Автор работы: Пользователь скрыл имя, 25 Марта 2014 в 13:15, курсовая работа
Любые отходы можно рассматривать в качестве вторичных материальных ресурсов (ВМР), поскольку они могут быть использованы в хозяйственных целях, либо частично (т. е. в качестве добавки), либо полностью замещая традиционные виды материально-сырьевых и топливно-энергетических ресурсов, причем главной особенностью таких ресурсов является их постоянная воспроизводимость в процессе материального производства, оказания услуг и конечного потребления.
В Российской Федерации ВМР используются практически во всех отраслях промышленности. При этом масштабы и степень переработки различных видов ВМР значительно варьируют в зависимости от ресурсной ценности отходов, от экологической ситуации, обусловленной их свойствами как загрязнителей среды, и — самое главное — от конкретных экономических условий, определяющих рентабельность использования отходов в том или ином виде производства.
Одним из основных потребителей топливных зол и шлаков является дорожное строительство, где они используются для устройства подстилающих и нижних слоев оснований, частичной замены вяжущих при стабилизации грунтов цементом и известью, как минеральный порошок в асфальтовых бетонах и растворах, как добавки в дорожных цементных бетонах.
Золы, полученные при сжигании углей и горючих сланцев, широко применяются в качестве наполнителей кровельных и гидроизоляционных мастик.
В дорожном строительстве золошлаковые смеси применяют неукрепленными и укрепленными.
Неукрепленные золошлаковые смеси используются в основном как материал для устройства подстилающих и нижних слоев оснований Доро*4 областного и местного значения. При содержании пылевидной золы не более-16% их применяют для улучшения грунтовых покрытий, подвергаемых поверхностной обработке битумной или дегтевой эмульсией. Конструктивные слои дорог можно выполнить из золо-шлаковых смесей с содержанием золы не более 25—30%. В гравийно-щебеночных основаниях в качестве уплотняющей добавки целесообразно применять золошлаковую смесь с содержанием пылевидной золы до 50%. Содержание несгоревшего угля в топливных отходах ТЭС, применяемых для строительства дорог, не должно превышать 10%. Технология и организация работ при устройстве дорожных одежд с применением неукрепленных золошлаковых смесей практически не отличается от работ с использованием природных мелкообломочных камейных материалов. Оптимальная влажность смесей, при которой они хорошо укатываются, особенно при использовании катков на пневматических шинах, составляет 4—8%. Коэффициент уплотнения золошлаковых смесей 1,3—1,5, модуль деформации — 50—60 МПа. По своим эксплуатационным показателям дорожные одежды из неукрепленных золошлаковых смесей идентичны конструкциям из кондиционных материалов.
Эффективность применения отвальных золошлаковых смесей в дорожном строительстве можно повысить укреплением их известью, цементом, известково-шлаковым вяжущим или молотым гранулированным доменным шлаком, что увеличивает модуль деформации, позволяя, тем самым, уменьшить толщину оснований и снизить расход материалов, а также затраты на их транспортирование
1.5 Материалы с применением железистых, серосодержащих и силикатных отходов
Применение железистых и серосодержащих отходов. Из отходов этой группы широко применяются пиритные огарки — отходы, образуемые при сжигании серного колчедана (пирита) на предприятиях по производству серной кислоты.
Содержание в огарках некоторого количества мышьяка, выщелачиваемого под действием атмосферных осадков, обусловливает их вредное воздействие на окружающую среду при хранении в отвалах.
Наибольший интерес для народного хозяйства представляет проблема переработки пиритных огарков в металлическое железо, которая в промышленном масштабе пока не решена.
Перспективным является предварительное извлечение из огарков таких ценных металлов, как медь, цинк, кобальт, свинец и др. Наиболее рациональным способом переработки пиритных огарков является низкотемпературный хлорирующий обжиг, позволяющий комплексно извлекать цветные и редкие металлы, а затем перерабатывать железосодержащий остаток на чугун.
Широкое применение пиритные огарки находят в цементном производстве как корректирующая железосодержащая добавка. Вследствие изменения технологии получения серной кислоты в настоящее время уменьшен выход огарков и они заменяются в производстве цемента другими железосодержащими отходами. В сырьевую смесь обычного портландцементного клинкера пиритные огарки вводят в количестве, обеспечивающем содержание оксидов железа в пересчете на Fe203 в пределах 2—5%. Во Львовском политехническом институте разработана технология изготовления высокожелезистых цементов. Исходными компонентами для их получения служат мел (примерно 60%) и пиритные огарки (около 40%). Сырьевую смесь обжигают при температуре 1220—1250 °С. В полученном клинкере преобладают ферриты и алюмоферриты кальция. Высокожелезистые цементы характеризуются нормальными сроками схватывания при введении в сырьевую смесь до 3% гипса. Прочность их на сжатие в условиях водного и воздушно-влажного твердения в течение 28 сут соответствует маркам Ml50 и М200, а при пропаривании и автоклавной обработке увеличивается в 2—2,5 раза. Высокожелезистые цементы при содержании в них двухкальциевого феррита до 40% являются безусадочными. По мере увеличения в цементах содержания этого минерала они приобретают способность расширяться при твердении.
1.6 Материалы из древесных отходов без применения вяжущих
Строительные материалы на основе некоторых отходов древесины могут изготавливаться без применения специальных вяжущих или с небольшой их добавкой. В таких материалах частицы древесины связываются в результате сближения и переплетения волокон, их когезии и физико-химических связей, возникающих при пьезотермической обработке пресс-массы.
Кроме того, без применения специальных вяжущих веществ из отходов лесопиления и деревообработки изготавливают различные столярные изделия для устройства перегородок и стен в каркасных зданиях, накатов перекрытий по балкам, а также для устройства временных производственных зданий — реечные плиты, щиты и др. Из кусковых отходов от лесопиления и деревообработки изготавливают также торцовые щиты для устройства полов в сельскохозяйственных зданиях, складах, мастерских и др., кровельную и штукатурную дрань, кровельную плитку и гонт.
Древесно-волокнистые плиты — материал, формуемый из волокнистой массы с последующей тепловой обработкой. Около 90% всех древесно-волокнистых плит изготавливают из древесины, исходным сырьем служат неделовая древесина, а также отходы лесопильного и деревообрабатывающего производств. Плиты можно также получать из волокон лубяных растений или из другого волокнистого сырья, обладающего достаточной прочностью и гибкостью.
В зависимости от назначения плиты изготавливают твердые и мягкие. По прочности и виду лицевой поверхности твердые плиты подразделяются на марки: Т — твердые плиты с необработанной лицевой поверхностью; Т-С — с лицевым слоем из тонкодисперсной древесной массы; Т-П — с подкрашенным лицевым слоем; СТ — сверхтвердые (повышенной прочности); СТ-С — повышенной прочности с лицевым слоем из тонкодисперсной массы.
Мягкие плиты, в зависимости от плотности, подразделяют на марки: М-1, М-2, М-3.
Длина плит составляет 1220—3660 мм, ширина — 610—2140, толщина — 8—16 мм.
Твердые плиты предназначены для отделки внутренних поверхностей зданий. Из них изготавливают щитовые двери и другие элементы домостроения. Мягкие — для утепления ограждающих конструкций и звукоизоляции перегородок.
Древесно-волокнистые плиты легко поддаются механической обработке, им можно придавать текстуру древесины, кожи и т. п.
Из одной тонны макулатуры можно изготовить около 750 кг бумаги. Она широко используется также для производства картона. Использование одной тонны макулатуры в производстве бумаги и картона позволяет сэкономить до 4 м3 древесины. Однако не все сорта бумаги и картона могут быть использованы в бумажной промышленности. Большой процент бумажно-картонной продукции технического назначения изготовляют с применением пластмасс и различных покрытий, окрашивают, проклеивают и т. п. Прежде чем направить эти виды бумаги и картона на переработку, от них отделяют инородные примеси. В качестве макулатуры в промышленности широко используют старые гофрированные ящики, бывшие тарой для упаковки изделий производственного и бытового назначения. Вторым по масштабу источником макулатуры являются старые газеты. Свыше 70% собираемой макулатуры используют при производстве многослойного картона.
Крупнотоннажным потребителем картона являются кровельные материалы, большую часть которых составляет рубероид.
Технология изготовления картона состоит из предварительной обработки сырья, его измельчения на отдельные волокна и получения необходимой волокнистой массы.
Волокнистое сырье сортируют и очищают от посторонних включений, затем измельчают в аппаратах, рабочим органом которых является вращающийся барабан с ножами, установленный в ванне с водой. Волокнистая масса определенного состава поступает на специальную машину, где равномерно распределяется по движущейся бесконечной сетке, на которой переплетаются волокна и формируется полотно, которое для дополнительного обезвоживания прессуется и высушивается, а затем разрезается и наматывается в рулоны.
С повышением содержания тряпья (хлопчатобумажного, льняного, пенькового, шерстяного) улучшаются качественные характеристики картона. В составе кровельного картона высокого качества должно содержаться не менее 50% тряпичного волокна, в том числе 5—10% шерстяных волокон. Кровельный картон выпускают в рулонах с шириной полотна 1000, 1025 и 1050 мм массой 250—600 кг/м2.
К числу многотоннажных отходов относятся отработанные резиновые изделия, такие как конвейерные ленты, шланги и изношенные автомобильные, тракторные, авиационные шины.
При комплексном использовании резино-каучуковых материалов и металла, содержащихся в изношенных шинах, из 1 т этих отходов можно выделить для повторного использования около 700—750 кг резины, 130—150 кг химических волокон и 30—40 кг стали.
Изношенные шины частично применяют для ограждений на дорогах, защиты побережья рек и морей от разрушения, предохранения от ударов судов.
Основным способом переработки амортизированных шин и других отходов резины является регенерация. Применение 1 т регенерата экономит около 500 кг синтетического каучука. Регенерат получают очисткой износившихся резиновых изделий с помощью кислот и щелочей, нагрева и введения добавок мягчителей. Старую резину обычно измельчают в крошку с частицами до 1,5 мм или мельче.
Резиновую крошку и тонкоизмельченные резиновые порошки можно применять в качестве ингредиентов резиновых смесей. При этом получают резины, по ряду технических свойств превосходящие материалы, не содержащие регенераты.
На основе резинокордных отходов разработаны технологии рулонных и плиточных материалов.
Материалы выпускаются в виде полотен толщиной до 10 мм, шириной до 1,2 м и длиной более 10 м и плиток размером 600x600 мм и толщиной около 8 мм и используются в качестве теплоизоляционных, вибро-, шумопоглощающих, декоративных и напольных покрытий.
В зависимости от требований потребителя они могут иметь следующие физико-механические показатели: плотность — 500—1000 кг/м3; твердость — 30—90 усл. ед. по ТМ-2; прочность — 2—6 МПа; водо-поглощение — 3—7%; коэффициент виброизоляции — 0,1—0,12; звукопоглощение — до 30 дБ и температуру вспышки — 250—300 °С.
Сущность процесса производства рулонных материалов на основе резинокордных отходов состоит в классификации резинокордных отходов для отделения резиновой крошки; обработке отходов на роторном измельчителе с одновременной модификацией и введением связующего для гомогенизации и распушки; формировании на вулканизаторе ленты с возможным нанесением на нее декоративного резинового покрытия.
Наиболее многотоннажными полимерными материалами являются полиолефины — высокомолекулярные соединения на основе непредельных углеводородов. Основной представитель этой группы — полиэтилен низкого и высокого давления. Практическое значение имеют также полипропилен и полиизобутилен.
Перспективным способом утилизации отходов полиолефинов, как и других термопластов, является их повторная переработка. Отходы предварительно сортируют и очищают от инородных включений, а затем подвергают измельчению, агломерации и грануляции. Из гранулята получают различные изделия, в том числе и строительного назначения. Вторичное сырье целесообразно вводить в полимерные композиции в количестве до 40—50% первичного вместе с пластификаторами, наполнителями и стабилизаторами.
Для получения высококачественных полимерных материалов из вторичных полиолефинов эффективна их модификация — экранирование функциональных групп и активных центров химическими или физико-химическими способами (например, введением различных добавок, обработкой кремнийорганическими жидкостями и др.).
Упаковочная и бутылочная полимерная тара может быть переработана в отделочные плитки и другие изделия. Полимерной основой указанных видов отходов являются полиэтилен и полиэтилентереф-талат. Оба полимера относят к термопластам с температурой плавления соответственно 130 и 265 °С. Это создает возможность изготовления изделий из композиций на основе данных отходов методом горячего прессования. Полимерные отходы подвергают сначала грубому, а затем тонкому измельчению, смешивают с наполнителями и прессуют.
В большинстве асфальтовых дорожных покрытий основным связующим компонентом являются битумы. Обладая рядом ценных свойств и имея сравнительно невысокую стоимость, битумы, в состав которых входят полярные соединения, отличаются недостаточной стойкостью. Их прочностные показатели также сравнительно невысоки. Все это в значительной степени ухудшает свойства асфальтовых покрытий и сокращает сроки их эксплуатации.
Использование отходов полиолефинов в композиции с битумом является одним из направлений, позволяющих модифицировать свойства покрытий.
Информация о работе Строительные материалы на основе злошлаковых отходов