Исследование использования промышленных отходов для производства полимербетона в рамках развития зеленого строительства

рамках развития «зеленого» строительства»

на эпоксидном связующем с применением в качестве наполнителя отходов фосфогипса (ФГ) и керамзита. В связи с этим поставлены следующие задачи:

использованием фосфогипса и керамзита на основе эпоксидной смолы;
изучить влияние фосфогипса и керамзита на физико-химические свойства полимербетона;
изучить влияние фосфогипса и керамзита на механические и теплофизические свойства полимербетона

в отвалах строительный мусор зачастую пригоден для повторного использования в качестве активных или пассивных добавок в новые композитные материалы.
По мере развития промышленности фосфорсодержащих удобрений вопросы использования фосфогипса становятся все более актуальными по многим причинам: транспортирование фосфогипса в отвалы и его хранение в них связано с большими капитальными вложениями и эксплуатационными затратами; для создания отвалов фосфогипса приходится отчуждать большие площади, иногда даже обрабатываемых земель; хранение фосфогипса в отвалах оказывает негативное влияние на окружающую среду.
Что касается керамзита, то в последнее время применение его, в качестве утеплителя, потеряло актуальность, благодаря появлению большого количества новых видов утеплителей, эксплуатационные параметры которых многократно превосходят. В связи с этим стоит вопрос утилизации отходов керамзита.

химическим воздействиям наполнителей и заполнителей ,а также синтетических смол без использования воды и минеральных вяжущих [1].

Рисунок 1-Образцы полимербетона.

совершенствования технологии переработки исходного сырья и материалов, внедрения материальных стимулов за экономию материальных ресурсов происходит снижение величины отходов на единицу выпускаемой продукции [4]. Существует нормированный расход материальных ресурсов, то есть, мера производственного потребления сырья, что в свою очередь оказывает большое влияние на величину отходов. Процесс нормирования расходов является сложным процессом и включает в себя рассмотрение многих факторов, влияющих на разработку норм расхода материальных ресурсов на вновь выпускаемую продукцию или выполнение определенного объема работ. При этом все воросы использования отходов должны рассматриваться уже на стадии разработки технологического процесса изготовления новых изделий и установление норм расхода материальных ресурсов.
Таким образом, весь объем отходов, возникший в процессе расширенного воспроизводства в зависимости от источников их образования, делится на отходы производства и отходы потребления и в совокупности называется вторичными материальными ресурсами. Перспективным направлением применения вторичного сырья является производство полимербетонов.
Развитие промышленности вызывает необходимость создания новых конструкционных материалов, стойких к действию агрессивных сред этих производств. Большое количество объектов народного хозяйства требует корроизионной защиты, с развитием промышленности число таких объектов растет. Перспективным материалом, не требующим коррозионной защиты, стали полимербетоны на термореактивных смолах. Как и любой материал сталеполимербетон может подвергнуться механическим повреждениям. Вследствие этого, под действием химически агрессивных сред, теряет свою прочностные и эксплуатационные характеристики и арматура.
Создание материалов для электорохимических агрессивных сред несет в себе целый комплекс. Кроме полимербетонов на основе фурфуроланцетоновой смолы, требуется изготовление арматуры на основе стекловолокна.
Производство полимербетонов на термопластичных связующих намного увеличивает область применения данных материалов. Изготовление таких полимербетонов является перспективным и актуальным направлением в настоящее время. Полимербетоны с термопластическим связующим имеют повышенные прочностные и химические характеристики [5]

Экологические аспекты при производстве полимербетона

задачей современного строительного материаловедения. Находящийся в отвалах строительный мусор зачастую пригоден для повторного использования в качестве активных или пассивных добавок в новые композитные материалы.
По мере развития промышленности фосфорсодержащих удобрений вопросы использования фосфогипса становятся все более актуальными по многим причинам: транспортирование фосфогипса в отвалы и его хранение в них связано с большими капитальными вложениями и эксплуатационными затратами; для создания отвалов фосфогипса приходится отчуждать большие площади, иногда даже обрабатываемых земель; хранение фосфогипса в отвалах оказывает негативное влияние на окружающую среду.
Что касается керамзита, то в последнее время применение его, в качестве утеплителя, потеряло актуальность, благодаря появлению большого количества новых видов утеплителей, эксплуатационные параметры которых многократно превосходят. В связи с этим стоит вопрос утилизации отходов керамзита.

производства концентрированных простых и сложных фосфорных удобрений. На 1 тонну произведенной фосфорной кислоты образуется 3 т оходов или техногенных грунтов. Образование гипсосодержащего техногенного грунта связано не по причине отсталой технологии : этот традиционная технология, принятая во всем мире, просто на зарубежных предприятиях производства фосфорной кислоты имеются предприятия по переработке фосфогипса.

Рисунок 2 -Отходы фосфогипса

более актуальными по многим причинам: транспортирование фосфогипса в отвалы и его хранение в них связано с большими капитальными вложениями и эксплуатационными затратами; для создания отвалов фосфогипса приходится отчуждать большие площади, иногда даже обрабатываемых земель; хранение фосфогипса в отвалах оказывает негативное влияние на окружающую среду.
В мире, в том числе и в России, проведен большой комплекс работ по изучению свойств фосфогипса (ФГ), технологий его переработки и направлений его использования в народном хозяйстве. Уровень использования фосфогипса в прошлые годы достигал порядка 2,5 млн. т/год, т.е. более 10 % годового выхода. Однако в на­стоящее время, из-за дороговизны энергоносителей, транспортных перевозок, сокращения объема строительст­ва, потребление фосфогипса снизилось практически до 0,5 %.

Рисунок 3- Накопленные отвалы фосфогипса на территории завода

появлению большого количества новых видов утеплителей, эксплуатационные параметры которых многократно превосходят.
Тем не менее раньше этот материал применялся очень часто:
- теплоизоляция кровли скатного типа;
- теплоизоляция и звукоизоляция полов и перекрытий;
- теплоизоляция и создание уклона плоских крыш, газонов на террасах;
- производство сверхлёгкого бетона и лёгких керамзитобетонных блоков;
- теплоизоляция и уменьшение глубины закладки фундаментов;
- теплоизоляция грунта;
- теплоизоляция и дренаж в земляных насыпях дорог, прокладываемых в водонасыщенных грунтах.
В связи с этим стоит вопрос утилизации отходов керамзита.

Рисунок 4- Керамзит

для изготовления бетона. Для этого производят гранулометрический состав заполнителей, истинную и насыпную плотность заполнителей в сухом состоянии, насыпную плотность заполнителей в естественном состоянии, а также влажность заполнителей. Зерновой состав производился путем просеивания песка через сито с сетками № 1,25; № 0,63; № 0,315; № 0,16 мм, песок для полимербетона необходимо брать самых мелких фракций. Щебень просеивался через набор сит с диаметром отверстий 5 и 10 мм (рис. 2).

Остатки на ситах завешивались на электронных весах с точностью 0,1% (рис.3) , после чего находили частные остатки ( аi ) на каждом из сит. Частные остатки аi – это отношение массы остатка на сите к массе просеиваемой пробы.

смеси ис­ходных компонентов за исключением отвердителя. Определение необходимого количества каждого из компонентов проводилось по его массовой доле в смеси, которая была заранее задана. Взвешивание компонентов производили на элек­тронных весах с ценой деления 0,01 г. Перед введением в смолу наполнителей и заполнителя проводился ее разогрев до 60 °С на электрической плитке с фиксиро­ванием температуры смолы термометром. Разогрев является необходимой мерой ввиду высокой вязкости смолы при комнатной (нормальной) температуре и по­зволяет облегчить процесс перемешивания компонентов. Необходимо не перегреть смолу, т.к. в противном случае она может становиться опять вязкой.

предварительно смазанные глицери­ном. Непосредственно перед началом формовки в полученную смесь добавлялся отвердитель и производилось повторное, но менее продолжительное перемеши­вание смеси, для равномерного распределения отвердителя по объему смеси.

После заливки смеси в формы (рис. 9) её вибрируют в течение 1-2 мин.
Отформованные изделия на 24 , оставлялись в лаборатории, где при нор­мальной температуре протекал процесс твердения. По истечении суток образцы извлекались из форм и помещались в электрическую печь, где выдерживались при температуре 80 °С в течение 2 ч, без учета времени разогрева и остывания об­разцов. После этого образцы подвергались исследованиям и испытаниям.