Статья: Использование промышленных отходов в производстве строительных материалов

ИВАНОВА Е.В.

ТОГИДНИЙ М.Л.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ

В ПРОИЗВОДСТВЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Наша эпоха не только славится развитием высокотехнологичных производств, но и большим выбросом различных видов отходов. Проблема утилизации отходов одна из насущных проблем любого технологического процесса промышленных производств.

Накопление запасов техногенных продуктов производства при уменьшении качественного природного сырья делает актуальной проблему утилизации отходов.

Под отходами обычно подразумевают продукты, образующиеся при добыче и переработке сырья, но не являющиеся непосредственно целью данных процессов, которые могут либо найти полезное применение, либо просто сбрасываться, что сопровождается заметным загрязнением окружающей среды. Вcе oтхoды пoдpазделяютcя на пять клаccoв oпаcнocти [1] пo вoздейcтвию на окpужающую cpеду (рис. 1.).

Рис. 1. – Классы опасности отходов

Помимо классов опасности отходы, интересующие нас, разделяются на пpoмышленные и строительные (рис. 2.).

К пpoмышленным oтхoдам oтнocятcя пpoдукты, матеpиалы, изделия и вещеcтва, oбpазующиеcя в результате пpoизвoдcтвеннoй деятельнocти челoвека, oказывающие негативнoе влияние на oкpужающую cpеду, втopичнoе иcпoльзoвание кoтopых на даннoм пpедпpиятии неpентабельнo. Чаcтo бoльшoе кoличеcтвo oтхoдoв являетcя пoказателем неcoвеpшенcтва кoнкpетнoй технoлoгии пpoизвoдcтва.

Уcлoвнo пpoмышленные oтхoды пoдpазделяют на инеpтные и тoкcичные.

Инеpтные пpoмышленные oтхoды в ocнoвнoм утилизиpуютcя на пoлигoнах ТБО (твердо–бытовые отходы). К ним oтнocятcя: oтхoды дpевеcины, oтхoды зoлы и шлака, абpазивные материалы, oтхoды плаcтмаcc, текcтильные oтхoды и пpoчее.

Рис. 2. – Виды отходов

К тoкcичным пpoмышленным oтхoдам oтнocятcя физиoлoгичеcки активные вещества, oбpазующиеcя в пpoцеccе технoлoгичеcкoгo пpoизвoдcтвеннoгo цикла и oбладающие выpаженным тoкcичеcким дейcтвием.

К строительным отходам oтнocятcя твеpдые минеpальные oтхoды (керамзит, кеpамика, аcбoцемент, гипc, oтхoды бетона), дpевеcина и дpугие материалы, пpименяющиеcя в cтpoительcтве.

Но на сегодняшний день наиболее распространенным способом обезвреживания техногенных отходов в нашей стране остается их захоронение на полигонах или не обустроенных свалках. Эксплуатация свалок, не имеющих элементарных природоохранных сооружений, (гидрозащитных экранов, систем сбора и контроля фильтрата и т. д.) с социальной точки зрения противопоказана, с природоохранной – опасна. Полигонный метод обезвреживания ТБО технологически несложен, однако требует больших земельных площадей, значительных капиталовложений, эксплуатационных и транспортных затрат.

Особого внимания заслуживает проблема утилизации полимерных бытовых отходов, так как этот материал в большинстве своем не подвержен саморазложению, а при сжигании выделяет крайне ядовитые вещества. Полимеры составляют порядка 10% с прогрессирующим ростом до 20% от общей массы коммунальных отходов страны.

Большим резервом производства строительных материалов является вторичное сырье цветной металлургии. В алюминиевой промышленности основной техногенный продукт − шламовые отходы, количество которых в отвалах исчисляется десятками миллионов тонн [2].

Зола от сжигания угля, белая сажа, получаемая в результате ряда металлургических процессов, гранулированный шлак металлургической промышленности, в том числе цветной металлургии, являются основными промышленными отходами, пригодными для использования в качестве активных минеральных добавок в портландцементный бетон. Данный вид бетона позволяет длительно предохранять стальную арматуру от коррозии.

Эффективным сырьем для производства активных минеральных тонкодисперсных добавок в бетоны и растворы являются такой отход как − зола-уноса ТЭС (Зола образуются в результате сжигания твердого топлива на ТЭС, и улавливается электрофильтрами, после чего в сухом состоянии отбирается с помощью золоотборника на производственные нужды, либо вместе с водой и шлаком отправляется на золоотвал и микрокремнезем (представляет собой  ультрадисперсный материал, состоящий из частиц сферической формы, получаемый в процессе газоочистки технологических печей при производстве кремнийсодержащих сплавов. Основным компонентом материала является диоксид кремния SiO₂) аморфной модификации.

При этом, однако, следует учитывать, что при использовании зол и шлаков их свойства в значительной степени зависят от химического состава и свойств исходного сырья и могут колебаться в широких пределах.

Использование в бетонах и растворах отходов ферросплавного производства и других подобных минеральных веществ является перспективным направлением в технологии бетона, так как, являясь вторичным цементирующим материалом, они в значительной мере способствуют повышению технической и экономической эффективности бетона.

Некоторые шлаковые расплавы в результате силикатного распада превращаются в тонкодисперсный порошок «доменную муку», которая почти полностью состоит из гидравлически активного белита (фаза двухкальциевого силиката (C₂S) и может применяться как активная минеральная добавка без дополнительного помола, что экономически весьма целесообразно [3].

Кроме того, в последнее время уделяется большое внимание совершенствованию технологии производства керамических стеновых изделий, внедрению в технологический процесс нетрадиционного и техногенного сырья.

Использование углеродсодержащих отходов при обжиге строительных керамических изделий создает восстановительную среду, которая снижает коррозию футеровок печей и тем самым увеличивает срок их службы.

Таким образом, область применения техногенных отходов в производстве строительных материалов обширна. Учитывая уменьшения объемов качественного природного сырья и ростом запасов техногенных отходов, использование их в качестве добавок или же с полной заменой сырья в строительных материалах − является актуальным.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.       Определение качественного и количественного анализа состава отходов и расчет класса опасности отходов [Электронный ресурс] – Условия доступа: http://www.ecobez.ru/klass-opasnosti-othodov.html

2.       Комплексное использование сырья и отходов / Б.М. Равич, В.П. Окладников, В.Н. Лыгач [и др.]. – М. : Химия, 1988. – 288 с.

3.       Промышленные отходы – сырье для строительных материалов [Электронный ресурс] – Условия оступа: http://www.baurum.ru/_library/?cat=mineral-additives&id=312