بالتیک آکادمی دولتیناوگان ماهیگیری
دانشکده حمل و نقل
اداره حفاظت اضطراری
موضوع: خطرات زیست محیطی در تولید مصالح ساختمانی»
تکمیل شده توسط: Krupnova A.S.
توسونوا دی.دی.
گروه ZChS - 32
کالینینگراد 2009
هدف و وظایفهدف تعیین خطر زیست محیطی است محیطو یک شخص
1. شناسایی شرکت های مرتبط با صنعت ساختمان و مستقر در قلمرو منطقه کالینینگراد
2. شناسایی مواد منفجره منتشر شده در هوا در هنگام تولید مصالح ساختمانی توسط شرکت های منطقه کالینینگراد
3. تعیین حجم انتشار از شرکت های صنعت ساخت و ساز در منطقه کالینینگراد
4. مطالعه ای را در یکی از شرکت های صنعت ساخت و ساز منطقه کالینینگراد انجام دهید
5. تعیین پیامدهای منفی برای محیط زیست و انسان در صورت تجاوز از استانداردها به دلیل انتشار مواد منفجره در جو
فهرست شرکت های منطقه کالینینگراد1. کارخانه "محصولات بتن مسلح - 1" روستای پریبرژنی، خیابان Zavodskaya، 11
2. کارخانه "محصولات بتن مسلح - 2" خیابان موکومولنایا، 14
3. کارخانه آجر "چایکوفسکی" منطقه پراودینسکی، شهرک ژلزنودوروژنی، خیابان کرپیچنایا، 3
4. کارخانه آسفالت بتن خیابان دوینسکایا، 93
5. OOO Baltkeramika, Zavodskaya st., 11
6. OOO "Ecoblock" کوچک Isakovo, خیابان Guryevskaya, 1
7. LLC "Kosmoblok" بزرگراه بالتیک، 1
تولید مصالح ساختمانی و مواد مضردر طول تولید خود در جو منتشر می شوندتولید بتنبتن سنگ مصنوعی است که از اختلاط سیمان، شن و آب به دست می آید.
اجزاء در یک میکسر بتن ریخته شده و در همان زمان آب به داخل آن وارد می شود.
پس از مخلوط کردن مواد منبعیک مخلوط پلاستیکی شبیه به یک مایع سنگین تشکیل دهید. بنابراین بتن تازه تهیه شده را بتن نمی گویند، بلکه مخلوط بتن می نامند. فقط پس از مدتی مخلوط سفت می شود و به سنگ تبدیل می شود، یعنی. بتن.
بتن مسلح بتنی است که با فولاد سازه ای تقویت شده است.
آلاینده های اصلی: اکسیدهای کربن، نیتروژن، گوگرد. هیدروکربن ها؛ گرد و غبار معدنی
تولید آسفالتآسفالت مخلوطی از قیر (60-75% طبیعی و 13-60% مصنوعی) با مواد معدنی (سنگ آهک، ماسه سنگ و غیره) است. در مخلوط با ماسه، شن، سنگ خرد شده برای ساخت بزرگراه ها، به عنوان یک بام، مواد عایق آبی و الکتریکی، برای تهیه بتونه ها، چسب ها استفاده می شود.
بتن آسفالت کلاسیک از سنگ خرد شده، ماسه، پودر معدنی (پرکننده) و چسب قیر (قیر، پلیمر-قیر چسبان) تشکیل شده است.
آلاینده های اصلی: سرب و ترکیبات معدنی آن
اکسیدهای نیتروژن؛ دوده؛ انیدرید گوگرد (دی اکسید گوگرد - SO2)؛ مونوکسید کربن (CO)؛ هیدروکربن های اشباع C12-C19؛ خاکستر نفت؛ گرد و غبار معدنی (SiO2 > 70%) دینا و دیگران. گرد و غبار معدنی (SiO2 = 20-70%) سیمان، خاک نسوز و غیره. گرد و غبار معدنی (SiO2<20 %) известняк и др.
تولید آجرآجر سرامیکی - آجری که از پختن خاک رس و مخلوط آنها در کوره به دست می آید.
آجرهای سرامیکی از خاک رس که اغلب قرمز رنگ است ساخته می شوند و در پایان تولید در دمای کار در کوره تا 1000 درجه سانتیگراد پخته می شوند.
سه روش برای تهیه آجر سرامیکی وجود دارد:
اولین و رایج ترین روش پلاستیکی است: توده خاک رس (با رطوبت 17-30٪) از یک پرس تسمه فشرده شده و سپس پخته می شود.
روش دوم با تهیه مواد خام متمایز می شود - از یک توده خاک رس با رطوبت 8 - 10٪ با فشار دادن قوی تشکیل می شود.
فناوری تولید آجر با روش اکستروژن سفت و سخت، تشکیل آجر را بر روی یک پرس کمربند با رطوبت خاک رس 12-14٪ فراهم می کند. آجر قالب‌گیری شده دارای استحکام بالایی است، بنابراین بلافاصله پس از برش، روی یک چرخ دستی پخت قرار می‌گیرد که فرآیند خشک کردن آجر روی آن انجام می‌شود.
تولید بلوک سیلیکات گازتولید بتن هوادهی شامل وارد کردن موادی است که در اثر فعل و انفعالات شیمیایی با سیمان و آهک گاز منتشر می کنند و پودر یا خمیر آلومینیوم به عنوان یک عامل دمنده عمل می کند. بر اساس فناوری تولید بتن هوادهی HEBEL، مخلوط خام ماسه کوارتز، آهک، سیمان پس از تورم، تحت عملیات اتوکلاو در دمای 180 درجه و فشار حدود 14 بار قرار می گیرد. منافذ متعددی به اندازه 1-3 میلی متر در توده به وجود آمده تشکیل می شود که به مواد خواصی مانند عایق حرارتی، مقاومت در برابر یخ زدگی و سبکی می بخشد.
آلاینده های اصلی: اکسیدهای سیلیکون، آلومینیوم، نیتروژن، کربن.
تولید بلوک فوم بتنیتولید بلوک های فوم بر اساس فناوری به دست آوردن بلوک های فوم بتن آماده در نتیجه سخت شدن محلولی متشکل از سیمان، ماسه، آب و فوم می باشد. در تولید بلوک های فوم از روش های زیر استفاده می شود: ریختن فوم بتن در قالب های فلزی کاست و برداشتن بلوک های فوم تمام شده به صورت دستی، ریختن آرایه های بزرگ و برش آنها به صورت بلوک و ریختن قالب های کاست غیر قابل جداسازی و به دنبال آن جداسازی خودکار.
آلاینده های اصلی: اکسیدهای سیلیکون، نیتروژن، کربن. ترکیبات فلزات سنگین؛ ذرات معلق در هوا و ذرات معلق
جدول 1. انتشار از صنعت ساخت و ساز به جو در سال 2003
JSC "Zavod ZhBI-2" یکی از بزرگترین مجتمع های مدرن در کالینینگراد و منطقه برای تولید محصولات بتن و بتن مسلح (محصولات بتنی)، بتن آماده، ملات برای اهداف مختلف، مش های تقویت کننده، قاب ها است.
خطرات زیست محیطی مرتبط با آلودگی محیطی و اثرات مضر بر مردم را در نظر بگیرید.
جدول 2
نام آلاینده | انتشار کل برای سال 2008، تن در سال | |
پنتوکسید وانادیوم | ||
اکسید آهن | ||
منگنز و ترکیبات آن | ||
دی اکسید نیتروژن | ||
اکسید نیتروژن | ||
دی اکسید گوگرد | ||
سولفید هیدروژن | ||
مونوکسید کربن | ||
ترکیبات گازی فلوئور | ||
فلوراید غیر آلی محلول ضعیف. | ||
بنزوپیرن | ||
روح سفید | ||
محدود کردن هیدروکربن های С12 - С19 | ||
امولسون | ||
جامدات معلق | ||
گرد و غبار غیر آلی، حاوی. سیلیس 70 تا 20 درصد | ||
ساینده گرد و غبار | ||
خاک اره | ||
ترکیبات گازی فلوئور | ||
از جمله وسایل نقلیه | ||
دی اکسید نیتروژن | ||
اکسید نیتروژن | ||
دی اکسید گوگرد | ||
اکسید کربن | ||
جمع | 4,098987 | |
شامل: | ||
مایع و گازی |
جدول 3. استانداردهای تولید زباله برای محصولات بتن مسلح - 2
نام | کلاس خطر | هنجار سالانه، t/سال | 2008 | |
سرباره جوشکاری | ||||
چرخ های ساینده استفاده شده و ضایعات آنها | ||||
باتری های سرب | ||||
مواد تمیز کننده آلوده به روغن | ||||
ضایعات مواد جامد تولیدی آلوده به روغن و محصولات چربی معدنی | ||||
روغن های استفاده شده | ||||
مخلوط بتن زباله حاوی گرد و غبار< 30% | ||||
بقایای و سیندرهای الکترودهای جوش فولادی | ||||
ضایعات فولاد طبقه بندی نشده | ||||
براده های فولادی بدون آلودگی | ||||
ضایعات چوب از چوب طبیعی خالص | ||||
خاک اره چوب طبیعی خالص | ||||
تراش چوب تمیز طبیعی |
جدول 4. غلظت پس زمینه آلاینده ها در اطراف محصولات بتن مسلح - 2
زاگریاساعتنرم کننده ها | سرعت باد، m/s | |||||
جهت ها | ||||||
غلظت (С)، mg/m3 | ||||||
دی اکسید نیتروژن | ||||||
اکسید نیتریک | ||||||
مونوکسید کربن |
برای دی اکسید نیتروژن: کلاس 2.
Prob=-5.51+7.49lg(0.15/0.085)=-3.66
برای گرد و غبار: درجه 3.
Prob=-2.35+3.73lg(0.39/0.3)=-1.92
برای اکسید نیتریک: کلاس 3.
Prob=-2.35+3.73lg(0.04/0.4)=-6.08
برای مونوکسید کربن: کلاس 4.
Prob=-1.41+2.33lg(3.1/5)=-1.89
نتیجه گیریبر اساس تحقیقات انجام شده می توان نتیجه گرفت:
1. اگر استانداردهای انتشار مونوکسید کربن و گرد و غبار برای محصولات بتن مسلح - 2 فراتر رود، به ترتیب 297 و 278 نفر از 10000 نفر متضرر خواهند شد.
2. تحت تأثیر مونوکسید کربن بر بدن انسان، ایجاد کمبود اکسیژن، اختلال در تنفس سلولی و مرگ بدن (با غلظت 1 درصد برای چند دقیقه)، حملات قلبی امکان پذیر است.
3. هنگام قرار گرفتن در معرض گرد و غبار معدنی روی بدن، ایجاد بیماری های ریوی و فرآیندهای التهابی در آنها، کاهش ظرفیت تهویه و ظرفیت ریه، آسیب به غشای مخاطی چشم، دستگاه تنفسی فوقانی، تحریک پوست، افزایش مرگ و میر ناشی از سرطان ریه و روده، افزایش بروز لوزه، فارنژیت، رینیت.
اخیراً گرایش محسوسی در ساخت و ساز به سمت استفاده از فناوری های زیست محیطی که به محیط زیست آسیب نمی رسانند، دیده شده است. شرکت‌هایی که در زمینه تولید مصالح ساختمانی فعالیت می‌کنند، مشمول الزامات سختگیرانه ایمنی زیست‌محیطی هستند. و این ادای احترام به مد نیست، بلکه یک ضرورت است که توسط خود زندگی دیکته شده است. با اولویت دادن به مصالح ساختمانی سازگار با محیط زیست، ما به طور همزمان از سلامت خود و فرزندان خود مراقبت می کنیم.
علیرغم این واقعیت که اطلاعات در مورد درجه سازگاری با محیط زیست برخی از مصالح ساختمانی به وضوح کافی نیست، همه ما می دانیم که برخی از مواد بی ضرر هستند، در حالی که برخی دیگر، برعکس، محیط را تا حدی آلوده می کنند.
مصالح ساختمانی مضر یا غیر دوستدار محیط زیست آن دسته از موادی هستند که برای تولید آنها از مواد مصنوعی استفاده می شود که بر محیط زیست تأثیر نامطلوب می گذارد. علاوه بر این، چنین تولیدی نیاز به مصرف انرژی بیشتری دارد. خود تجزیه طبیعی یا بازیافت مصالح ساختمانی به دست آمده قابل بحث نیست. پس از استفاده، آنها را به محل های دفن زباله می اندازند و در آنجا به آلودگی هوا و خاک ادامه می دهند.
مصالح ساختمانی غیر اکولوژیکی:
- استایروفوم - ماده سمی استایرن را آزاد می کند که باعث بروز انفارکتوس میوکارد و ترومبوز ورید می شود.
- HBCDD (هگزابرومیوسیکلودودکان) با در نظر گرفتن فناوری به بخاری ها (پلی استایرن اکسترود شده و پلی استایرن منبسط شده) اضافه می شود تا اشتعال پذیری آنها کاهش یابد. چندی پیش، آژانس مواد شیمیایی اروپا، HBCDD را یکی از خطرناک ترین 14 ماده سمی شناخته شده اعلام کرد.
- صفحات عایق حرارتی بر اساس پلی اورتان ساخته می شوند. آنها حاوی مواد سمی ایزوسیانات هستند.
- مشمع کف اتاق، کاغذ دیواری وینیل و فیلم تزئینی مواد پرکاربرد در ساخت و ساز هستند که مسئول محتوای فلزات سنگین در هوا هستند. این مواد با انباشته شدن در طول زمان در بدن انسان می توانند باعث ایجاد تومورها شوند.
- رنگ‌ها، لاک‌ها، ماستیک‌ها با کیفیت پایین خطرناک‌ترین مواد برای سلامتی محسوب می‌شوند، زیرا حاوی سرب، مس و همچنین تولوئن، زایلن و کرزول هستند که مواد مخدر هستند.
- بتن به عنوان متراکم و بادوام شناخته شده است. متأسفانه این چگالی بتن است که از نفوذ آزاد هوا جلوگیری می کند و به تقویت امواج الکترومغناطیسی کمک می کند.
- بتن مسلح همان اشکالات بتن را دارد، اما علاوه بر این، از تشعشعات الکترومغناطیسی نیز محافظت می کند. در نتیجه، افرادی که در خانه ها و دفاتر ساخته شده از چنین موادی زندگی می کنند یا کار می کنند، اغلب از خستگی رنج می برند.
- پلی وینیل کلراید جزء بسیاری از لاک ها و رنگ ها است. در تماس با هوا، با کمک نور خورشید، تجزیه می شود و هیدروکلراید آزاد می کند که به نوبه خود باعث ایجاد بیماری های کبد و رگ های خونی می شود.
- فوم پلی اورتان موجود در ترکیب گرد و غبار تاثیر بدی روی پوست، چشم و ریه می گذارد.
هنگام خرید مصالح برای ساخت خانه خود، تقاضا کنید که برای آنها گواهی بهداشتی-اپیدمیولوژیک صادر شود. این نتیجه گیری به شما ایده ای از میزان سمیت مصالح ساختمانی انتخابی شما می دهد.
خوشبختانه مواد دیگری نیز وجود دارد که وجود آنها در اتاق نه تنها آسیبی نمی رساند، بلکه برعکس، تأثیر مثبتی بر وضعیت جسمی و روحی فرد دارد - مصالح ساختمانی سازگار با محیط زیست.
مصالح ساختمانی سازگار با محیط زیست
مصالح ساختمانی سازگار با محیط زیست (ایمن برای محیط زیست) مصالحی هستند که در حین ساخت و بهره برداری از آنها به محیط زیست آسیب نمی رسانند. آنها به دو نوع تقسیم می شوند: کاملاً سازگار با محیط زیست و به طور مشروط سازگار با محیط زیست.
مصالح ساختمانی کاملاً سازگار با محیط زیست توسط خود طبیعت سخاوتمندانه به ما ارائه می شود. چوب، سنگ، چسب های طبیعی، لاستیک، چوب پنبه، ابریشم، نمد، پنبه، چرم طبیعی، روغن خشک کن طبیعی، کاه، بامبو و غیره از جمله این مواد می باشد. عیب آنها این است که همیشه الزامات فنی را برآورده نمی کنند (به اندازه کافی قوی و نسوز نیستند، حمل و نقل دشوار و غیره).
در این راستا، در حال حاضر مواد سازگار با محیط زیست به طور گسترده در ساخت و ساز استفاده می شود، که همچنین از منابع طبیعی ساخته شده است، برای محیط زیست ایمن است، اما عملکرد فنی بالاتری دارد.
مصالح ساختمانی مشروط اکولوژیکی عبارتند از:
- آجر
- کاشی
- کاشی های سقف
- بلوک های فوم بتنی
- مواد ساخته شده از آلومینیوم، سیلیکون
آجر از خاک رس بدون استفاده از مواد افزودنی شیمیایی و رنگ ساخته شده است. دیوارهای این ماده قوی، بادوام، مقاوم در برابر تأثیرات مضر محیطی هستند. کم انرژی ترین نوع آجری در نظر گرفته می شود که از خاک رس با افزودن نی تقویت کننده آن ساخته شده باشد. پس از خشک شدن در آفتاب، چنین آجری آماده استفاده است. بیش از یک چهارم جمعیت کل کره زمین در خانه هایی زندگی می کنند که از این نوع آجر ساخته شده اند. در مناطق با آب و هوای خشک، آنها به ویژه بادوام هستند.
هر یک از ما این قدرت را داریم که زندگی خود را بهتر کنیم. طبق آمار، یک فرد بیشتر وقت خود را در داخل خانه (در محل کار یا خانه) در حدود 75٪ از کل زمان می گذراند. بنابراین، مهم است که این اتاق از چه چیزی ساخته شده است. با ساختن خانه خود از مواد زیست محیطی یا استفاده از آنها در دکوراسیون داخلی محل، فضایی منحصر به فرد و در عین حال سالم ایجاد می کنیم.
نکات: چوب یا تشک های ساخته شده از نی، جوت، بامبو برای دکوراسیون داخلی دیوارهای اتاق مناسب هستند. به عنوان آخرین راه حل، کاغذ دیواری گچی و کاغذی. اگر تصمیم دارید از پارکت یا لمینت برای کفپوش استفاده کنید، پس حتماً توجه داشته باشید که آیا روی آن علامت CE وجود دارد (یعنی این متریال مطابق با استانداردهای اروپایی ساخته شده است).
اکولوژی الگوهای تعامل بین جامعه و محیط زیست و همچنین مشکلات عملی حفاظت از بیوسفر را مطالعه می کند.
در مرحله کنونی توسعه جامعه، تولید مواد و حجم ضایعات صنعتی به میزان قابل توجهی افزایش یافته است، منابع طبیعی مواد اولیه در حال تخلیه است و استفاده از مواد مصنوعی با فناوری های سنتی برای پردازش آنها در حال گسترش است. تغییراتی در بیوسفر رخ می دهد که وجود حیات روی زمین را تهدید می کند. آنها منجر به ظهور یک مشکل زیست محیطی با جنبه های فنی، اقتصادی و اجتماعی آن شدند.
نیاز به کار کردن هماهنگی بهینه تولید و فرآیندهای طبیعی در بیوسفر مانند یک سیستم بسته وجود دارد.
| تست های نیمکتی |
شکل 3 طرح انتخاب مواد در مرحله اولیه آماده سازی تولید
فعالیت تولیدی انسان باید به طور هماهنگ در ساختار فرآیندهای طبیعی تبدیل ماده و تبدیل انرژی قرار گیرد. در حال حاضر مقیاس تولید صنعتی به حدی رشد کرده است که رعایت اصول ایمنی محیطی به یک ضرورت عینی تبدیل شده است.
توسعه ذخایر معدنی، فعالیت کارخانجات معدنی و فرآوری و صنعت معدن زغال سنگ منجر به نقض پوشش خاک زمین و تخریب لایه حاصلخیز آن می شود. ولی منبع اصلی آلودگی خاکزباله های صنعتی هستند. تا به امروز، بازده محصول در زنجیره فناوری "مواد خام - محصول" به ندرت از 10٪ تجاوز می کند و اغلب فقط 1-3٪ است. این نشان می دهد که علت بحران اکولوژیکی ناقص بودن فناوری تهیه و پردازش مواد است.نه در توسعه سریع علم و فناوری. خاک با زباله های کارخانه های شیمیایی، پالایشگاه های نفت، کارخانه های تولید و فرآوری پلاستیک و لاستیک، کارخانه های گاز و کک، شرکت های فرآوری چوب، کارخانه های نساجی و کاغذ، روان کننده ها، مواد شوینده و غیره آلوده است.
کارشناسان سازمان جهانی بهداشت معتقدند آلودگی هوا باعث گسترش بیماری های دستگاه تنفسی فوقانی می شود و یکی از علل سرطان ریه است.
در آغاز قرن بیست و یکم از دست دادن غیر قابل جبران آب شیرینبه تولید مثل طبیعی خود نزدیک شد. دلیل اصلی این است که شرکت های صنعتی مدرن حداقل 10-12٪ از حجم آب شیرین را از گردش جهانی آن فقط برای نیازهای فناوری خرج می کنند. 30 درصد دیگر از آب برای رقیق کردن پساب های صنعتی در طول خنثی سازی آنها (نه همیشه و نه کاملاً مؤثر) استفاده می شود. بلایای مختلف انسان ساز منجر به آلودگی جدی اقیانوس جهانی می شود (تصادف تانکرهای نفت، رهاسازی بی رویه حجم عظیمی از زباله های صنعتی در دریا، دفن ظروف با مواد خطرناک در کف اقیانوس و غیره).
رشد شهرها منجر به به اصطلاح "آلودگی خانگی"زیست کره تنها یک شهروند روزانه تا 1 کیلوگرم زباله جامد (فلز، کاغذ، پلاستیک، شیشه) و حداکثر 10 لیتر فاضلاب تولید می کند.
یک مشکل مهم، آلودگی شدید محیطی مرتبط با توسعه حمل و نقل جاده ای است.
راه برون رفت از این وضعیت با تغییر به فن آوری های بیهوده،که دریافت محصول نهایی تولید را بدون ضایعات یا همراه با دفع بعدی آنها در همان یا در انواع دیگر تولید تضمین می کند. با این حال، در واقعیت، تنها فن آوری های کم زباله،امکان دریافت آن با زباله های ناقص قابل بازیافت.
معرفی فناوری های کم ضایعات به تولید با گسترش حوزه های کاربرد مواد خام ثانویه همراه است - چنین مواد و محصولاتی که پس از استفاده (ساییدگی و پارگی) می توانند مجدداً در تولید به عنوان مواد خام مورد استفاده قرار گیرند. در حال حاضر پایه های فناوری های کم ضایعات تقریباً برای تمامی صنایع ایجاد شده است. الزامات محیطی مدرن با چنین رویکردی برای ایجاد مواد و محصولات برآورده می شود، زمانی که همزمان با توسعه محصول، فناوری استفاده مجدد از محصول پس از پایان عمر مفید آن نیز پیشنهاد می شود. اما در این مورد، تأثیر مضر روی بیوسفر به صنعتی منتقل می شود که در آن پیاده سازی فناوری های بازیافت انجام می شود. بنابراین، فناوری های کم زباله را نمی توان وسیله ای جهانی برای محافظت در برابر آلودگی های صنعتی در نظر گرفت.
دستیابی کامل تر به پاکیزگی محیطی تولید با اقداماتی مانند کاهش مصرف انرژی و مواد محصولات، تنظیم معقول مصرف آن و محدودیت تولید مربوطه، و دفع بی ضرر زباله های استفاده نشده تسهیل می شود.
مدیریت طبیعت تئوری و عمل تأثیر انسان بر محیط طبیعی در جریان فعالیت اقتصادی آن است. منابع طبیعی نامحدود نیستند، بنابراین، توسعه تولید باید با در نظر گرفتن ذخایر مواد خام و در دسترس بودن فناوری های سازگار با محیط زیست برای پردازش آن تنظیم شود. حجم مصرف مواد باید با معیارهای امکان سنجی اقتصادی تولید مطابقت داشته باشد که همیشه با افزایش شاخص های کمی آن همراه نیست. روسیه برنامه های فدرال و منطقه ای را برای استفاده یکپارچه از منابع معدنی، زمین، جنگلداری و منابع آب توسعه داده و اجرا می کند. استانداردهای اصلی مدیریت طبیعت توسط قوانین ویژه قانونی تعیین شده است.
کنترل سوالات
1. در انتخاب مصالح چه نکاتی را باید رعایت کرد؟
2. خواص اصلی محصول چیست
3. شاخص - مصرف مواد محصولات چه چیزی را تشکیل می دهد؟
یوسف بوریس الکساندرویچ، کاندیدای علوم فنی، دانشیار گروه صنعتی
و مهندسی عمران" FGBOU VO "دانشگاه دولتی مهندسی مسکو (MAMI)"، [ایمیل محافظت شده]
اوکولنیکووا گالینا اریکوونا، استاد، دکتری،
آکیموف سرگئی یوریویچ مدرس، گروه مهندسی صنایع و عمران، دانشگاه دولتی مسکو
دانشگاه مهندسی (MAMI)
اکولوژی و تولید مصالح ساختمانی
اکولوژی به عنوان علم ارتباط بین انسان و محیط طبیعی در پایان قرن نوزدهم پدیدار شد و از آن زمان به بعد هر دهه اهمیت بیشتری پیدا کرده است.
کلیدواژه: بوم شناسی، مصالح ساختمانی، صنعت
اکولوژی به عنوان علم ارتباط بین انسان و محیط طبیعی در پایان قرن نوزدهم پدید آمد و از آن زمان به بعد، هر دهه اهمیت فزاینده ای پیدا کرده است.
کلیدواژه: بوم شناسی، مصالح ساختمانی، صنعت.
مشکلات زیست محیطی پسماندهای صنعتی
وضعیت محیط زیست و مشکلات اکولوژیکی ارتباط مستقیمی با حجم تولیدات صنعتی دارد که در طول قرن بیستم بیش از 50 برابر افزایش یافته است و 4/5 این رشد از سال 1950 اتفاق افتاده است.
تقریباً هر تولیدی مبتنی بر استخراج مواد خام طبیعی از روده‌های زمین و تبدیل آن به محصول مورد نیاز است که با تشکیل زباله‌های مصنوعی و آلودگی منابع طبیعی آنها همراه است.
محیط ها میزان ضایعات تولید شده توسط انسان ارتباط مستقیمی با حجم تولید نوع اصلی محصول و کمال تکنولوژی تولید آن دارد.
پسماندهای فناورانه هوای جو را آلوده می کنند، زمین و آب های زیرزمینی را اشغال و آلوده می کنند. همه زباله ها، بسته به سمیت آنها، به چهار کلاس تقسیم می شوند: I - یک ماده بسیار خطرناک. II - ماده بسیار خطرناک؛ III - ماده نسبتاً خطرناک؛ IV - ماده کم خطر. زباله کلاس خطر I هدایت می شود
در "محل دفن" برای دفع نامحدود، کم خطرتر - در لجن - مخازن ذخیره، باطله ها، زباله ها و غیره، که در زیر آنها بیش از 100 هزار هکتار زمین اشغال شده است، دفع می شوند. مقدار کل زباله های انباشته شده در این زباله ها را نمی توان محاسبه کرد.
انتشار مواد مضر در جو توسط شرکت های صنعت مصالح ساختمانی به صورت گرد و غبار و ذرات معلق (بیش از 50٪ از کل انتشار) و همچنین مونوکسید کربن، دی اکسید گوگرد، اکسیدهای نیتروژن و غیره انجام می شود. مواد
از انتشار گازهای گلخانه ای از شرکت های مصالح ساختمانی، بیش از 40٪ توسط صنعت سیمان، 18-20٪ - توسط تولید سقف و مواد عایق، 10٪ - توسط تولید آزبست - سیمان، 15٪ - توسط غیر فلزات به حساب می آید. مصالح ساختمانی کمتر از 10 درصد - با تولید سازه ها و محصولات بتن آرمه و بتن آرمه.
سهم انتشار آلاینده به جو ناشی از صنعت مصالح ساختمانی در روسیه 3.2 درصد از کل میزان انتشار آلاینده است. حجم اصلی آن بر روی مجتمع سوخت و انرژی (48.4 درصد از انتشارات جوی، 26.7 درصد از تخلیه فاضلاب آلاینده و بیش از 30 درصد از زباله های جامد) می باشد. برای متالورژی غیر آهنی - 21.6٪ شامل
ضایعات جامد (تخلیه سرباره متالورژی، پسماندهای سنگ معدن، سرباره)؛ متالورژی آهنی (15.2 درصد در قالب 90 میلیون تن، شامل - 50 میلیون تن سرباره کوره بلند، 22 میلیون تن فولادسازی، 4 میلیون تن فروآلیاژ) برخی صنایع شیمیایی - به صورت لجن، ضایعات هیدروکلریک و سولفوریک. اسیدها، مایعات دیتر و لجن حاصل از تولید آمونیاک کلرید، خاکستر سودا، فسفوژیپس، فلوروژیپس و غیره. - یعنی عمدتاً زباله های طبقه چهارم که امکان قرار دادن آنها در تولید مصالح ساختمانی را فراهم می کند.
و به طور کلی، از زباله های فوق - منجر به نیاز به ایجاد "ثانویه"، اما از قبل ساخته شده توسط انسان می شود.
تولید سیمان منبع اصلی تشکیل مونوکسید کربن است: برای 1 تن سیمان - 1 تن CO2، برای 1 تن کلینکر - از 1.5 تا 9.5 کیلوگرم اکسید نیتروژن، ذرات جامد با گازهای دودکش - از 0.3 تا 1.0 کیلوگرم در تن . اگر چه بخش قابل توجهی از گرد و غبار سیمان توسط فیلترها گرفته شده و به کوره فرستاده می شود.
تحقیقات نشان داده است که بسیاری از ضایعات دست‌ساز از نظر ترکیب شیمیایی و کانی‌شناسی مشابه مواد خام معدنی طبیعی هستند و می‌توانند به طور جزئی یا کامل در تولید سیمان، بدون کلینکر، استفاده شوند.
چسباننده ها، سنگدانه ها، که باعث صرفه جویی در منابع طبیعی می شود. این در حالی است که در تعدادی از صنایع، تنها بخش ناچیزی از منابع طبیعی مصرفی به محصول نهایی مورد نیاز تبدیل می شود و مقدار عمده آن به زباله های صنعتی می رسد.
برای حذف آنها، به طور متوسط 8-10٪ از هزینه محصولات تولیدی صرف ذخیره سازی زباله های جامد می شود.تنها شرکت های مسکو در منطقه ملزم به اختصاص سالانه حداکثر 20 هکتار زمین هستند. و علاوه بر این، حمل و نقل و انبار کردن آنها میلیاردها روبل مصرف می کند.
بنابراین، استفاده از چنین پسماندهایی در حال تبدیل شدن به یک مشکل جهانی در اولویت حفاظت از منابع مواد خام طبیعی است.
در عین حال، مشکل وجود زباله نیز در صورت استفاده صحیح می تواند به عنوان یک ثروت اضافی عظیم تلقی شود.
این اولویت با این واقعیت پشتیبانی می شود که - ظرفیت پذیرترین مصرف کننده زباله های صنعتی از صنایع مختلف، حجم زیادی از تولید مصالح ساختمانی است، زیرا بسیاری از ضایعات از نظر ترکیب و خواص مشابه مواد اولیه طبیعی برای تولید آنها هستند. سهم مواد اولیه از آنها به بیش از 50 درصد می رسد.
مشخص شده است که پسماندهای صنعتی می توانند تا 40 درصد از نیازهای ساختمانی را در مواد اولیه پوشش دهند. علاوه بر این، پسماندهای صنعتی در برخی موارد می توانند هزینه ساخت مصالح ساختمانی را در مقایسه با تولید از مواد اولیه طبیعی 10 تا 30 درصد کاهش دهند. از پسماندهای صنعتی می توان مصالح ساختمانی جدید با شاخص های فنی و اقتصادی بالا ایجاد کرد.
با این حال، افزایش جرم مواد فرآوری شده با افزایش قابل توجهی در مقدار زباله همراه است که تأثیر منفی بر زیست کره دارد.
بنابراین، معیار زیست محیطی در انتخاب پیشرفته ترین فناوری ها تعیین کننده می شود.
در عین حال، جستجوی نه تنها برای تولید کارآمد اقتصادی و زیست محیطی، بلکه مهمتر از همه، ترکیب بهینه آنها بسیار مهم است.
حل مشکلات زیست محیطی زیست محیطی در تولید مصالح ساختمانی در زمینه های زیر انجام می شود:
اول شناسایی حجم و بررسی ماهیت زباله های تولیدی که محیط زیست را آلوده می کنند و ذخیره سازی آنها با ایجاد راه هایی برای حذف آنها با اقداماتی با هدف پردازش بیشتر آنها.
دوم، جمع آوری و دفع زباله های جامد مضر برای محیط زیست با معرفی راه حل های فن آوری برای پردازش پیچیده چنین مواد خام یا استفاده به عنوان محصولات ثانویه سایر صنایع است.
سوم ایجاد فن آوری های غیر زباله از نظر زیست محیطی "پاک" با حذف کامل آلودگی های زیست محیطی است.
اقدامات در جهت اول اساسا تعیین می شود. زباله ها یا برای بازیافت آماده می شوند یا دفن می شوند.
کارهای مربوط به حفاظت از محیط زیست در جهت دوم به طور گسترده انجام می شود: شدت انرژی تولید با تجهیز واحدهای فناوری اصلی به واحدهای بازیابی حرارت و آماده سازی گسترده زباله های مختلف (لجن، سرباره، خاکستر و غیره) برای استفاده مجدد کاهش می یابد. یعنی در رابطه با زباله های صنعتی، مرحله جدیدی از حفاظت از محیط زیست در حال حاضر در تولید مواد در حال تجسم است - ایده پردازش پیچیده مواد خام. به عنوان مثال، هنگام ایجاد مجتمع های بزرگ متالورژی یا انرژی، همچنین برنامه ریزی شده است که زباله ها برای استفاده در تولید مصالح ساختمانی آماده شوند. بنابراین به طور گسترده ای نیز وجود داشت
اما از سرباره های متالورژی دانه بندی شده برای تولید سیمان سرباره پرتلند، پوکه سرباره، پشم سرباره و غیره استفاده می شود که تجربه استفاده از سرباره های تخلیه، باطله های فلوتاسیون و غیره برای این اهداف وجود دارد.
تجربه مثبت استفاده از سرباره به عنوان پرکننده بتن و ضایعات بتن به عنوان چسباننده کم عیار یا به صورت سنگدانه خرد شده برای تولید گریدهای بتن تا 200 کیلوگرم بر سانتی متر مربع مشخص شد. اما استفاده پیچیده از مواد اولیه در تولید مصالح ساختمانی و به ویژه در ساخت رایج ترین و همه کاره ترین مواد - بتن معمولی هنوز کافی نیست.
بنابراین، فن‌آوران ساختمانی از زباله‌های صنعتی غیرآلی انبوه عمدتاً توسط سرباره متالورژی، ضایعات سوخت (خاکستر، سرباره) و همچنین سنگ‌های زغال‌دار زباله - زباله‌های استخراج زغال سنگ جذب می‌شوند. امروزه از ضایعات مختلف میکروسیلیس پودر شده به شکل فروسیلیس و سایر ترکیبات حتی متالورژی غیرآهنی با موفقیت استفاده می شود. در تولید 1 تن چدن حدود 0.7 تن مذاب کوره بلند (سرباره) تشکیل می شود.
با این حال، متاسفانه، در تولید مصالح ساختمانی
فقط نیمی از ضایعات سرباره استفاده می شود. بقیه به زباله دان فرستاده می شود. بخشی از سرباره ضایعات به عنوان سنگ خرد شده در ساخت راه ها استفاده می شود. اما به دلیل سرد شدن آهسته ضایعات مستقیم - سرباره ذوب شده در زباله ها که حاوی ناخالصی های آهن مذاب نیز هستند و در نتیجه استحکام بالایی به دست می آورند، تولید سنگ خرد شده با هزینه های بسیار بالایی (کار انفجاری و خرد کردن بسیار گران قیمت) همراه است.
از سوی دیگر، از مذاب های سرباره می توان محصولات مختلفی را ریخت: سنگ فرش های متبلور، دال های سنگفرش خیابان ها و پیاده روها، سنگ فرش ها و غیره. همچنین سنگدانه های متخلخل (پوکه سرباره) تولید می کنند و با کریستالیزاسیون کنترل شده، مواد با ارزش - سرباره تولید می کنند. -سرامیک به عنوان مثال، سیتال ها مواد شیشه ای کریستالی یا سنگ های مصنوعی هستند که از نظر ساختار یکنواخت ریزدانه با سنگ های طبیعی متفاوت هستند که به ایجاد مواد با دوام و استحکام بالا کمک می کند. یعنی با تنظیم ترکیبات فقط مذاب ها می توان مواد مصنوعی با مجموعه خاصی از خواص فیزیکی و شیمیایی به دست آورد. از آنجایی که فناوری ذوب سرباره مشابه فناوری تولید محصولات شیشه ای است، پس برای آنها
تجهیزات تولید مناسب برای صنعت شیشه علاوه بر این، اسلب برای تکمیل دیوار و کف، پانل برای سقف های ترکیبی، پانل های لولایی و خود نگهدارنده دیوارهای خارجی، تجهیزات بهداشتی، لوله های گاز سازی، گرمایش، برای صنایع شیمیایی و کشاورزی از این مواد ساخته شده است. ستون ها، نرده ها، مجسمه های بادوام.
سرباره منبسط شده - فوم سرباره سیتال یک ماده عایق حرارتی خوب و ارزان است. از ترکیب پوکه سرباره (ترموزیت) با مذاب، بلوک های بزرگ و محصولات (سنگ سرباره) ریخته می شود.
استفاده از مذاب های سرباره برای تولید محصولات مختلف پروفیل به جای محصولات بازالت های ذوب شده ویژه بسیار امیدوار کننده است.
از فهرست ناقصی از مواد سرباره، چنین برمی‌آید که سرباره‌های متالورژی در واقع نوع خاصی از مواد خام با ارزش هستند.
سایر ضایعات: خاکستر و سرباره سوخت (دیگ بخار) از سوزاندن صدها میلیون تن زغال سنگ، شیل نفتی و ذغال سنگ نارس تشکیل می شود و جو را با محصولات اسیدی اشباع می کند. تنها از سوزاندن 1 تن زغال سنگ از 100 تا 250 کیلوگرم ضایعات سوخت حاصل می شود. اگرچه بسیاری از صنایع در حال تغییر به سمت گازهای طبیعی هستند و همچنین به
گازی که از گاز شدن زغال سنگ های مختلف به دست می آید. اما حتی پس از تبدیل به گاز از 1 تن زغال سنگ، از 0.2 تا 0.4 متر مکعب سرباره و خاکستر باقی می ماند.
همه اینها به مناطق وسیعی برای دفن نیاز دارد.
در عین حال، زباله های سوخت (سرباره و خاکستر) ماده اولیه خوبی برای ساخت بسیاری از مصالح ساختمانی است. به عنوان مثال، مقداری خاکستر حاصل از احتراق شیل نفتی چسباننده است، خاکستر و سرباره دیگر برای تولید بتن سبک استفاده می شود (بتن سرباره، بتن خاکستر، به ویژه بتن سبک "سلولی" - بتن هوادهی و بتن فوم).
ضایعات سنگ های "ضایعات" استخراج شده از معادن زغال سنگ و متشکل از شیل زغال سنگ رسی با محتوای 10-15٪ زغال سنگ و ناخالصی های گوگرد از احتراق خود به خود (با افزایش دما تا 800-1000 درجه سانتیگراد) - "سنگ های سوخته" " - انبوه زباله . انباشته دود برای مدت طولانی، از سنگ های زائد به نوعی سرباره تبدیل می شود که مانند زباله های سوخت استفاده می شود. اما اغلب آنها خاک رس سوخته و متورم هستند که از آنها می توان با خرد کردن آگلوپوریت به دست آورد.
نوع دیگر زباله های آلی و به ویژه زباله های چوبی است. در کشور ما سالانه کاهش می یابد
حدود 1/3 رشد سالانه چوب حدود چند صد میلیون متر مکعب است. در عین حال به ازای هر 5 مترمکعب چوب بریده شده حدود 4 مترمکعب الوار از جنگل خارج می شود و پس از اره کردن آنها کمتر از 3 مترمکعب الوار اره به دست می آید و مابقی ضایعات (طول عمر، کوتاه، اسلب، لت، تراشه، خاک اره). خروجی چوب، با در نظر گرفتن انقباض، به طور متوسط 55-60٪ از حجم چوب است. میزان کل ضایعات چوب در سال بیش از 150 میلیون متر مکعب است. از این تعداد، به شکل اسلب و اسلات - تا 25٪، و خاک اره - 10٪. بخشی دیگر به عنوان سوخت استفاده می شود، بقیه استفاده نمی شود.
اگر این ضایعات به تراشه یا الیاف سلولزی تبدیل شده و با رزین های مصنوعی مخلوط شوند، تخته خرده چوب یا تخته فیبر و افزودنی ارزشمند به بتن به صورت الیاف می توان به دست آورد.
از ضایعات کشاورزی - آتش (بکسل) گیاهان باست (کتان، کنف و غیره)، کاه و غیره می توان برای به دست آوردن صفحات، ورق ها و صفحات عایق حرارت و عایق صدا برای کارهای تکمیلی (کف، دیوار) استفاده کرد.
1. استفاده از ضایعات در تولید بتن مسلح
امروزه صنعت عظیم مصالح ساختمانی بتن مسلح است که در حال حاضر اجزای طبیعی کافی - شن کوارتز و گرانیت خرد شده برای آن وجود ندارد.
قرن بیست و یکم آینده باید قرن بتن مبتنی بر زباله های ساخت بشر باشد، که نه تنها امکان دفع زباله های ساخت بشر را فراهم می کند، مشکلات زیست محیطی، انرژی و زیست محیطی را حل می کند، بلکه فناوری بتن را به مرحله جدید زیست محیطی و اقتصادی ارتقا می دهد. توسعه
سهم علم عینی در حل مشکلات زیست محیطی در زمینه های زیر مورد توجه قرار می گیرد:
کاهش انتشار مواد مرتبط با تولید سیمان پرتلند و هزینه های انرژی؛
کاهش مصرف سیمان کلینکر به ازای هر متر مکعب بتن بدون کاهش کیفیت آن.
جایگزینی قسمت کلینکر سیمان و همچنین سنگدانه های طبیعی با ضایعات صنعتی سایر صنایع از جمله آنهایی که حاوی عناصر سمی هستند به دلیل تبدیل آنها به مواد نامحلول و حفاظت.
امروزه ضایعات اساس یک جهت صنعتی جدید - شیمیایی سازی بتن با دستیابی به
او شاخص های فنی جدید. بنابراین مخلوط های خاکستر، سرباره و خاکستر و سرباره که در بتن فقط برای جایگزینی بخشی از سیمان استفاده می شود، کارایی مخلوط ها را بهبود می بخشد، استحکام و مقاومت در برابر یخ زدگی بتن را تا 100-300 = F = کاهش می دهد، انقباض و نفوذپذیری آب را کاهش می دهد. . خاکستر مقاومت به خوردگی بتن مسلح و مقاومت سولفات بتن معمولی را افزایش می دهد، بدون اینکه بر تغییر شکل خزشی، انقباض و مدول الاستیسیته آن تأثیر بگذارد.
مخلوط خاکستر و سرباره تهیه شده (2) و سرباره به جای سنگدانه های سنگین با منشاء طبیعی (شن، شن و سنگ خرد شده)، سنگدانه های سبک (متخلخل) ساخت مصنوعی (رس منبسط شده، آگلوپوریت و غیره)، منشاء طبیعی ( پوکه، توف و غیره) و یا در ترکیب با آنها.
سرباره متراکم - حذف جداگانه با خنک شدن بعدی مذاب با آب برای غنی سازی ماسه های طبیعی ریز یا به عنوان سنگ خرد شده از کسر ریز - برای بتن سنگین قابل استفاده است.
سرباره متخلخل - حذف جامد می تواند به عنوان یک سنگدانه بزرگ در بتن سبک عمل کند.
در حال حاضر طبقه بندی و شاخص های خواص زباله در اسناد نظارتی گنجانده شده است. بنابراین، مطابق با GOST 25818، با توجه به نوع سوخت سوزانده شده، خاکستر بادی (انتخاب خاکستر خشک) تقسیم می شود.
yut بر روی آنتراسیت (A)، زغال سنگ (CU) و زغال سنگ قهوه ای، که در نتیجه سوزاندن زغال سنگ قهوه ای (B) تشکیل شده است.
خاکستر بادی (FL) از نیروگاه های حرارتی نیز به عنوان جزئی برای ساخت بتن ها و ملات های سنگین، سبک، سلولی و همچنین یک افزودنی ریز آسیاب شده برای بتن های مقاوم در برابر حرارت استفاده می شود. و بسته به زمینه کاربرد، آنها به 4 نوع تقسیم می شوند: I - برای سازه های بتن مسلح ساخته شده از بتن سنگین و سبک. II - برای سازه های بتنی و محصولات ساخته شده از بتن سنگین و سبک، ملات. III - برای محصولات و سازه های ساخته شده از بتن سلولی. IV - برای محصولات و سازه های بتنی و بتن مسلح که در شرایط خاص کار می کنند (سازه های هیدرولیک، جاده ها، فرودگاه ها و غیره).
با توجه به ترکیب شیمیایی خاکستر بادی به 2 نوع اسیدی (K)، حاوی اکسید کلسیم (CaO) تا 10 درصد جرمی و بازی (O)، حاوی CaO بیش از 10 درصد از جمله در تقسیم می شوند. حافظه CaOsv بدون سوخت B - بیش از 5٪ برای انواع I و II خاکستر و حداکثر 3٪ - برای نوع IV. برای نوع III CaOsv استاندارد نشده است.
تعیین درجه های خاکستر اختصارات فوق را در نظر می گیرد.
مثال: ZU KUK-1 GOST 25818 - زغال سنگ (KU)، ترش (K)،
خاکستر بادی (FL) برای ساخت سازه های بتن مسلح باید شرایط زیر را برآورده کند:
I I I - 6% و IV - 3%؛
انواع II و IV - بیش از 1.5٪ و III - 3.5٪؛ - PPP برای ذخیره ترش از KU: نوع I - بیش از 10٪، II - 15٪، III - 7٪ و IV - 5٪. از A: نوع I - بیش از 20٪، II - 25٪، III و IV - 10٪؛ از B: نوع I - بیش از 3٪، II - 5٪، III - 5٪ و IV - 2٪؛ برای خاطره موارد اصلی از B: من،
انواع III و IV - بیش از 3٪ و II - 5٪. سطح ویژه خاکستر، m2/kg،
برای اسیدی نوع I و III نباید بیشتر از 250 باشد، برای اسید نوع II - 150 و برای اسیدی
نوع IV - 300; برای حافظه اصلی نوع I - 250، حافظه اصلی نوع II - 200، حافظه اصلی نوع III - 150 و حافظه اصلی نوع IV - 300. باقیمانده روی الک شماره بیش از 20٪، نوع ZU K II - نه بیشتر از 30٪ و نوع ZU K IV - نه بیشتر از 15٪. برای حافظه در مورد انواع I و II - بیش از 20٪
نوع I I I - حداکثر 30٪ و نوع IV - حداکثر 15٪.
متأسفانه، در روسیه، از (50 میلیون تن) حجم کل زباله های خاکستر و سرباره تولید شده، تنها بیش از 11 درصد به سهم خاکستر بادی نمی رسد.
با این حال، در عمل جهانی، خاکستر حاصل از نیروگاه های حرارتی از نیروگاه های حرارتی جزء موثر بتن در مقادیر افزایش یافته (50-200 کیلوگرم بر متر مکعب) است (و برای بتن با مقاومت بالا - میکروسیلیس یا ترکیب آن با خاکستر) وارد می شود. اکثریت قریب به اتفاق بتن و به عنوان یک جزء اجباری در نظر گرفته می شود.
خاکستر وارد شده در مقادیر زیاد نیاز به کاهش همان مقدار از اجزای خاص بتن دارد. ورود خاکستر به مخلوط بتن به جای سیمان یا به جای ماسه امکان پذیر است. این روش ها به هم مرتبط هستند (جدول 1).
میز 1
تعداد ترکیب مصرف مواد، kg/m3 yszh، MPa
سیمان آب شن و ماسه خاکستر قلوه سنگ
1 190 330 650 1200 - 25
2 200 230 590 1200 100 18,7
3 190 230 730 1200 - 13,6
4 200 229 531 1200 100 25
بتن با مصرف خاکستر 100 کیلوگرم بر متر مکعب بتن (ترکیب 2) را می توان با وارد کردن حجمی آن هم به جای سیمان به ترکیب 1 با مصرف سیمان 330 کیلوگرم بر متر مکعب و هم به جای ماسه در ترکیب 3 با یک ترکیب به دست آورد. مصرف سیمان 230 کیلوگرم بر متر مکعب.
تغییرات در حجم به دلیل افزایش تقاضای آب مخلوط با خاکستر و چگالی کمتر خاکستر (r3 = 2.1 گرم بر سانتی متر مکعب) با افزایش مصرف ماسه جبران می شود. در این حالت، ورود خاکستر به جای سیمان می تواند منجر به کاهش مقاومت شود. معرفی خاکستر به جای ماسه موثرتر است: اگر خاکستر موثر باشد، قدرت افزایش می یابد (در ترکیب 4 - 14٪). در عمل، به عنوان یک قاعده، معمولاً لازم است که قدرت را در یک سطح ثابت نگه دارید. چرا قسمت هایی از خاکستر جایگزین سیمان و ماسه می شود؟
نسبت جایگزینی به کارایی خاکستر بستگی دارد که کیفیت آن با ضریب کارایی (Ke) تعیین می شود. معنای فیزیکی آن نسبت جرم سیمان کاهش یافته و خاکستر وارد شده در عین حفظ مقاومت ثابت بتن است. هنگام استفاده از Ke، هدف از ترکیب بتن با خاکستر مشخص می شود. بنابراین، Ke = 0.5 به این معنی است که هنگام وارد کردن به بتن، به عنوان مثال، 100 کیلوگرم خاکستر برای حفظ مقاومت، می توان مصرف سیمان را 50 کیلوگرم و 50 کیلوگرم دیگر - مصرف شن و ماسه (هنگام جایگزینی وزن) کاهش داد. . اگر خاکستر به ترکیب 1 (جدول 2) وارد شود تا بتن با مقاومت برابر به دست آید، با فرض Ke = 0.31، ترکیب 4 (جایگزینی بر اساس حجم) را به دست می آوریم.
جدول 2. نسبت اثربخشی برخی از شر
مصرف سیمان کیلوگرم بر متر مکعب نوع خاکستر/شرایط پخت
Angarskaya TPP (2) Bushtyrskaya TPP (3) Uglegorskaya TPP (4)
بخاردهی کاهش معمولی بخاردهی
240 0,39 0,46 0,5 0,39
300 0,31 0,36 0,4 0,42
350 0,2 0,79 0,33 0,45
400 0.2 0,25 0,5
گاهی اوقات تعبیر "قدرت" Ke مفیدتر است: نسبت افزایش استحکام با وارد کردن هر مقدار خاکستر و همان مقدار سیمان. در این مورد Ke ساده تر تعریف می شود. از آنجایی که اثر مقاومتی افزایش مصرف سیمان در هر تولید مشخص است، باقی مانده است تا اثر مقاومتی ورود خاکستر (به جای ماسه) ایجاد شود. به عنوان مثال، می توانید از داده های جدول استفاده کنید. 1. اثر مقاومت از 100 کیلوگرم سیمان 11.4 مگاپاسکال است و از 100 کیلوگرم خاکستر -
5.1 مگاپاسکال، از این رو: Ke = - = 0.45.
هنگام استفاده از Ke، همچنین مشکلاتی در رابطه با وابستگی ارزش آن به مصرف سیمان، مقدار خاکستر، حالت سخت شدن وجود دارد (مقادیر Ke بالا برای مصرف خاصی از سیمان معتبر است).
اکثر شرورهای روسیه تقاضای آب بیشتری دارند،
بنابراین، Ke با افزایش مصرف سیمان کاهش می یابد و برای خاکستر کم نیاز آب که مخلوط بتن را پلاستیک می کند، می تواند افزایش یابد. به طور کلی، داده های مربوط به وابستگی Ke به مصرف سیمان تا حدودی متناقض است، بنابراین بهتر است آن را به صورت تجربی تعیین کنیم.
با افزایش مصرف خاکستر، کارایی آن کاهش می‌یابد و ایجاد وابستگی مورد نظر دشوار می‌شود. سپس می توان خود را به مصرف یک خاکستر محدود کرد (مثلاً 100-150 کیلوگرم بر متر مکعب)، و یک Ke بزرگتر را در مصرف خاکستر کمتر به عنوان یک فاکتور ایمنی خاص در نظر گرفت. چنین ترکیباتی را می توان با توجه به نتایج کنترل تولید مقاومت بتن تنظیم کرد.
نوع اصلی خاکستر وارد شده به بتن خاکستر TPP با دفع خشک کم کلسیم است. این عمدتا شیشه سیلیکات است و سیلیس آمورف تشکیل دهنده آن نسبت به Ca (OH) 2 آزاد شده در طی هیدراتاسیون سیمان (به اصطلاح فعالیت پوزولانی) از نظر شیمیایی فعال است. واکنش بین آنها منجر به تشکیل هیدروسیلیکات های بسیار پراکنده می شود
کلسیم (نوع CaO8Yu^H2O) با قابض بودن بالا به جای Ca(OH)2 کم استحکام و آسیاب کردن ذرات منجر به کاهش اندازه منافذ و نفوذپذیری می شود. همه اینها ساختار بتن را بهبود می بخشد. متأسفانه واکنش پوزولانی (با سیلیس آمورف) دیر شروع می شود (در حدود 7 روزگی) و به آرامی ادامه می یابد. اثر اصلی آن در طول سخت شدن معمولی بتن در سن 3 ماهگی ظاهر می شود و سخت شدن شدید بتن با خاکستر در سنین بالاتر - تا یک سال یا بیشتر - مشاهده می شود. در نتیجه، اثر مقاومت ناشی از معرفی خاکستر و صرفه جویی در سیمان، که با مقاومت 28 روزه تعیین می شود، کمتر از بتن قدیمی است. با این وجود، این اثر "پیری" از بین نمی رود، بلکه باعث ایجاد حاشیه ایمنی اضافی و کاهش نفوذپذیری و در نتیجه افزایش دوام این بتن می شود (البته در شرایطی که منجر به تداوم هیدراتاسیون در سنین بعدی می شود).
خاکستر علاوه بر اثر پوزولانی، تأثیر فیزیکی قابل توجهی بر بتن نیز دارد که معمولاً به آن «اثر میکروفیلر» می‌گویند. در شکل خالص خود را با افزایش مقاومت نشان می دهد زمانی که پودرهای بی اثر وارد بتن می شوند، به عنوان مثال، شن و ماسه، زباله های خرد کننده گرد و غبار و
و غیره. اساس آن را می توان افزایش غلظت ذرات پراکنده در خمیر سنگ سیمانی دانست که باعث کاهش تخلخل آن می شود. جنبه دیگری از این اثر در مخلوط های بتن با مصرف کم سیمان، که در آن کمبود واضح ذرات پراکنده وجود دارد، آشکار می شود. ورود خاکستر باعث تضعیف یا از بین رفتن آن می شود، در نتیجه ترکیب دانه ای جزء سیمان-ماسه بهبود می یابد، لایه لایه شدن مخلوط بتن کاهش می یابد و همگنی بتن افزایش می یابد. لازم به ذکر است که نقش "تثبیت کننده" خاکستر به دلیل روند استفاده از مخلوط های بسیار متحرک در ساخت و ساز یکپارچه، با افزایش تمایل به لایه برداری افزایش می یابد.
با افزایش مصرف سیمان، لایه لایه شدن مخلوط بتن کاهش می‌یابد، اما آزاد شدن حرارت بتن سخت‌کننده افزایش می‌یابد که می‌تواند منجر به تشکیل ریزترک‌هایی شود که در مراحل اولیه سخت شدن هستند. کاهش مصرف سیمان با ورود خاکستر باعث کاهش تولید گرما و احتمال ریزترک های حرارتی می شود که ساختار بتن را نیز بهبود می بخشد. در بتن عظیم، خطر ریزترک ها به میزان قابل توجهی افزایش می یابد و نقش مثبت خاکستر در کل محدوده مصرف سیمان خود را نشان می دهد.
خاکسترهای حاصل از نیروگاه های حرارتی که شرایط خاصی را برآورده می کنند را می توان به بتن وارد کرد.
الزامات، در درجه اول به ترکیب شیمیایی آنها. GOST 2581891 نرمال می کند: محتوای CaO، MgO، BO3، قلیاها و همچنین تلفات در احتراق. از شاخص هایی که کارایی خاکستر را تعیین می کند، در بتن برای محصولات بتن مسلح، فقط سطح خاص نرمال می شود.
در خارج از کشور، پراکندگی به عنوان مشخصه اصلی خاکستر برای بتن استفاده می شود. به طور کلی پذیرفته شده است که این پراکندگی است که خواص مهم خاکستر مانند تقاضای آب، فعالیت پوزولانی، اثر میکرو پر کردن، کاهش در احتراق را تعیین می کند. با توجه به اینکه سطح ویژه خاکستر حاوی ذرات متخلخل به طور دقیق مشخص نشده است، توسط باقیمانده روی الک 45 میکرونی تخمین زده می شود. اما استانداردهای خارجی، به عنوان مثال، استانداردهای اروپایی EN-450 "خاکستر برای بتن"، همراه با ترکیب شیمیایی، نه تنها پراکندگی، بلکه شاخص فعالیت را نیز عادی می کند، که مشخصه اثر قدرت خاکستر در مخلوط با سیمان است. در تعدادی از استانداردها، تقاضای آب خاکستر نیز نرمال شده است. طبق اصل کلی خاکستر نباید نیاز آبی مخلوط بتن را افزایش دهد.
در عین حال، خاکستر با افزایش تقاضای آب می تواند در بتن کاملاً مؤثر باقی بماند. بنابراین معرفی 100 کیلوگرم خاکستر به ازای هر متر مکعب بتن به جای ماسه باعث افزایش مقاومت شد.
14% علیرغم افزایش تقاضای آب مخلوط به میزان 10 لیتر در متر مکعب.
البته خاکستر با کاهش تقاضای آب، به ویژه در بتن هایی که مصرف سیمان آنها افزایش یافته است، مؤثرتر است.
معرفی خاکستر طیف وسیعی از خواص مخلوط بتن و بتن را بهبود می بخشد. لازم به ذکر است که این امر همزمان با کاهش مصرف سیمان در بتن با خاکستر مطابق با Ke اتفاق می افتد. مخلوط بتن با خاکستر، با همان تحرک، پلاستیک تر است، پمپاژ آن آسان تر است و فضای تشکیل شده را پر می کند، که به ویژه در شرایط تخمگذار "سخت" اهمیت دارد. بتن سخت شده با خاکستر، با داشتن نفوذپذیری کاهش یافته، باعث افزایش دوام، عملکرد محافظتی در رابطه با تقویت، جلوگیری از انتشار یون کلر در بتن و همچنین مقاومت در برابر خوردگی می شود. مقاومت سولفات به ویژه به شدت افزایش می یابد. اما این اثرات با عملیات رطوبتی طولانی مدت حاصل می شود که یک واکنش پوزولانی را در لایه سطحی بتن ایجاد می کند که مسئول خواص ذکر شده است.
در عین حال، برخی از پیامدهای منفی ورود خاکستر به بتن نیز باید در نظر گرفته شود. اول از همه، سخت شدن بتن در مراحل اولیه به ویژه در دماهای پایین کند می شود. در برخی موارد، به ویژه با قابل توجه
مصرف خاکستر، امکان کاهش مقاومت در برابر یخبندان بتن وجود دارد که تابع پیچیده ای از مصرف خاکستر، مدت زمان عمل آوری بتن و سن شروع یخ زدگی است. در نهایت باید در نظر داشت که برهمکنش خاکستر با کلسیم (OH) 2 در طی واکنش پوزولانی منجر به کاهش ذخیره قلیایی در بتن می شود و در مصرف خاکستر زیاد، ممکن است خطر اتصال کامل و خوردگی آن وجود داشته باشد. از تقویت بنابراین، مقدار خاکستر معرفی شده محدود است.
GOST 25818-91 حداکثر نسبت مجاز خاکستر: سیمان را 1:1 وزنی ارائه می دهد.
سرباره های TPP که ذخایر آن به میلیون ها تن می رسد، یک ماده خام عالی برای تولید بتن است. آنها از قسمت معدنی زغال سنگ سوخته شده در حالت پودر شده در کوره های واحدهای دیگ بخار تشکیل می شوند.
بسیاری از مناطق کشور با کمبود شدید ماسه های طبیعی مواجه هستند که الزامات استانداردهای فعلی را برآورده می کند، بنابراین سازندگان مجبور به استفاده از ماسه های بسیار ریز با Mcr = 1,...1,2 هستند. این امر به ناچار منجر به مصرف بیش از حد سیمان و کاهش کیفیت سازه های بتن مسلح می شود. اخیراً ماسه های طبیعی ریز با محصولات جانبی و ضایعات تولیدی غنی شده اند. مدیریت پسماند گسترش می یابد
پایه مواد اولیه ساخت و ساز و کاهش هزینه آن.
با توجه به ترکیب دانه، سرباره مخلوطی مکانیکی از ماسه سرباره (اندازه دانه 0.14-5 میلی متر) و سرباره خرد شده (اندازه دانه بیش از 5 میلی متر) است. چگالی دانه های سرباره تشکیل شده در کوره های دیگهای بخار، واحدهایی با حذف سرباره مایع، عمدتاً در محدوده 2.3-2.5 تن بر متر مکعب است. قابلیت خرد شدن دانه های کسری 5-10 میلی متر طبق روش GOST 8269 20-25٪ است و استحکام نمونه های مکعبی با لبه 2 سانتی متر که از یک تکه سرباره اره شده است به 150-200 مگاپاسکال می رسد. یعنی سرباره های TPP به عنوان پرکننده برای بتن با عیار بالا تا M700 قابل استفاده هستند.
با در نظر گرفتن مقدار بالای مدول اندازه ذرات (Mcr) ماسه سرباره (3.05-3.96)، توصیه می شود از سرباره سوخت حذف جداگانه به عنوان جزئی استفاده شود که گرانولومتری ماسه های ریز را بهبود می بخشد.
ماسه سرباره دارای معایب ذاتی بسیاری از انواع زباله های صنعتی نیست - عملاً حاوی دانه های پوسته پوسته و سوزنی، سیلت، خاک رس و سایر ناخالصی های مضر نیست. مقدار معینی از بخش های گرد و غبار مانند که می تواند در سرباره وجود داشته باشد، بدون اینکه خواص بتن بدتر شود، به طور قابل توجهی ویژگی های رئولوژیکی مخلوط بتن را بهبود می بخشد.
تمرین نشان داده است که یکنواختی و استحکام پایدار بتن تنها با دوز بهینه و با در نظر گرفتن گرانولومتری ماسه اصلی و سرباره اضافه شده بدست می آید. روش محاسبه ترکیب بتن، که به دست آوردن گرانولومتری بهینه سنگدانه ها و افزایش چگالی و مقاومت بتن را تضمین می کند، در نظر می گیرد که سرباره سوخت نه تنها شامل بخش های شن و ماسه، بلکه دانه های بزرگ تری است که جایگزین سنگ خرد شده می شود. بعلاوه چگالی دانه های سرباره نسبت به سنگدانه های سنگ سخت سنتی کمتر است، بنابراین مقدار سنگدانه های سرباره باید کمتر از مجموع توده های ماسه کوارتز و گرانیت خرد شده باشد.
سازه های سنگ سیمانی با ضایعات سیلیس با ذرات میکرو و نانو
امروزه توجه تکنولوژیست ها توسط ضایعات بسیار نامطلوب زیست محیطی حاصل از متالورژی آهنی و غیرآهنی به شکل سیلیکات "دود" که حتی دارای ذرات نانو اندازه در ترکیب کسری خود است، به خود جلب می کند. دفن آنها علاوه بر عملیات فن آوری آماده سازی و ذخیره سازی نیاز به پوشاندن سطح با هوموس با چمن نیز دارد تا از گرد و غبار بیشتر زباله ها در هوای خشک یا گرم جلوگیری شود.
با پرکننده‌های سنگ سیمانی با ابعاد میکرو و نانو، پدیده‌ها و مکانیسم‌های دخیل در شکل‌گیری ساختار از زمان معرفی آنها به‌عنوان یک اصلاح‌کننده مرتبط هستند. نقش ذرات با اندازه میکرو و نانو در فرآیندهای اصلاح ساختار سنگ سیمانی و بتن در زمینه تأثیر آخال‌های سایر مقیاس‌های اندازه آنها در نظر گرفته می‌شود.
در علم مواد تکنولوژیکی، هر مقیاس ابعادی "شامل" ذرات با سطح مقیاس متناظر آن ساختار، که به عنوان یک زیر سیستم دو جزیی "ماتریس - گنجاندن" نشان داده می شود، همبستگی دارد. این به طور مداوم در مورد سنگدانه های درشت، ریز، میکروپرکننده ها، ذرات فوق میکرو و نانو اندازه صدق می کند. هر نوع گنجاندن، "کار" در سطح ساختار مقیاس خود، بر ساختار کل ماده (به عنوان یک کامپوزیت) تأثیر می گذارد. آخرین، و این مهم است، هم افزایی اثرات به دست آمده است.
نیاز به تعادل کمی سیستماتیک محتوای گنجاندن در مقیاس های اندازه های مختلف بدیهی است. این مشکل به بهینه سازی دوز ذرات اصلاح کننده میکرو و نانو نیز مربوط می شود.
مقیاس ابعادی باید به عنوان اولیه در نظر گرفته شود
پارامتر شناسایی گنجاندن. بسیاری از ویژگی‌های شناسایی اجزاء با ویژگی ابعادی-هندسی و قابل بیان بصری مرتبط هستند - مساحت سطح خاص، انرژی سطح ویژه، تعداد ذرات و تعداد تماس ذرات در واحد حجم (نگاه کنید به جدول 3)، اثرات اندازه کوانتومی و حالات ذرات، از پیش تعیین نمودن تأثیرات مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی بر فرآیندهای تشکیل ساختار و تأثیرات تغییر شکل ساختار مواد.
با توجه به مکانیسم های احتمالی مشارکت ذرات در ابعاد میکرو و نانو در فرآیندهای تشکیل سازه سنگ سیمانی و بتن، لازم است سیستمی که در ابتدا در آن قرار می گیرند در نظر گرفته شود.
اینها سیستم های خمیر سیمان چند فازی چند فازی با افزودن ذرات پراکنده اولیه به بسته هایی با چگالی مشخص هستند. آنها فرآیندهای خیس شدن، جذب، جذب شیمیایی، پپتیزاسیون، انحلال، هیدراتاسیون، کلوئیداسیون، هسته زایی و تشکیل فاز را با تبلور و تبلور مجدد توسعه می دهند.
"چرخه زندگی" ذرات در ابعاد میکرو و نانو با توجه به ماهیت و درجه دخالت آنها در این پدیده ها و فرآیندهای تشکیل ساختار تعیین می شود. این بستگی به ویژگی های ابعادی هندسی و محتوایی، دوز ذرات در ابعاد میکرو و نانو دارد. در حالت کلی، مشارکت شکل‌دهنده ساختار و تأثیر تحول‌آفرین ناشی از مکانیسم‌های مرتبط زیر است.
جدول 3
مشخصات تخمینی یونهای وارد شده به ساختار بتن
نام اجزاء اندازه، سطح ویژه، متر مربع/کیلوگرم انرژی سطح ویژه، J/kg تعداد ذرات در واحد حجم (در 1 متر مکعب) تعداد تماس ذرات در واحد حجم (در 1 متر مکعب)
دانه درشت 510_3-4^10-2 تا 0.5 تا 0.6 تا 1104 تا 9104
جمع ریز 510_4-5^10"3 تا 24 تا 30 تا 5-106 تا 4107
Microfiller 510_6-2^10-4 تا 300 تا 400 تا 11012 تا 91012
Microsilica 110"7-210-7 تا 20000 تا 18000 تا 6-1018 تا 4-1019
ذرات با اندازه نانو 210_9-4^10-8 تا 200000 تا 250000 تا 2-1022 تا 11023
اولین و شناخته شده مکانیسمی است که افزایش چگالی بسته بندی سیستم افزودن ذرات پراکنده، کاهش تخلخل کل آن و تغییر در ساختار تخلخل را تعیین می کند.
در مرحله توسعه فرآیندهای ترشوندگی، جذب و جذب شیمیایی، ذرات میکرو و نانو سایز موجود در سیستم قادرند با افزایش حجم جذب و آب متصل به شیمیایی، حجم آب متصل به مویرگی و آزاد را کاهش دهند. منجر به تغییر در خواص رئولوژیکی خمیر سیمان و مخلوط بتن می شود تا ویسکوزیته و استحکام پلاستیک آنها افزایش یابد.
در مرحله کلوئیداسیون، هسته‌زایی و تشکیل فاز، ذرات میکرو و نانو اندازه‌ای می‌توانند به‌عنوان مراکز تبلور عمل کرده و آستانه انرژی این فرآیند را کاهش داده و آن را تسریع کنند.
اثر آشکار همزمان تأثیر ذرات به عنوان مراکز تبلور، "زون بندی" ساختار سخت شدن خواهد بود. ریزحجم‌های ساختار سخت‌کننده در زمینه انرژی، تأثیر ترمودینامیکی ریز و نانو ذرات جداگانه خواهد بود که با تشکیل آگلومراها و کریستال‌ها از فازهای هیدراته جدید همراه خواهد بود. اندازه،
حجم، تعداد آگلومراها و بلورها در واحد حجم با توجه به وضعیت کوانتومی ذرات، مقدار کمی (دوز) آنها در واحد حجم سنگ سیمان و بتن تعیین می شود.
پهنه بندی - به عنوان یک فرآیند و در نتیجه فرآیند تبدیل ساختار سنگ سیمان، پدیده های مثبتی را برای خواص بتن فراهم می کند، زیرا ارتباط مستقیمی با ویژگی های یکنواختی - ناهمگونی سازه، مساحت . مرزهای فاز و بر این اساس، تغییر در شرایط کار مواد تحت بار از نظر غلظت و محلی سازی، ایجاد تنش ها و کرنش ها در آن، شرایط شروع و انتشار ترک ها.
یکی دیگر از مکانیسم های اساسی مهم برای اصلاح ساختار سنگ سیمان با معرفی ذرات میکرو و نانو اندازه، با امکان مشارکت شیمیایی مستقیم آنها در فرآیندهای ناهمگن تشکیل فاز ترکیبات هیدراته مرتبط است. این امکان هم با علامت قابل توجه (ترکیب شیمیایی و کانی شناسی) ذرات و هم با افزایش مقادیر سطح ویژه و انرژی سطح ویژه آنها تعیین می شود.
بنابراین، مشخص کردن مکانیسم‌های تأثیر دگرگونی ذرات میکرو و نانو اندازه بر
شکل گیری سازه و ساختار سنگ سیمانی و بتن، عموماً باید جنبه فضایی و هندسی (پارامترهای سیستم افزودن ذرات پراکنده، چگالی بسته بندی آنها، ساختار تخلخل و تخلخل، پهنه بندی تشکیل فاز جدید) را در نظر داشت. جنبه ترمودینامیکی و جنبشی (تسهیل انرژی فرآیندهای هیدراتاسیون و سخت شدن، تسریع آنها)، جنبه کریستالی-شیمیایی (تجلی نقش دانه کریستال توسط ذرات، عامل پهنه بندی ساختار آمورف-بلور، مشارکت ذره ماده در فرآیندهای شیمیایی- کانی‌شناسی تشکیل فاز)، و در نهایت، جنبه فناوری (تاثیر بر تقاضای آب، تغییر ویژگی‌های رئولوژیکی ماسه‌های قالب‌گیری).
با این حال، امکانات و معیار اجرای این مکانیسم های تبدیل ساختاری سنگ سیمان باید بر اساس نوع، ویژگی ها و دوز ذرات میکرو و نانو اندازه تعیین شود.
در این سری یکی از قابل قبول ترین گزینه ها استفاده از ذرات سیلیکا در ابعاد نانو به دلیل در دسترس بودن، امکان سنتز نسبتا ساده و ارزان است.
با کلیت مکانیسم های در نظر گرفته شده تبدیل ساختار سنگ سیمانی توسط میکروسایز
و ذرات سیلیکا با اندازه نانو، تفاوت اساسی در اثربخشی کاربرد آنها وجود دارد. این در درجه اول به دلیل تفاوت قابل توجه در اندازه ذرات سیلیس میکرو و نانو اندازه است، در حالی که ذرات سیلیکا با اندازه میکرو و نانو در ماهیت قابل توجهی مشابه هستند.
میکروسیلیسی که امروزه در عمل استفاده می شود (MS) (شکل 1) محصول جانبی تولید سیلیکون و فروآلیاژها است که از 80 تا 98 درصد دی اکسید سیلیکون آمورف تشکیل شده است. ذرات کروی با قطر متوسط 200 نانومتر هستند. سطح ویژه اندازه گیری شده با روش جذب نیتروژن 15000 - 25000 m2/kg است. انرژی سطح ویژه می تواند به 18 کیلوژول بر کیلوگرم برسد و تعداد ذرات در واحد حجم - 1018 قطعه در متر مکعب.
برنج. 1. ویژگی های اصلی گرد و غبار سیلیس: الف - شکل و اندازه دانه ها (از یک میکروعکس). ب - منحنی توزیع اندازه ذرات
اندازه نانوذرات سیلیس دو مرتبه کوچکتر است
اندازه ذرات میکرو سیلیس و محدوده از 1 تا 20 نانومتر. سطح ویژه ذرات SiO2 با اندازه نانو می تواند به 200000 متر مربع بر کیلوگرم و انرژی سطح ویژه تا 250 کیلوژول بر کیلوگرم برسد. این وضعیتی را ایجاد می‌کند که در آن بیشتر پیوندهای اتمی نانوذرات به سطح می‌آیند و در نتیجه انرژی سطح ویژه بسیار بالایی مرتبط با جرم ذرات فراهم می‌کنند. حجم جذب میکروسیلیس در روسیه 30-40 هزار تن است. این با ارزش ترین ضایعات سوپرپوزولانی است که برای تولید بتن های با مقاومت فوق العاده استفاده می شود.
یک مطالعه اشعه ایکس از سینتیک فرآیند تشکیل ساختار سنگ سیمان اصلاح شده با نانوذرات SiO2 قوانین زیر را نشان داد: فرآیند بسیار سریعتر پیش می رود، زیرا مقدار قابل توجهی از فازهای هیدروسیلیکات در حال حاضر در زمان سخت شدن 1 ساعت وجود دارد. فرآیند تشکیل فاز با این واقعیت مشخص می شود که فاز غالب در این مورد هیدروسیلیکات های کلسیم با پایه پایین تر است. با افزایش مدت زمان سخت شدن، محتوای این فاز افزایش می یابد، در حالی که تعداد فازهای 3CaO SiO2 کاهش می یابد و محتوای 2CaO2SiO2H20 و
(CaO) x ^ 102-pH2O. و این دقیقا به دلیل ورود ذرات نانو سایز SiO2 به سیستم آب سیمان است. تفاوت قابل توجه بین استفاده از ذرات نانو اندازه این است که حضور آنها در سیستم تنها در دوره اولیه سخت شدن (8-24 ساعت) مشاهده می شود. سپس آنها ثابت نمی شوند. این به دلیل فعالیت شیمیایی بسیار بالای آنها و توانایی آنها برای شرکت در واکنش ها، احتمالاً توسط مکانیسم توپوشیمیایی است.
انرژی سطح ویژه بالای ذرات میکروسیلیس و به ویژه نانو ذرات Si02، شرایط ترمودینامیکی واکنش‌های شیمیایی را تغییر داده و منجر به ظاهر شدن محصولات سخت‌کننده با ترکیب کانی‌شناسی، مورفولوژیکی و پراکنده تغییر یافته در مقایسه با سیستم سخت‌کننده بدون افزودنی می‌شود.
2. ارزیابی زیست محیطی پسماندهای شرکت های صنعتی (به عنوان مثال پسماندهای حاوی گوگرد)
مطالعات علمی نظری محکمی در مورد دفع ضایعات خاص (3) وجود دارد، به عنوان مثال، لجن، خاکستر و سرباره از نیروگاه های حرارتی به طور مستقیم برای تولید مواد خاص. بنابراین، فن آوری برای به دست آوردن زباله از متالورژی، پالایش نفت و شرکت های پتروشیمی، شیمیایی، انرژی توسعه یافته و آزمایش شده است.
سیمان های آلومینیومی و منبسط کننده گران قیمت، بتن مقاوم در برابر حرارت، مواد افزودنی بسیار موثر - برای خاک رس منبسط شده، آجرهای سرامیکی و سایر مواد.
با این حال، علیرغم تنوع مصالح ساختمانی از پسماندهای صنعتی، بازیافت زباله به کل جرم تولید آنها هنوز کم است. و بنابراین، شرکت های صنعت ساختمان، به طور جامع و پایدار با استفاده از مواد اولیه تکنولوژیک با اجزای ارزشمند، شخصیت انبوهی به دست نیاورده اند.
این با یک رویکرد یکپارچه گام به گام نسبتاً پیچیده برای مشکل دفع زباله توضیح داده می شود، اما، البته، از نقطه نظر حفاظت از سلامت انسان و محیط زیست اجباری است. علاوه بر این، با یک ارزیابی اقتصادی امکان‌پذیر از استفاده از مواد خام فن‌آور تکمیل می‌شود، که در نهایت تعیین می‌کند - با تمام ابزار افزایش ضریب استفاده مفید آن در مقایسه با صنایع موجود - مصرف‌کنندگان مستقیم مواد خام طبیعی را تعیین می‌کند.
از نظر فن آوری، اعتبار مرحله ای تبدیل زباله به مواد خام تکنولوژیکی برای تولید مصالح ساختمانی و خدمات آنها در شرایط عملیاتی سازه های ساختمانی توسط موارد زیر تعیین می شود:
ایجاد تناسب مواد اولیه فناورانه برای نیازهای صنعت ساختمان.
انتخاب تکنولوژی برای پردازش مواد اولیه برای تولید مصالح ساختمانی.
در عین حال، تعیین مناسب بودن طبقه‌بندی پسماندهای دست‌ساز به عنوان مواد خام «مصرف‌کننده» نیز شامل چندین مرحله ارزیابی بر اساس معیارهای مختلف است.
مرحله I - ارزیابی سمیت.
سمیت زباله با مقایسه ترکیب با MPC (حداکثر غلظت مجاز) مواد و عناصر سرطان زا (سمی) ارزیابی می شود. در اینجا سه گزینه وجود دارد:
زباله حاوی مقدار قابل توجهی از مواد سمی بیش از MPC است.
زباله حاوی مقادیر کمی از فلزات سنگین است.
هیچ ماده مضری در زباله وجود ندارد.
در حالت اول زباله بدون تمهیدات خاصی برای پاکسازی قابل استفاده در تولید مصالح ساختمانی نیست و به محل دفن زباله فرستاده می شود.
در صورت وجود ناخالصی فلزات سنگین در ترکیب ضایعات، می توان آن را برای استفاده در فناوری های برشته کردن توصیه کرد، مشروط بر اینکه مذاب کافی برای حفظ (کپسوله کردن) فلزات سنگین در جرم تشکیل شود.
در صورت عدم وجود عناصر سمی، پسماند در نظر گرفته شده برای مرحله دوم ارزیابی توصیه می شود.
مرحله دوم - ایمنی در برابر تشعشع.
در حال حاضر، رویه ایجاد شده در ساخت و ساز ساختمان، با در نظر گرفتن ایمنی پرتو، نظارت بر فعالیت خاص مؤثر (Aef) رادیونوکلئیدهای طبیعی (NRN) را فراهم می کند.<К, <Ка, <ТП. Техногенное сырье, имеющее удельную активность ЕРН Аэф<370 Бк/кг (в соответствии с НРБ-96 ГН 2.6.1.054-96) относится к I классу материалов. Это сырье возможно применять для материалов, использующихся во вновь строящихся жилых и общественных зданиях.
اگر فعالیت خاص NRN Aeff<740 Бк/кг, то такой отход можно отнести ко II классу материалов, и он должен использоваться только в дорожном строительстве в пределах территории населенных пунктов и зон перспективной застройки, а также при возведении производственных сооружений.
در صورتی که فعالیت خاص NRN مواد خام تکنولوژیک Aeff باشد<2,8 кБк/кг - III класс материалов. То отход следует применять для производства материалов, используемых только в дорожном строительстве вне населенных пунктов.
هنگامی که Aeff> 2.8 کیلوبایت بر کیلوگرم است، موضوع استفاده از مواد در هر مورد به طور جداگانه با توافق با آژانس فدرال نظارت بهداشتی و اپیدمیولوژیک ایالتی حل می شود.
مرحله III - ارزیابی ترکیب شیمیایی و کانی شناسی
ترکیب شیمیایی و کانی شناسی عامل تعیین کننده برای انتخاب جهت مصرف زباله است. برای ارزیابی عینی، لازم است تعیین شود:
بخش آلی و معدنی؛
نوع مواد آلی (روغن، رزین، قطران، بقایای گیاهی و غیره)؛
در بخش معدنی، علاوه بر محتوای اکسیدهای بازی (SiO2، Al2O3، Ge2O3، GeO، CaO، MgO و غیره)، برای شناسایی وجود نادر، لازم است ترکیب عنصری (کیفی) نیز تعیین شود. فلزات زمین
با توجه به نسبت اجزای آلی و معدنی، کلیه پسماندها به دو دسته آلی، آلی معدنی و معدنی تقسیم می شوند. روش کامپیوتری برای ارزیابی مواد خام معدنی برای تولید مصالح ساختمانی توسط پروفسور V.I. Solomatova به شما امکان می دهد ترکیب کیفی نمودار Si02-A1203-(R1R2)0 را تعیین کنید. ارزیابی با توجه به ترکیب شیمیایی مواد خام، مقدار مذاب یوتکتیک و نسبت بین مذاب ها انجام می شود. با در نظر گرفتن - همچنین، تنوع مکرر ترکیب شیمیایی مواد خام تکنولوژیک، توصیه می شود این روش را برای تعیین درجه کانی سازی چنین مواد اولیه گسترش دهید.
برنج. 2. نمودار SiO2-Al2O3(R1R2) O. مناطق ترکیب شیمیایی
مواد خام فن آوری: 1 - سیلیس، 2 - آلومینا، 3 - آلومینوسیلیکات، 4 - حاوی قلیایی، 5 - قلیایی-سیلیکات، 6 - آلکالی-آلومینات، 7 - قلیایی-آلومینوسیلیکات.
مرحله چهارم - حجم آموزش.
حجم تولید (بزرگ، کم تناژ) تعیین کننده استفاده از ضایعات در قالب مواد اولیه اصلی یا به عنوان مواد افزودنی است.
پسماندهای صنعتی پس از ارزیابی مرحله‌ای، وضعیت خاصی پیدا می‌کنند که به سازندگان اجازه می‌دهد از آن در تولید مصالح ساختمانی استفاده کنند.
با این حال، هنگام تهیه مواد خام تکنولوژیک برای تولید مصالح ساختمانی، لازم است که سختی فرآیند را در نظر بگیرید.
استخراج یک جزء ارزشمند از زباله یا تصفیه آن از ناخالصی های سمی.
بنابراین، تمام هزینه های پردازش مواد خام تکنولوژیک برای تبدیل آن به مواد خام شرطی شده در ابتدا در نظر گرفته می شود.
همه اینها کارایی اقتصادی استفاده از زباله برای تولید مصالح ساختمانی ارزان را تعیین می کند.
تمام اطلاعات لازم برای استفاده بیشتر از مواد خام تکنولوژیک توسط متخصصان خدمات ویژه تهیه شده است. این به حل جدی مشکل انباشت زباله و بهبود وضعیت زیست محیطی کمک می کند.
3. الزامات اکولوژیکی و بهداشتی در تولید مصالح ساختمانی
برای اهداف ایمنی محیطی و بهداشتی در شرکت ها (1) باید:
یک مجموعه مقرراتی و فنی از اسناد در مورد ایمنی کار هنگام کار با زباله های ریز پراکنده از صنایع مختلف باید ایجاد شود.
از یک روش تکنولوژیکی برای ساخت مواد، به عنوان مثال، بتن استفاده کنید، که حداکثر تماس افراد شاغل با زباله های ریز را حذف می کند.
یک شاخص از پارامترهای تجهیزات تکنولوژیکی را حفظ کنید
وانیا، تامین غلظت مورد نیاز مواد مضر در هوای محل کار؛
کنترل دقیق بر محتوای مواد مضر در هوای محل کار کارگاه های شرکت سازماندهی شد.
این شرکت روشی را برای ارائه تجهیزات محافظ شخصی در برابر گرد و غبار، سر و صدا و لرزش به افراد شاغل ارائه می دهد.
معاینه پزشکی و پیشگیرانه منظم کارگرانی که با زباله های تولیدی تماس دارند انجام می شود.
توسط یک سند دولتی در مورد انطباق یک شرکت برای تولید بتن انواع مختلف بر اساس ضایعات مصنوعی با کلیه الزامات بهداشتی و بهداشتی کنترل شود.
فهرستی از الزامات مورد تایید برای حضور همه مواد تشکیل دهنده بتن، ویژگی های سم شناسی و انطباق آنها با الزامات محتوای NRN.
هر گونه احتمال تاثیر عملیاتی و اقلیمی که منجر به انتشار مواد مضر بالاتر از استانداردهای بهداشتی شود و باعث آلرژی زا، سرطان زا و سایر خواص خطرناک مواد شود، منتفی است.
به عنوان مثال، بتن در صورتی دوستدار محیط زیست در نظر گرفته می شود که الزامات مربوط به محتوای رادیونوکلئیدهای طبیعی و انتشار مواد مضر در اتمسفر را در شرایط عملیاتی مختلف مطابق با MPCs فعلی برآورده کند.
ادبیات:
1. Gusev B.V. استفاده از تولید ریخته گری زباله جامد در صنعت ساختمان. اکولوژی و صنعت روسیه، شماره 2، 2005 ص. 12-15.
2. A.I. زوزدوف، ال. مالینینا، I.F. رودنکو. فناوری بتن در پرسش و پاسخ. م.، 2005.
3. B. A. Usov، A. N. Volgushev. فناوری بتن های گوگردی اصلاح شده M.، انتشارات MGOU، 2010.
یکی از مشکلات زیست محیطی اصلی در تولید ساختمان استتولید مواد با حجم عظیمی از تولید، استخراج و فرآوری بیش از 2 میلیارد تن مواد طبیعی همراه است. با این موضوع سلب مالکیت گسترده، مزاحمت و آلودگی زمین های کشاورزی مرتبط است، زیرا مواد خام برای مصالح ساختمانی معمولاً تا حد امکان نزدیک به منطقه ساخت و ساز استخراج می شوند تا هزینه های حمل و نقل کاهش یابد. و مناطق ساخت و ساز فشرده مناطق پرجمعیت هستند که برای رشد محصولات مناسب هستند. یکی از راه‌های حل این مشکل، کشت مجدد زمین‌های دست‌خورده، احداث استخر در محل معادن و استفاده از آن برای مصارف فرهنگی، پرورش ماهی و غیره است.
جهت کلی استفاده از ضایعات صنایع معدنی و تبدیلی به عنوان مواد اولیه برای صنعت مصالح ساختمانی است. بر اساس برآوردهای آزمایشی، سالانه بیش از 3 میلیارد تن زباله معدنی در کشور تشکیل می شود که شامل تمام اجزای اصلی مواد اولیه مورد استفاده در تولید مصالح ساختمانی می شود. فقط 6-7٪ استفاده می شود و بیشتر آنها برای برنامه ریزی مناطق، پر کردن جاده ها و به میزان بسیار کمتری برای تولید سرامیک ساختمانی و سایر مصالح ساختمانی استفاده می شود.
فقط سرباره های کوره بلند به طور گسترده در تولید مصالح ساختمانی استفاده می شد. از 37 میلیون تن سرباره کوره بلند فروخته شده (14 میلیون تن به زباله ها رفت)، 26 میلیون تن دانه بندی شد و عمده آن برای تولید سیمان سرباره پرتلند استفاده شد، 6 میلیون تن به پوکه سرباره، بلوک خاکستر، پشم معدنی تبدیل شد. ، سنگ خرد شده و سایر مواد و حدود 5 میلیون تن برای استفاده مستقیم (بدون پیش تصفیه) به عنوان افزودنی به بتن، برای عایق های حرارتی، برای پی ریزی جاده ها، برای تولید چسب محلی، به ساخت و ساز و سایر سازمان ها منتقل شد. و غیره.
طبق تحقیقات موسسات تحقیقاتی، حدود 67 درصد سنگ های روباره برای تولید مصالح ساختمانی مناسب هستند. از این میزان ضایعات، 30 درصد برای تولید سنگ خرد، 24 درصد برای سیمان، 16 درصد برای مواد سرامیکی و 10 درصد برای مواد سیلیکات مناسب است.
به طور کلی، صنعت مصالح ساختمانی مانند هیچ صنعت دیگری نمی تواند و باید پایه مواد اولیه خود را به هزینه ضایعات صنایع تبدیلی و معدنی اقتصاد ملی سامان دهد. در این بین میزان استفاده از روباره KMA از 8 درصد فراتر نمی رود (البته در این حالت اثر اقتصادی فروش آنها سالانه افزایش می یابد).
یکی دیگر از مشکلات بزرگ زیست محیطیشرکت های صنعت ساخت و ساز انتشار گرد و غبار قابل توجهی است، به ویژه در کارخانه های تولید سیمان. تقریباً 20 درصد از سیمان تولید شده به داخل دودکش ریخته می شود اگر گرد و غبار کار نکرد. بیشتر گرد و غبار با گازهای خروجی از کوره های دوار ساطع می شود. علاوه بر این، در هنگام خرد کردن، خشک کردن و آسیاب کردن مواد اولیه (نه تنها در تولید سیمان، بلکه در تولید سرامیک، شیشه و سایر مصالح ساختمانی) و همچنین در هنگام خنک شدن کلینکر، گرد و غبار به مقدار زیادی آزاد می شود. در حین بسته بندی، در حین عملیات بارگیری و تخلیه در انبارهای مواد اولیه، زغال سنگ، کلینکر و مواد افزودنی مختلف.
برای کاهش تشکیل و انتشار گرد و غبار، در درجه اول با کاهش انتشار گازهای گلخانه ای فرار، باید از آب بندی کامل واحدهای تولیدی و خودروها و ایجاد خلاء در داخل دستگاه اطمینان حاصل کرد. برای کاهش تشکیل گرد و غبار، علاوه بر آب بندی تجهیزات کارخانه، توصیه می شود ارتفاع سقوط مواد گرد و غبار را کاهش دهید، مواد ریخته شده و حمل شده را مرطوب کنید. تمام گازهای مکیده شده توسط خروجی دود از کوره های دوار و درام های خشک کن و همچنین هوای گرفته شده از واحدهای تهویه به جمع کننده های غبار فرستاده می شود. در اینجا گرد و غبار از آنها خارج می شود که به تولید برمی گردد و گازهای تصفیه شده به اتمسفر متصاعد می شوند و باید استانداردهای بهداشتی را رعایت کنند. این نیروگاه ها برای استخراج هوا از تمام واحدهای تشکیل گرد و غبار، از جمله پناهگاه ها، ناودان ها، سنگ شکن ها، نوار نقاله ها و غیره فراهم می کنند. تهویه طبیعی و اجباری در محل سازماندهی شده است.
42. فن آوری های " دوستدار محیط زیست " صنایع غذایی. مشکل ایمنی مواد غذایی زیست محیطی مواد بسته بندی مواد غذایی سازگار با محیط زیست.
محصولات غذایی ایمن از نظر زیست محیطی محصولاتی هستند که از مواد خام بی خطر برای محیط زیست با استفاده از فناوری هایی به دست می آیند که از تشکیل و تجمع مواد شیمیایی و بیولوژیکی بالقوه خطرناک برای سلامتی انسان در محصولات جلوگیری می کنند و الزامات پزشکی و بیولوژیکی و استانداردهای بهداشتی را برای کیفیت مواد خام غذایی و مواد غذایی برآورده می کنند. محصولات غذایی. ایمنی مواد غذایی با ایجاد و حفظ سطوح تنظیم شده از هر گونه آلاینده تضمین می شود. حلقه مرکزی در سیستم ایمنی مواد غذایی سازماندهی کنترل و نظارت بر آلودگی آنها است.
اهداف نظارتی:
تعیین سطح اولیه آلودگی محصولات غذایی با مواد سمی و بررسی تغییرپذیری این سطوح در طول زمان.
تعیین و تأیید اثربخشی اقدامات برای کاهش سطح آلودگی مواد غذایی با مواد خارجی؛
حصول اطمینان از نظارت مستمر از میزان آلودگی محصولات غذایی، عدم امکان تجاوز از MPC تعیین شده.
با توجه به میزان شدت تأثیر منفی شرکت های صنایع غذایی بر اشیاء زیست محیطی، منابع آب مقام اول را به خود اختصاص می دهد.
از نظر مصرف آب به ازای هر واحد خروجی، صنایع غذایی یکی از رتبه های اول را در میان شاخه های اقتصاد ملی به خود اختصاص داده است. مصرف زیاد باعث تولید حجم زیادی از فاضلاب در بنگاه ها می شود، در حالی که آلودگی بالایی دارند و محیط زیست را به خطر می اندازند. تخلیه فاضلاب به بدنه های آبی به سرعت ذخایر اکسیژن را کاهش می دهد که باعث مرگ ساکنان این توده های آبی می شود.
مضرترین مواد، ورود به جو از شرکت های صنایع غذایی - گرد و غبار آلی، دی اکسید کربن، بنزین و سایر هیدروکربن ها، انتشارات ناشی از احتراق سوخت. مشکل حفاظت از هوای اتمسفر برای شرکت های پردازش نیز مرتبط است.
ترکیب فاضلاب امکان استفاده از آن را برای آبیاری محصولات کشاورزی فراهم می کند که مشکلات پاکسازی و افزایش حاصلخیزی خاک را حل می کند. با این حال، این فرآیند گران، پیچیده و به اندازه کافی کارآمد نیست (تصفیه فاضلاب 35-90٪ است).
یک راه حل اساسی برای مشکل استفاده از تولید بدون زباله است. این جهت اصلی در بهبود مدیریت آب شرکت ها است.
بسته بندی محصول سازگار با محیط زیست.
بسته- اقلام، مواد و وسایل مورد استفاده برای اطمینان از ایمنی کالاها و مواد اولیه برای جابجایی و ذخیره سازی (ظروف)؛ همچنین خود فرآیند و مجموعه ای از اقدامات برای آماده سازی موضوعات برای آن.
پس از جنگ جهانی دوم، توسعه اجباری مواد جدید، در درجه اول پلیمرها آغاز شد. تولید صنعتی تسلط یافته است: پلی استایرن (با روش پلیمریزاسیون حرارتی). پلی اتیلن، از جمله فشار بالا و پایین (LDPE و HDPE)؛ پلی وینیل کلرید (PVC)؛ پلی اتیلن ترفتالات (PET).
بسته بندی مقوایی مانند قبل یکی از پرطرفدارترین مواد بسته بندی است و در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. قبل از هر چیز، توسط بسته بندی است که خریدار این یا آن محصول را قضاوت می کند، به این معنی که باید در سطح مناسبی انجام شود.
تخته راه راه ارائه می کندیک ماده بسته بندی با کیفیت بالا و همه کاره است که ویژگی های مهمی مانند عملکرد فیزیکی بالا و قیمت بیش از مقرون به صرفه را ترکیب می کند.
امروزه بسته بندی راه راه و مقوای راه راه در بین تولید کنندگان روسی تقاضای زیادی دارد، شهروندان عادی گاهی اوقات با نیاز به خرید جعبه راه راه، سینی راه راه یا جعبه راه راه مواجه می شوند، زیرا این نوع بسته بندی ها به طور کامل از چیزهای شکننده محافظت می کنند، به عنوان مثال، هنگام جابجایی. . بسته بندی راه راه میوه ها و سبزیجات را به خوبی حفظ می کند، از لوازم الکترونیکی و لوازم خانگی کاملا محافظت می کند
مولفه های: قیمت پایین، عملی بودن، قابلیت اطمینان. اما عامل محیطی نیز مهم است. فقط مواد سازگار با محیط زیست می توانند ایمنی انواع خاصی از محصولات را تضمین کنند.
نکته مهم دیگر ویژگی های قدرت است. مقوا راه راهاین ماده ای متشکل از چندین ورقه موج دار و مستقیم است که جایگزین یکدیگر می شوند: چنین ساختاری به ماده اجازه می دهد تا خواص بالشتکی عالی و استحکام کافی را ارائه دهد که آن را از مواد بسته بندی با پارامترهای مشابه متمایز می کند. مقوای راه راه زمانی ایده آل است که به ضربه، فشار و مقاومت فشاری بالا از مواد نیاز باشد. بسته به الزامات مقاومت در برابر تأثیرات خارجی، کارخانه بسته بندی راه راه را با استفاده از دو تا هفت ورقه مستقیم مقوا و راه راه تولید می کند.
