Разнообразие конструктивных типов зданий и сооружений, значительная материалоемкость строительного производства определяют особенности требований к источникам сырья относительно его количества, технологичности, пригодности для производства строительных материалов, в том числе заполнителей для бетона.
Одним из путей удовлетворения потребностей и требований стройиндустрии относительно ассортимента и качества заполнителей для бетонов является переработка в заполнителе отходов производства металлургической, энергетической и химической промышленности, сопутствующих продуктов добычи и обогащение минерального сырья, отходов переработки естественных материалов, вторичных ресурсов.
На сегодня использование промышленных отходов для потребностей строительной индустрии составляет меньшее 20% ежегодного объема их образования. Например, в черной металлургии для изготовления строительных материалов разного назначения используется незначительная часть расплавленных шлаков, а большая часть отвальных шлаков не нашла применения. Предприятиями горно-перерабатывающией и горнохимической областей ежегодно добываются сотни тонн минерального сырья, в которой пригодные для производства стройматериалов попутные минералы составляют всего около 10% горной массы. Много пород могут быть применены как заполнители и примеси при изготовлении бетона, железобетона, кирпича, пористых заполнителей.
Не имеют еще надлежащего использования золы и золошлаковые отходы тепловых электростанций и теплоцентралей, отходы других технологических процессов переработки минерального сырья и вторичных минеральных ресурсов, пригодных для использования как заполнители для бетонов.
Промышленные отходы разрешают уменьшить материалоемкость производства заполнителей, улучшить качество и уменьшить себестоимость продукции. При их использовании учитывается район создания отходов или месторождений местных материалов, вид, объем, качественные показатели, доступность добычи, состояние транспортных коммуникаций и их протяженность, наличие погрузочно-разгрузочного и другого оборудования для первичной переработки, обогащения и фракционирования материалов и т.п.
В Украине и за границей золы, шлаки и золошлаковые смеси от сжигания бурого и каменного угля, антрацита и горючих сланцев используются в основном как добавки к бетонам и в производстве пористых заполнителей. Например, в Англи золы используются как примеси для частичной замены цемента и песка в конструкционных бетонах в энергетическом строительстве. В США золовынесения ТЭС вводятся в бетонную смесь до 5-10% вместо цемента, который увеличивает плотность и сульфатостойкость бетона.
Одним из направлений увеличения масштабов утилизации отходов ТЭС есть использование золы вместо частицы цемента и песка. На предприятиях стройиндустрии Днепропетровской и Запорожской областей золу ТЭС вводят в бетон в соединении со шлаками, которые обеспечивает возможность снижения затрат щебня и цемента на 10-12%. Бетоны с использованием золы-вынесения ТЭС применяются как для сборных, так и для монолитных конструкций.
Таким образом, зарубежный и отечественный опыт удостоверяет, что наиболее перспективное использование золы и топливных шлаков как заполнителей при изготовлении бетонов, цементов и пористых заполнителей.
Следует отметить, что при введении золы-вынесения в бетон вместо частицы цемента уменьшается теплопроводность, усадные формации бетона; повышается его водонепроницаемость, сульфатостойкость и т.п.
При использовании шлаков как основного заполнителя и для частичной замены щебня, кроме экономической выгоды, улучшаются некоторые характеристики бетона: повышается морозостойкость и водонепроницаемость. сырье строительное шлак примесь
Отходы угледобычи и углеобогащение используются в основном при производстве пористого заполнителя - аглопорита. Аглопоритовий щебень и гравий получают путем спекания отходов гравитационного обогащения (без добавления топлива) или отходов флотации (с добавлением глины для улучшения грануляции и пластитчности) насыпной плотностью 300-500 кг/м3.
При переработке отходов химической и перерабатывающей областей промышленности получают примеси для бетонов, с помощью которых регулируют разные свойства смесей, как уменьшение затрат цемента; увеличение прочности бетона; улучшение свойств бетонной смеси; регулирование процесса схватывания, твердения, тепловыделения; сокращение продолжительности тепловлажной обработки; повышение морозостойкости, плотности, водонепроницаемости, стойкость в разных агрессивных средах.
Использование примесей при изготовлении бетонных смесей значительно повышает качество и эффективность бетонных и железобетонных конструкций, уменьшает энергоемкость и трудоемкость технологических процессов. Использование бетона и железобетона в строительстве, ускорение темпов реконструкции привело к относительному росту некондиционной продукции и отходов. Ежегодный объем бетонного лома и накопления некондиционных изделий постоянно увеличивается при разборке домов и плит временных путей, испытании конструкций.
Щебень из подробленного бетона используется как обычный строительный материал, который предлагается для широкого применения в разных областях строительного производства, и что разрешает экономить сырьевые ресурсы и улучшать экологию окружающей среды. При получении щебня из бетона затраты топлива в 8 раз меньшие, чем при его добыче в естественных условиях, а себестоимость бетона на вторичном щебне уменьшенная до 25%. Вторичный заполнитель из бетонного лома постепенно становится в один ряд с другими строительными материалами.
Из существующих проблем разрушения железобетона наиболее распространенными являются: применение электро- и пневмоперфораторов, гидромолотов, аппаратов гидроимпульсивного действия, взрывных работ, гидроклинов, установок для резки железобетона. Сейчас ведутся работы по созданию исследовательно-промышленного образца установления электроимпульсивного разрушения.
Основной причиной, которая сдерживает расширения производства строительных материалов и изделий с использованием отходов промышленности, есть ограниченный выпуск в нашей стране эффективного оборудования для замены устаревшего, а также отсутствие средств для приобретения нового.
Решение в Украине задач по комплексному использованию отходов промышленности в производстве заполнителей и примесей есть мощным резервом интенсификации строительства в сельской местности, дополнительным источником обеспечения его строительными материалами и конструкциями, утилизации массовых отходов и охраны окружающей среды.
Список литературы
Боженов П.И. Комплексное использование минерального сырья для производства строительных материалов. – Л.-М.: Стройиздат, 1963.
Гладких К.В. Шлаки – не отходы, а ценное сырье. – М.: Стройиздат, 1966.
Попов Л.Н. Строительные материалы из отходов промышленности. – М.: Знание, 1978.
Баженов Ю.М., Шубенкин П.Ф., Дворкин Л.И. Применение промышленных отходов в производстве строительных материалов. – М.: Стройиздат, 1986.
Дворкин Л.И., Пашков И.А. Строительные материалы из отходов промышленности. – К.: Выща школа, 1989.