їх налипанні на тіл, що мелють.

Деревні відходи без попередньої переробки (тирса, стружка) або після подрібнення (тріска, дроблянка, деревна вовна) можуть служити заповнювачами в будівельних матеріалах на основі мінеральних та органічних в'яжучих, ці матеріали характеризуються невисокою об'ємною масою та теплопровідністю, а також гарною оброблюваністю. Просоченням деревних заповнювачів мінералізаторами і наступним змішуванням з мінеральними в'яжучими забезпечується біостійкість і важкозгорання матеріалів на їх основі. Загальні недоліки матеріалів на деревних заповнювачах – високе водопоглинання та порівняно низька водостійкість. За призначенням ці матеріали діляться на теплоізоляційні та конструктивно-теплоізоляційні.

Головними представниками групи матеріалів на деревних заповнювачах та мінеральних в'яжучих є арболіт, фіброліт та опілкобетони.

Арболіт -легкий бетон на заповнювачах рослинного походження, попередньо оброблених розчином мінералізатора. Він застосовується у промисловому, цивільному та сільськогосподарському будівництві у вигляді панелей та блоків для зведення стін та перегородок, плит перекриттів та покриттів будівель, теплоізоляційних та звукоізоляційних плит. Вартість будівель з арболіту на 20...30% нижча ніж з цегли. Арболітові конструкції можуть експлуатуватись при відносній вологості повітря приміщень не більше 75%. При великій вологості потрібен пристрій пароізоляційного шару.

Фібролітна відміну від арболіту як заповнювач і одночасно армуючого компонента включає деревну шерсть - стружку довжиною від 200 до 500 мм, шириною 4 ... 7 мм. та товщиною 0,25…0,5 мм. Деревну вовну отримують з неділової деревини хвойних, рідше листяних порід. Фіброліт відрізняється високою звукопоглинальністю, легкою оброблюваністю, цвяхом, гарним зчепленням зі штукатурним шаром та бетоном. Технологія виробництва фіброліту включає приготування деревини, обробки її мінералізатором, змішуванням з цементом, пресування плит та їх термічну обробку.

Опилкобетони –це матеріал на основі мінеральних в'яжучих і тирси. До них відносяться ксилоліт, ксилобетон та деякі інші матеріали, близькі до них за складом та технологією.

Ксилолітназивається штучний будівельний матеріал, отриманий в результаті твердіння суміші магнезіального в'яжучого і тирси, затвореної розчином хлориду або сульфату магнію. В основному ксилоліт застосовується для влаштування монолітних або збірних покриттів підлоги. Переваги ксилолітової підлоги – відносно невеликий коефіцієнт теплозасвоєння, гігієнічність, достатня твердість, низька стирання, можливість різноманітного кольорового забарвлення.

Ксилобетонирізновид легкого бетону, заповнювачем якого є тирса, а в'язким – цемент або вапно і гіпс, ксилобетон при об'ємній масі 300…700 кг/м³ та міцності на стиску 0,4…3 МПа застосовують як теплоізоляційний, а при об'ємній масі 700…1200 кг /м³ та міцності на стиск до 10 МПА – як конструктивно-теплоізоляційний матеріал.

Клеєна деревина відноситься до найбільш ефективних будівельних матеріалів. Вона може бути шаруватою або отриманою зі шпону (фанера, дерево-шаруваті пластики); масивної із кускових відходів лісопилення та деревообробки (панелі, шити, бруси, дошки) та комбінованої (столярні плити). Переваги клеєної деревини – низька об'ємна маса, водостійкість, можливість одержання з маломірного матеріалу виробів складної форми, великих конструктивних елементів. У клеєних конструкціях послаблюється вплив анізотропності деревини та її пороків, вони характеризується підвищеною глиностійкістю і низькою займистістю, не схильні до усихання і короблення. Клеєні дерев'яні конструкції за термінами та трудовитратами при зведенні будівель, стійкості при зведенні агресивного повітряного середовища часто успішно конкурують із сталевими та залізобетонними конструкціями. Їх застосування ефективно при зведенні сільськогосподарських та промислових підприємств, виставкових та торгових павільйонів, спортивних комплексів, будівель та споруд збірно-розбірного типу.

Деревно-стружкові плитице матеріал, отриманий гарячим пресуванням подрібненої деревини, змішаної із сполучними речовинами – синтетичними полімерами. Перевагами цього матеріалу є однорідність фізико-механічних властивостей у різних напрямках, порівняно невеликі лінійні зміни при змінній вологості, можливість високої механізації та автоматизації виробництва.

Будівельні матеріали на основі деяких відходів деревини можуть виготовлятись без застосування спеціальних в'яжучих. Частинки деревини в таких матеріалах зв'язуються в результаті зближення та переплетення волокон, їх когезійної здатності та фізико-хімічних зв'язків, що виникають у процесі обробки прес-маси при високих тисках та температурі.

Без застосування спеціальних сполучних одержують деревноволокнисті плити.

Деревно-волокнисті плитиматеріал, що формується з волокнистої маси з подальшою тепловою обробкою. Приблизно 90% всіх деревноволокнистих плит виготовляють з деревини. Вихідною сировиною служать неділова деревина та відходи лісопильного та деревообробного виробництв. Плити можна отримувати з волокон луб'яних рослин і з іншої волокнистої сировини, що має достатню міцність і гнучкість.

До групи деревних пластиків входять: Деревно-шаруваті пластики- матеріал з листів шпону, просочених синтетичним полімером резольного типу і склеєних в результаті термічної обробки тиском, лігновуглеводні та п'єзотермопластики, що виготовляються з тирси високотемпературною обробкою прес-маси без введення спеціальних в'яжучих. Технологія лігновуглеводних пластиків складається з підготовки, сушіння та дозування деревних частинок, формування килима, холодного його підпресування. , гарячого пресування та охолодження без зняття тиску. Область застосування лігновуглеводних пластиків така сама, як деревно-волокнистих і деревно-стружкових плит.

П'єзотермопластикаможуть виготовляються з тирси двома способами – без попередньої обробки та з гідротермальною обробкою вихідної сировини. За другим способом кондиційна тирса обробляються в автоклавах пором при температурі 170 ... 180 º С і тиску 0,8 ... 1 МПа протягом 2 ч. Гідролізована прес-маса частково висушується і при певній вологості послідовно піддається холодному і гарячому пресування.

З п'єзотермопластиків випускають плитки для підлоги завтовшки 12мм. Вихідною сировиною може бути тирса або подрібнена деревина хвойних і листяних порід, лляна або конопляна багаття, очерет, гідролізний лігнін, одубіна.

г) Утилізація власних відходів у виробництві будівельних матеріалів

Досвід підприємств Кримської автономної республіки, які розробляють вапняк-черепашник для одержання стінового штучного каменю, показує ефективність виготовлення з відходів каменепилювання черепашково-бетонних блоків. Блоки формуються у горизонтальних металевих формах з відкидними бортами. Дно форми покривається розчином з черепашника завтовшки 12..15 мм для створення внутрішнього фактурного шару. Форма заповнюється крупнопористим або дрібнозернистим бетоном з черепашника. Фактура зовнішньої поверхні блоків може створюватись спеціальним розчином. Черепашково-бетонні блоки застосовують для кладки фундаментів та стін при будівництві виробничих та житлових будівель.

У виробництві цементу в результаті переробки тонкодисперсних мінеральних матеріалів утворюється значна кількість пилу, Загальна кількість пилу, що вловлюється, на цементних заводах може становити до 30% всього обсягу продукції, що випускається. До 80% усієї кількості пилу викидається з газами клінкерообпалювальних печей. Пил, що виноситься з печей, є полідесперсним порошком, що містить при мокрому способі виробництва 40-70, а при сухому - до 80% фракцій розміром менше 20мкм. Мінералогічними дослідженнями встановлено, що у складі пилу міститься до 20% клінкерних мінералів, 2…14% вільного окису кальцію та від 1 до 8% лугів. Основна маса пилу складається з суміші обпаленої глини і вапняку, що не розклався. Склад пилу суттєво залежить від типу печей, виду та властивостей застосовуваної сировини, способу уловлювання.

Основним напрямом утилізації пилу на цементних заводах є використання його у процесі виробництва цементу. Пил з пилоосаджувальних камер повертається в піч, що обертається разом зі шламом. Основна кількість вільного окису кальцію, лугів і сірчаного ангідриду. Добавка 5…15% такого пилу до сировинного шламу викликає його коагуляцію та зменшення плинності. При підвищеному вмісті в пилу лужних оксидів також знижується якість клінкеру.

Азбестоцементні відходи містять велику кількість гідратованих цементних мінералів та азбесту. При випаленні в результаті зневоднення гідратних складових цементу і азбесту вони набувають в'яжучих властивостей. Оптимальна температура випалу знаходиться в інтервалі 600 ... 700 º С. У цьому температурному діапазоні завершується дегідратація гідросилікатів, розкладається азбест і утворюється ряд мінералів, здатних до гідравлічного твердіння. В'яжучі з вираженою активністю можна отримати змішуванням термічно оброблених азбестоцементних відходів з металургійним шлаком та гіпсом. З азбестоцементних відходів виготовляють облицювальні плитки та плитки для підлоги.

Ефективним видом в'яжучого в композиціях з азбестоцементних відходів є рідке скло. Облицювальні плити із суміші висушених і подрібнених на порошок азбестоцементних відходів і розчину рідкого скла щільністю 1,1...1,15 кг/см³ отримують при питомому тиску пресування 40...50 МПа. У сухому стані ці плити мають об'ємну масу 1380...1410 кг/м³, межа міцності на вигин 6,5...7 МПа, на стиск 12...16 МПа.

З азбестоцементних відходів можна виготовляти теплоізоляційні матеріали. Вироби у вигляді плит, сегментів і шкаралуп отримують з обпалених та подрібнених відходів з добавкою вапна, піску та газоутворювачів. Газобетон на основі в'яжучих з азбестоцементних відходів мають міцність на стиск 1,9...2,4 МПа та об'ємну масу 370...420 кг/м³. Відходи азбестоцементної промисловості можуть бути наповнювачами теплих штукатурок, асфальтових мастик і асфальтових бетонів, а також заповнювачами бетонів з високою ударною в'язкістю.

Скляні відходи утворюються як при виробництві скла, так і при використанні скловиробів на будівельних об'єктах та в побуті. Повернення склобою в основний технологічний процес виробництва скла є основним напрямом його утилізації.

З порошку скляного бою з газоутворювачами спіканням при 800…900° отримують один із найефективніших теплоізоляційних матеріалів – піноскло. Плити та блоки з піноскла мають об'ємну масу 100…300 кг/м³, теплопровідність 0,09…0,1 Вт та межу міцності на стиск 0,5…3 МПа.

У суміші з пластичними глинами скляний бій може бути основним компонентом керамічних мас. Вироби з таких мас виготовляють за напівсухою технологією, їх відрізняє висока механічна міцність. Введення скляного бою в керамічну масу знижує температуру випалу та підвищує продуктивність печей. Випускають склокерамічні плитки із шихти, що включає від 10 до 70% бою скла, подрібненого в кульовому млині. Масу зволожують до 5-7%. Плитки пресують, сушать і обпалюють при 750 ... 1000 С. Водопоглинання плиток - не більше 6%. морозостійкість понад 50 циклів.

Біте скло також застосовують як декоративний матеріал у кольорових штукатурках, мелені скляні відходи можна використовувати як присипку масляною фарбою, абразив – для виготовлення наждакового паперу і як компонент глазурі.

У керамічному виробництві відходи виникають різних стадіях технологічного процесу, Сушильний шлюб після необхідного подрібнення служить добавкою зниження вологості вихідної шихти. Бій глиняної цегли використовується після дроблення як щебінь у загальнобудівельних роботах та при виготовленні бетону. Цегляний щебінь має об'ємну насипну масу 800…900 кг/м³, у ньому можна одержувати бетони з об'ємною масою 1800…2000 кг/м³, тобто. на 20% легше, ніж звичайних важких заповнювачах. Застосування цегляного щебеню ефективне для виготовлення пористих бетонних блоків з об'ємною масою до 1400 кг/м³. Кількість цегляного бою різко скоротилася завдяки контейнеризації та комплексній механізації робіт із завантаження та розвантаження цегли.

4. Список літератури:

Боженов П.І. Комплексне використання мінеральної сировини для будівельних матеріалів. - Л.-М.: Будвидав, 1963.

Гладкі К.В. Шлаки – не відходи, а цінна сировина. - М.: Будвидав, 1966.

Попов Л.М. Будівельні матеріали із відходів промисловості. - М.: Знання, 1978.

Баженов Ю.М., Шубенкін П.Ф., Дворкін Л.І. Застосування промислових відходів у виробництві будівельних матеріалів. - М.: Будвидав, 1986.

Дворкін Л.І., Пашков І.А. Будівельні матеріали із відходів промисловості. - К.: Вища школа, 1989.

Репетиторство

Потрібна допомога з вивчення якоїсь теми?

Наші фахівці проконсультують або нададуть репетиторські послуги з цікавої для вас тематики.
Надішліть заявкуіз зазначенням теми прямо зараз, щоб дізнатися про можливість отримання консультації.

Витрати на будівельні матеріали, вироби та конструкції становлять 50-70% від вартості будівництва. Тому важливо знати, як мінімізувати витрати на них. Це можна зробити за рахунок застосування сучасних ресурсо- та енергозберігаючих технологій, місцевої сировини, відходів промисловості. При цьому від матеріалів, виробів та конструкцій потрібне забезпечення необхідної якості.

Будівельні матеріали - природні та штучні матеріали та вироби, що використовуються при будівництві та ремонті будівель та споруд. Розрізняють будівельні матеріали загального та спеціального призначень.

Як класифікаційні ознаки вибирають: виробниче призначення будівельних матеріалів, вид вихідної сировини, основний показник якості, наприклад їх маса, міцність, та інші. В даний час у класифікації враховують також і функціональне призначення, наприклад теплоізоляційні матеріали, акустичні матеріали та інші на додаток до поділу на групи за ознакою сировини - керамічні, полімерні, металеві тощо. Одна частина матеріалів, об'єднаних у групи, відноситься до природних , а інша їх частина – до штучних.

Кожній групі матеріалів чи окремим їх представникам у промисловості відповідають певні галузі, наприклад цементної промисловості, скляної промисловості тощо, а планомірний розвиток цих галузей забезпечує виконання планів будівництва об'єктів.

Природні, або природні, будівельні матеріали та вироби отримують безпосередньо з надр землі або шляхом переробки лісових масивів на «діловий ліс». Цим матеріалам надають певну форму та раціональні розміри, але не змінюють їх внутрішньої будови, складу, наприклад хімічного. Найчастіше з природних використовуються лісові (деревні) і кам'яні матеріали та вироби. Крім них у готовому вигляді або при простій обробці можна отримати бітум і асфальт, озокерит, казеїн, кір, деякі продукти рослинного походження, наприклад солому, очерет, багаття, торф, лушпиння та ін, або тваринного світу, наприклад, шерсть, колаген, боннську кров та ін Всі ці природні продукти в порівняно невеликих кількостях теж використовують у будівництві, хоча головними залишаються лісові та природні кам'яні матеріали та вироби.

Штучні будівельні матеріали та вироби виробляють в основному з природних сировинних матеріалів, рідше – з побічних продуктів промисловості, сільського господарства або сировини, що одержується штучним шляхом. Вироблювані будівельні матеріали відрізняються від вихідної природної сировини як за будовою, так і за хімічним складом, що пов'язано з корінною переробкою сировини в заводських умовах із залученням для цього спеціального обладнання та енергетичних витрат. У заводській переробці бере участь органічна (дерево, нафта, газ та ін.) та неорганічна (мінерали, камінь, руди, шлаки та ін.) сировина, що дозволяє отримувати різноманітний асортимент матеріалів, що вживаються у будівництві. Між окремими видами матеріалів є великі відмінності у складах, внутрішній будові та якості, але вони взаємопов'язані як елементи єдиної матеріальної системи.

Основні поняття

Будівельні матеріали– це ………………………………………………………………………………………

Будівельні вироби– це …………………………………………………………………………………………..

Будівельні конструкції– це ……………………………………………………………………………………

Якість будівельних матеріалів, виробів, конструкцій– це………………………………………………

Сировина

1.1Природного походження:

· Гірські породи та мінерали;

· Деревина;

· сировина рослинного (деревна смола, рослинні олії, солома, очерет, мох, льон, бавовна, коноплі, кора дерев) та тваринного походження (вовна, шкіра, кров, кістки тварин).

1.2Штучного походження: синтетичні смоли – полімери.

1.3Відходи промислового виробництва

2. Технології виготовлення будівельних матеріалів:

2.1 Випалювальні технології: виробництво вапна, виробництво будівельного гіпсу, виробництво скла, виробництво керамічних виробів, виробництво цементу.