Sirovine za proizvodnju građevinskog materijala. Prirodni građevinski materijali i sirovine za njihovu proizvodnju
U Bjelorusiji je ova vrsta mineralne sirovine zastupljena brojnim i raznovrsnim nalazištima pijeska i mješavine pijeska i šljunka, gline, karbonatnih stijena, gipsa, kao i prirodnog građevinskog kamena. Uprkos relativnoj jeftinosti ove vrste sirovina, njen značaj u modernoj ekonomiji zemlje ne može se precijeniti.
Pijesak je rasprostranjen u Bjelorusiji. Naslage pijeska su ograničene na kvartarne slojeve, rjeđe - na paleogenske i neogene naslage. U pravilu su vodeno-glacijalnog i jezersko-aluvijalnog porijekla; Na jugu zemlje nalazi se i pijesak eolskog porijekla. Pijesak se koristi kako u prirodnom stanju tako i nakon obogaćivanja za proizvodnju betona, maltera, u staklarskoj industriji i ljevaonicama.
Sirovinska baza građevinskog i silikatnog pijeska obuhvata oko 80 nalazišta (ukupne rezerve od oko 350 miliona m3), lociranih širom zemlje. Pijesak se javlja na površini ili blizu nje u obliku lećastih ili pločastih naslaga različitih veličina. Debljina pojedinačnih naslaga dostiže 15 m. Naslage građevinskog pijeska su ograničene na eskere, isplavne ravnice i riječne terase. Više od 35 polja se razvija. Godišnja proizvodnja je 7-8 miliona m3.
Naslage peska za kalupljenje identifikovane su u oblastima Zhlobin (nalazište Chetvernya) i Dobrush (Lenino) u Gomelskoj oblasti. Ležište Četvenja eksploatiše uprava kamenoloma Žlobin, a Lenino rudarsko-prerađivačka tvornica Gomel. Godišnje se iskopa oko 0,6 miliona m3 livničkog pijeska.
Nalazišta staklenog peska istražena su u oblastima Gomel (Loevskoye) i Brest (Gorodnoye). Njihove ukupne rezerve su 15 miliona m3. Stakleni pijesak je pogodan za proizvodnju prozorskog i kontejnerskog stakla.
Mješavine pijeska i šljunka su povezane sa morenskim i, rjeđe, aluvijalnim naslagama. Naslage peska i šljunka su rasprostranjene u severnim i centralnim delovima Belorusije. Obično su male veličine (do 50 hektara). Debljina produktivnih slojeva je od 1-3 do 10-20 m. Granulometrijski sastav je promjenjiv. Sadržaj glavnih komponenti varira na sljedeći način: šljunak - od 0 do 55%, šljunak - od 5-10 do 75, pijesak - od 5-10 do 75, čestice gline - do 5-7%. Istraženo je 136 ležišta sa ukupnim rezervama većim od 700 miliona m 3; Eksploatišu se 82 polja. Godišnje se iskopa oko 3 miliona m3 pijeska i šljunka. Koriste se uglavnom za pripremu betona i maltera.
Gline su sirovinska baza za proizvodnju krupne keramike, lakih agregata, a koriste se i kao važna komponenta u proizvodnji raznih vrsta cementa. Naslage nisko topivih glina vezuju se uglavnom za kvartarne naslage, dok se naslage vatrostalnih glina vezuju za oligocenske i pliocenske formacije, rasprostranjene na jugu Bjelorusije.
Istraženo je više od 210 ležišta topljivih glina sa ukupnim rezervama od oko 200 miliona m 3 . Razvija se više od 110 nalazišta, a godišnje se vadi 2,5-3,5 miliona m 3 sirovina. Istraženo je i 9 nalazišta za proizvodnju agloporita i ekspandirane gline sa ukupnim rezervama od oko 60 miliona m3. Od toga se eksploatiše 6 polja (proizvodnja 0,6 miliona m3). Rezerve glinenih stena za proizvodnju cementa iznose više od 110 miliona m3.
Sirovinska baza vatrostalnih glina obuhvata 6 ležišta sa ukupnim rezervama u kategorijama A+B+Cj od preko 50 miliona m3. Ležišta su predstavljena pločastim naslagama debljine od 1,5 do 15 m. Dubina njihovog pojavljivanja ne prelazi 7-8 m. Godišnja proizvodnja vatrostalne gline iznosi 0,4-1 milion m 3.
Grupa industrijski vrijednih glinovitih stijena Bjelorusije uključuje i kaoline identifikovane unutar Mikaševičko-Žitkovičkog izbočina kristalnog podruma. Oni su proizvodi trošenja granitnih gnajsa i gnajsa. Kaolini su obično svijetlo sivi i bijeli, liskunasti, s primjesom hidroliskuna i montmorilonita. Identifikovana su 4 ležišta. Ležišta su plaštovitog oblika, prosječne debljine 10 m, dubine od 13 do 35 m. Predviđeni resursi se procjenjuju na skoro 27 miliona tona Kaolini sadrže povećane količine obojenih željeznih oksida. Pogodni su za proizvodnju porculanskih i zemljanih proizvoda koji ne zahtijevaju veliku bjelinu, kao i za proizvodnju šamotnih proizvoda.
Karbonatne stijene, koje se uglavnom koriste za proizvodnju cementa i vapna, predstavljene su kredom za pisanje i laporcima koji se javljaju u doba kasne krede. Nalaze se i u stijenama i u glacijalnim dijelovima. Istraženi su brojni nalazišta u područjima njihove plitke pojave, uglavnom u Kričevskom, Klimovičskom, Kostjukovičkom i Čerikovskom okrugu Mogiljovske oblasti, Volkoviškom i Grodnjenskom okrugu Grodnenske oblasti. Neki od njih (na primjer, Krichevskoye) su predstavljeni kredom za pisanje, drugi (Kommunarskoye) laporom, a treći (Kamenka) laporom i kredom za pisanje. Debljina produktivnih slojeva na poljima varira od 10-20 do 50 m sa dubinom krova od 1 do 25 m. Sadržaj CaCO 3 se kreće od 65% u laporcima do 98% u kredi.
Sirovinska baza cementne industrije obuhvata 15 ležišta sa ukupnim rezervama karbonatnih stena u kategorijama A+B+Cj od 720 miliona tona.Razrađuje se 8 ležišta na osnovu kojih Republičko jedinstveno preduzeće „Volkovyskcementoshifer“ i „Kričevcementošifer“ “ posluju, kao i Bjeloruska cementara, koja razvija rezerve lapora u mjestu rođenja Kommunarsko. Industrija cementa Bjelorusije je dugoročno opskrbljena karbonatnim sirovinama.
Sirovinska baza za proizvodnju kreča je bazirana na upotrebi krede za pisanje. U zemlji postoje 33 nalazišta ovog minerala sa ukupnim rezervama u kategorijama A+B+C j od oko 210 miliona tona, a eksploatiše se 6 nalazišta.
Gips u kućištu platforme je odavno poznat u Bjelorusiji; nalazi se u obliku slojeva, slojeva, međuslojeva, žila i gnijezda u naslagama srednjeg, gornjeg devona i donjeg perma. Relativno plitki (167-460 m) debeli slojevi gipsa identificirani su među naslagama famenske faze gornjeg devona na zapadu korita Pripjata. Ograničeni su na povišeni blok kristalnog podruma i formiraju Brinevskoye ležište gipsa. Ovdje je ugrađeno do 14 slojeva gipsa, koji su spojeni u četiri horizonta. Debljina gipsanih horizonata kreće se od 1-3 do 46 m. U presjeku donjeg od njih uočavaju se debela sočiva gipsano-anhidritnih i anhidritnih stijena. Sadržaj gipsa u produktivnim formacijama varira od 37 do 95%. Rezerve gipsa u kategorijama ^+C 2 iznose 340 miliona tona, anhidrita - 140 miliona tona.Moguće je organizovati vađenje 1 milion tona gipsa godišnje.
Prirodni građevinski kamen na teritoriji Bjelorusije predstavljen je raznim kristalnim podrumskim stijenama (graniti, granodioriti, dioriti, migmatiti itd.). U Brestskoj oblasti istražena su dva ležišta građevinskog kamena (Mikaševiči i Sitnica), u Gomelskoj oblasti - ležište građevinskog kamena (Gluškeviči, lokalitet Krestjanska niva) i ležište obložnih materijala (kamenolom Nadeždi). Najveće od njih je ležište Mikashevichi. Građevinski kamen ovdje leži na dubini od 8 do 41 m. Mineral je predstavljen dioritima, granodioritima i granitima. Početne rezerve kamena u kategorijama A+B+C j iznosile su 168 miliona m3. Nalazište se eksploatiše otvorenim kopom; Dubina kamenoloma je oko 120 m. U toku je i izrada ležišta Gluškeviči. Na ležištu Mikashevichi godišnja proizvodnja kamena je oko 3,5 miliona m 3, proizvodnja lomljenog kamena je 5,5 miliona m 3, na ležištu Glushkevichi - 0,1 milion m 3 i 0,2 miliona m 3, respektivno.
Na ležištu kamenoloma Nadeždi, produktivni slojevi su predstavljeni sivim i tamnosivim migmatitima sa dobrim dekorativna svojstva. Dubina mineralnih naslaga kreće se od nekoliko desetina centimetara do 7 m; Rezerve sirovina ovde su 3,3 miliona m3.
Zemlja ima izglede za povećanje obima proizvodnje građevinskog kamena kroz izgradnju drugog preduzeća na bazi nalazišta Mikashevichi, kao i proširenje obima proizvodnje materijala za oblaganje u ležištu kamenoloma Nadezhdy. Odabrane vrste Prirodni građevinski kamen se može koristiti za livenje kamena i proizvodnju mineralnih vlakana. U tom smislu posebno su zanimljive metadijabaze ležišta Mikashevichi.
Kraj rada -
Ova tema pripada sekciji:
UVOD U GEOLOGIJU BELORUSIJE
A A Makhnach... UVOD U GEOLOGIJU BELORUSIJE... MINSK Makhnach A A Uvod u geologiju Bjelorusije A A Makhnach Scientific ed. A V Matveev Mn Int Geol Sciences NAN Bjelorusije sa ISBN...
Ako vam je potreban dodatni materijal na ovu temu, ili niste pronašli ono što ste tražili, preporučujemo da koristite pretragu u našoj bazi radova:
Šta ćemo sa primljenim materijalom:
Ako vam je ovaj materijal bio koristan, možete ga spremiti na svoju stranicu na društvenim mrežama:
| Tweet |
Sve teme u ovoj sekciji:
I. ISTORIJA GEOLOŠKOG PROUČAVANJA
U istoriji geoloških istraživanja teritorije Belorusije mogu se izdvojiti tri glavne faze: (1) početak 19. - početak 20. veka; (2) početak 20. vijeka. - 1941; (3) od 1945. do danas.
GLAVNE KARAKTERISTIKE GEOLOŠKE STRUKTURE
Teritorija Bjelorusije se nalazi na zapadu drevne istočnoevropske platforme. Geološka struktura takvih platformi je dvoslojna. Ovdje na kristalnoj osnovi, presavijenoj metamorfno
I. KOMPLEKS GRANULITA
Formacije granulitnog kompleksa raspoređene su na najmanje 50% površine Bjelorusije. Stene koje ga sačinjavaju metamorfizovane su u uslovima granulitnog facija (t=700-780 °C, P=6-9 kbar) i smatraju se
AMFIBOLITNO-GNEISSKI KOMPLEKS
Formacije kompleksa uključuju slojeve gnajsa umjereno kiselog i srednjeg sastava sa amfibolitnim horizontima, rasprostranjenim u Bjelorusiji. Područja razvoja amfibolit-gnajsa
KOMPLEKS AMFIBOLIT-GNEISS-ŠKRILJCA
Kompleks ima lokalnu distribuciju u centralnom dijelu Bjelorusije. Ovdje su brojne bušotine otkrile plagiogneise, mikrognajse, škriljce, amfibolite i druge različitog sastava.
KOMPLEKS ŠILJCA
Ovaj kompleks je ograničene rasprostranjenosti unutar Mikaševičko-Žitkovičkog izbočina kristalnog podruma u centralnom dijelu vulkanoplutonskog pojasa Osnica-Mikaševiči. Hoce razlikovati
I. KOMPLEKS ENDERBIT-CHARNOCKEITE
Stene kompleksa su rasprostranjene u zapadnom delu Belorusije, gde su usko povezane sa glavnim metamorfnim stenama (kristalnim škriljcima) serije Ščučin i Rudmjansku sekvencu, formirajući
KOMPLEKS BLASTOMILONITA
U kristalnom podrumu Bjelorusije prilično su rasprostranjeni blastomiloniti - stijene slične gnajsu koje su nastale kao rezultat smicanja, milonitizacije i istovremene prekristalizacije m
S.2. KOMPLEKSI STJENA OSNOVNOG SASTAVA
Berezovski kompleks leži u središnjem dijelu bjelorusko-baltičkog granulitnog pojasa među glavnim kristalnim škriljcima serije Ščučin. Predstavljen je srednjezrnim metamorfnim
S.3. KOMPLEKSI STJENA SREDNJEG SASTAVA
Kompleks Mikashevichi je razvijen u južnom dijelu Bjelorusije i predstavljen je velikim (do 120 km u prečniku) masivima, koji se nalaze blizu jedan drugom. Nizovi su sastavljeni od gotovo kontinuiranog niza
S.4. KOMPLEKSI KISELOG SASTAVA STIJENA
Kompleks Osmolovskog uključuje krupnozrni biotit, amfibol, ponekad plagioklazno-ortoklazne granite i monzodiorite koji sadrže hipersten, rasprostranjeni u bjelorusko-baltičkim državama.
I. DONJI RIFESKI, SREDNJI RIFESKI I GORNJI RIFESKI ERATEMI
U rifeju Bjelorusije (sl. 5) utvrđene su formacije sve tri erateme (tabela 2). Formacije eratema donjeg Rifeja na teritoriji Bjelorusije imaju ograničenu rasprostranjenost. U njihovom
VENDIAN SYSTEM
Naslage vendskog sistema predstavljaju sedimentne (morske, kontinentalne, glacijalne), vulkanogene i vulkanogeno-sedimentne stijene. Vendske formacije su široko rasprostranjene
PALEOZOJSKI ERATEM 7.I. CAMBRIAN SYSTEM
Kambrijske naslage zauzimaju krajnje severozapadne (padine beloruske anteklize i baltičke sineklize) i jugozapadne (podlassko-brestska depresija) delove teritorije Belorusije (sl. 6) i
ORDOVIČKI SISTEM
Ordovicijanske naslage, poput kambrijskih, rasprostranjene su u krajnjim sjeverozapadnim i jugozapadnim dijelovima teritorije Bjelorusije (sl. 7). Na sjeverozapadu zemlje (padine bjeloruske anteklize i Baltika
SILURIAN SYSTEM
Silurijske naslage, poput ordovicija, imaju izuzetno ograničenu površinsku rasprostranjenost na teritoriji Bjelorusije - na jugozapadu i sjeverozapadu (Sl. 9). Najpotpuniji i najsnažniji dijelovi silurskog ušća
DEVONIAN SYSTEM
Devonske formacije su rasprostranjene na teritoriji Bjelorusije - u Oršanskoj depresiji, Pripjatskom koritu (i u Pripjatskom grabenu i na ramenu Sjevernog Pripjata), u Latviji, Žlobinu i B.
S. UGLJENI SISTEM (UGLJENIK)
Naslage karbonskog sistema su mnogo manje razvijene na teritoriji Belorusije od devonskih. Leže u dvije regije zemlje udaljene jedna od druge - na jugoistoku (Pr.
PERM SISTEM
Permske naslage su raspoređene u tri izolirana područja teritorije Bjelorusije: na jugoistoku (Pripjatsko korito i Bragin-Loevsko sedlo), na jugozapadu (Podlassko-Brestska depresija)
MEZOZOIC ERATHEM 8.I. TRIASIC SYSTEM
Trijaske naslage su rasprostranjene na jugoistoku Bjelorusije (Pripjatsko korito i Bragin-Loevsko sedlo) i na njenom jugozapadu (Podlassko-Brestska depresija) (Sl. 17). Na jugoistoku
JURSKI SISTEM
Sedimenti jurskog sistema su raspoređeni u (a) jugoistočnim, istočnim i (b) jugozapadnim, zapadnim regionima Bjelorusije (Sl. 19). Javljaju se u koritu Pripjata, na Braginsko-Loevskoj i Žlobinsu
CHALK SYSTEM
Naslage sistema krede rasprostranjene su po južnoj polovini teritorije Belorusije (Sl. 21). Leže transgresivno na stijenama različite starosti - od gornje jure do arheje, i preklapaju se
CENIOZOJSKI ERATHEM 9.I. PALEOGENSKI SISTEM
Paleogenske naslage su rasprostranjene u južnoj polovini teritorije Bjelorusije (Sl. 23). Leže ispod kvartarnih formacija, a mjestimično i neogena, na jugoistoku dolinama Dnjepra i
NEOGEN SYSTEM
Neogene naslage Bjelorusije javljaju se na brojnim mjestima, uglavnom južno od linije Grodno – Novogrudok – Minsk – Bihov (Sl. 25). To su uglavnom akumulirane terigene formacije
KVATERNI SISTEM (KBAPTEP, ANTROPOGEN)
Naslage kvartarnog sistema na teritoriji Belorusije u potpunosti pokrivaju formacije starijih geoloških sistema (vidi sliku 3). Debljina naslaga varira od nekoliko do 300 metara
ZEMLJANA KORA I GORNJI PLAŠT
Informacije o dubinskoj strukturi zemljine kore i gornjeg omotača teritorije Bjelorusije dobivene su uglavnom na osnovu geofizičkih (gravimetrijskih, magnetometrijskih, seizmičkih) podataka.
STRUKTURA KRISTALNE TEMELJE
Identificirana su tri velika strukturna i materijalna megakompleksa u kristalnom podrumu Bjelorusije, od kojih svaki odgovara određenoj fazi razvoja kore regije. Ovo je čarnokit
STRUKTURA POKLOPCA PLATFORME 12.1. KONSTRUKCIJSKI KOMPLEKSI I KATOVI
Kao dio platformskog pokrivača teritorije Bjelorusije, postoji nekoliko vertikalnih strukturnih kompleksa koji se sukcesivno zamjenjuju u kontekstu, od kojih svaki ima svoj prostor
GLAVNE MODERNE STRUKTURE
Najvažnija strukturna površina, čiji položaj određuje savremenu tektoniku pokrivača teritorije Bjelorusije, je granica između pokrova i temelja. Analiza prirode konstrukcijskih površina, le
RANOG ARHEJA, KASNOG ARHEJA I RANOG PROTEROZOJA EONA
Istorija geološkog razvoja teritorije Bjelorusije kroz eonu ranog arheja, kasnog arheja i ranog proterozoika je povijest formiranja kristalnog temelja. Zahvaljujući
KASNI PROTEROZOJSKI EON
U kasnom proterozoiku počeo se formirati pokrov platforme. Prve formacije pokrova, ograničene na pojedinačna udubljenja u podrumu, datiraju iz ranog rifeja. To su vulkanske stijene i vrlo su modificirane
IS. PALEOZOJSKA ERA 15.1. KAMBRIJSKI PERIOD
U "predtrilobitsko" (baltičko) doba ranog kambrija geografski položaj Područje sedimentacije se malo promijenilo u odnosu na valdajsko vrijeme kasnog Venda. Sedimentacija je bila
ORDOVIČKI PERIOD
Početkom ordovicija, nakon duže pauze, more je ponovo ušlo na teritoriju Bjelorusije. Kao iu kambrijskom periodu, dolazio je na dva jezika sa zapada, koji su se verovatno povremeno kombinovali
SILURIAN
U ovom periodu uslovi sedimentacije na teritoriji Belorusije bili su bliski onima u ordoviciju. Plitka morska sedimentacija karbonata nastavljena je u krajnjim zapadnim dijelovima zemlje. Zajedno
DEVONIAN
Devon je najviše proučavan od svih perioda paleozojske ere na teritoriji Bjelorusije. To je zbog odličnog praktični značaj formacije nakupljene u to vrijeme (kalijuma i kamene soli, ne
PERIOD UGLJA
Počevši od ranog karbona, teritorij Pripjatskog korita ušao je u fazu post-riftske sineklize. Stopa slijeganja teritorije tokom perioda karbona (0-27 m/milion godina) postala je mnogo
PERMIJSKI PERIOD
Ranopermsko doba na teritoriji Bjelorusije počelo je morskom transgresijom iz korita Dnjepar-Donets. U aselijskom dobu more je povremeno dopiralo do središnjeg dijela korita Pripjata. Sediment
MEZOZOJSKA ERA 16.1. TRIASIC
U eri ranog trijasa došlo je do slijeganja i sedimentacije na jugoistoku Bjelorusije (Pripjatsko korito i Braginsko-Lojevsko sedlo) i na njenom jugozapadu (Podlassko-brestska depresija). Bol
JURSKI PERIOD
Tokom rane jurske ere, teritorija Bjelorusije je bila suha zemlja i bila je podložna eroziji. U eri srednje jure, sedimentacija je nastavljena. To je bilo zbog formiranja većih
PERIOD KREDE
U valanginskom dobu rane krede, more je prodiralo na teritoriju Bjelorusije s istoka. Zauzela je vrlo malo područje u istočnom dijelu korita Pripjat, na braginsko-lojevskom sedlu i
CENIOZOJSKA ERA 17.1. PALEOGENSKI PERIOD
Paleocensko doba na teritoriji Bjelorusije počelo je dugim prekidom sedimentacije. Došlo je do erozije i karstifikacije karbonatnih naslaga gornje krede uz formiranje kore od vremenskih utjecaja (t.
NEOGENSKI PERIOD
Sedimentacija tokom neogenog perioda desila se u južnoj polovini teritorije Belorusije. Ovdje je na početku miocenske ere postojala nizinska aluvijalna ravan sa periodično močvarnim područjima.
KVATARNI PERIOD
Istorija razvoja teritorije Bjelorusije u kvartarnom periodu podijeljena je u tri faze: predglacijalnu, glacijalnu i postglacijalnu. Prva dva odgovaraju eri pleistocena, posljednja - holocenu
ZAPALJIVI MINERALNI RESURSI
U koritu Pripjata otkrivena su 64 naftna polja. Njihova potraga i istraživanja vrše se od 1952. godine, razrada - od 1965. godine. Ova polja imaju 185 nalazišta nafte, od kojih su 183 u devonskim naslagama.
Svetlogorsk
Rechmtsa Yu1 Kamenets
HEMIJSKE I AGROHEMIJSKE SIROVINE
Važno mjesto u mineralnoj bazi zemlje zauzimaju minerali, koji su sirovine za upotrebu u hemijskoj industriji i proizvodnji poljoprivrednih đubriva.
METALNI MINERALNI RESURSI
U Bjelorusiji su poznate rudne pojave i ležišta željeznih, obojenih, rijetkih i plemenitih metala, ograničena uglavnom na kristalni podrum. Tako su u njemu identifikovani depoziti
ĆILITAR I DRUGO DRAGO KAMENJE
Nalazi ćilibara na teritoriji Bjelorusije poznati su dugo vremena. Ogromna većina njih ograničena je na jugozapad zemlje, uglavnom na teritoriju Brestskog Polesja. Identifikovana su dva nivoa sadržaja ćilibara: niži
SVJEŽA, MINERALNA I TERMALNA PODZEMNA VODA
Bjelorusija ima značajne resurse slatke i mineralne podzemne vode. Slatke podzemne vode povezane su sa međumorskim naslagama antropogenih slojeva, paleogena, gornje krede
ZAKLJUČAK
Ova knjiga završava poglavljem o mineralima. Ovo odražava glavni krajnji cilj proučavanja podzemlja - pretraživanje i istraživanje mineralnih ležišta. Ovaj cilj je i danas aktuelan
Uprava gradskog okruga Samara
AMOU VPO Samara Akademija državne i opštinske uprave
Ekonomski fakultet
Odjeljenje za katastar i geoinformacione tehnologije
Test
disciplina: "Nauka o materijalima"
na temu: „Sirovine za proizvodnju keramike građevinski materijal»
Samara, 2013
Sadržaj
Uvod………………………………………………………………………..…… ……….…..…….….3
I. Opće informacije i sirovine za proizvodnju keramičkih građevinskih materijala…………………………………………………………………………..4
II. Formiranje glinenih materijala i njihov hemijski i mineraloški sastav…………………………………………………………………………………………………… ……… .6
2.1 Glavne mineralne komponente gline………………………………………. 7
2.2 Nečistoće……………………………………………………………………… …………..8
2.3 Hemijski sastav glina………………………………………………………………………...9
3.1 Granulometrijski sastav gline…………………………………………….12
3.2 Tehnološka svojstva gline…………………………………………………………13
3.3 Klasifikacija glinenih sirovina za keramičke proizvode………20
Bibliografija…………………………………………………….…. 24
Prijave……………………………………………………………………………………25
Uvod
U ovom testnom radu na temu: "Keramički građevinski materijali" razmotrit ćemo:
-
opće informacije i sirovine za proizvodnju keramičkih građevinskih materijala;
formiranje glinenih materijala i njihov hemijski i mineraloški sastav;
tehnološka svojstva glinenih materijala.
Proizvodnja keramike započela je u prapovijesno doba nakon što je čovjek naučio proizvoditi i koristiti vatru. Čovjek je vidio da je uz pomoć topline moguće sačuvati oblik predmeta isklesanih od gline i učiniti ih neprobojnim za vodu. Ubrzo je uočeno da sve gline imaju različita svojstva i da različite gline treba koristiti za izradu određenih proizvoda.
Keramički građevinski materijali u potpunosti ispunjavaju zahtjeve trajnosti i imaju visoke arhitektonske i umjetničke kvalitete. Otporne su na agresivna okruženja, otporne na vremenske uvjete i mraz.
Keramički proizvodi nalaze široku primjenu u mnogim sektorima nacionalne ekonomije iu svakodnevnom životu. Koriste se kao građevinski materijal - cigle, pločice, zidne i podne pločice, kanalizacione cijevi, razni sanitarni proizvodi. Posuđe od porculana i zemljanog posuđa ostalo je i danas najzastupljenije i široko korišteno.
I. Opći podaci i sirovine za proizvodnju keramičkih građevinskih materijala
Keramika je umjetni kameni materijali dobiveni pečenjem sirovine oblikovane od glinenih stijena. Keramički materijali, koji se koriste od davnina, imaju mnoge prednosti: sirovine za njih su rasprostranjene u prirodi; sirovini se može dati bilo koji oblik; pečeni proizvodi su jaki i izdržljivi. Nedostaci keramičkih materijala uključuju: mogućnost proizvodnje proizvoda samo relativno malih veličina; visoka potrošnja goriva za paljenje; poteškoće mehanizacije radova pri izgradnji konstrukcija od keramičkih materijala.
U zavisnosti od poroznosti, keramički materijali se dijele na porozne sa upijanjem vode većim od 5% i guste sa upijanjem vode manjim od 5%. I gusti i porozni materijali mogu se odnositi na grubu keramiku, koju karakterizira obojeni ulomak, ili finu keramiku, koju karakterizira bijeli i ravnomjerno izlomljeni ulomak. Gruba keramika se sve više koristi u građevinarstvu. Bez obzira na poroznost i boju krhotine, keramički materijali mogu biti neglazirani ili glazirani. Glazura je staklasti sloj koji se nanosi na površinu materijala i fiksira za nju tokom pečenja. Glazura ima veliku gustinu i hemijsku otpornost.
Ovisno o području primjene u građevinarstvu, keramički materijali se dijele u sljedeće grupe:
zid - obična glinena cigla, šuplja i porozno-šupljina od plastičnog kalupa, puna i šuplja od polusuvog presovanja, šuplja kamena od plastične kalupe;
šuplje kamenje za često rebraste podove, za armirane keramičke grede, kamenje za rolo;
za oblaganje fasada zgrada - cigla i obložni kamen, tepih keramika, male fasadne pločice, fasadne i prozorske ploče;
za unutarnje oblaganje zgrada - pločice za oblaganje zidova, ugradbeni dijelovi, podne pločice;
krovni pokrivači - obični glineni crijep, sljemen, užljebljen završni crijep i specijalni;
keramičke cijevi - kanalizacija i drenaža;
materijali posebne namjene - uzorkovane cigle, kamenje za kanalizacijske konstrukcije, sanitarna i visokoporozna termoizolacijska keramika, proizvodi otporni na kiseline (cigle, crijep, profilirani dijelovi i cijevi), vatrootporni proizvodi (cigle, oblikovane pločice i dijelovi).
Prema ustaljenoj tradiciji, porozni proizvodi krupnozrne strukture izrađeni od glinenih masa nazivaju se grubom keramikom, a proizvodi guste, sitnozrnate strukture, sa sinteriranim krhotinama, vodootporni, kao što su podne pločice, nazivaju se finom građevinskom keramikom.
U proizvodnji građevinske keramike uglavnom se koriste metode plastičnog oblikovanja i polusuhog presovanja, a znatno rjeđe livenje u gipsane kalupe (proizvodi za sanitarne i tehničke svrhe).
Mnogi naučnici vjeruju da mulit daje glavnu snagu sinterovanim keramičkim materijalima. Mulit 3Al 2 O 3 ? 2SiO 2 formira igličaste, prizmatične ili vlaknaste kristale sa jasno vidljivim savršenim cijepanjem.
Sastav mulita je dugo bio predmet debate, usled čega su istraživači došli do zaključka da se sastav mulita kreće od 2Al 2 O 3? SiO 2 do 3Al 2 O 3? 2SiO2.
Mineral može formirati izrasline i klastere (Dodatak A). Nečistoće Fe 2 O 3 i TiO 2 uzrokuju pojavu pleohrizma u žućkastim i plavkastim tonovima. Gustina mulita je 3,03 g/cm3. Veličina mulitnih kristala je raznolika: od 2 do 5×10 -6 m, u šamotu – do 10 mm dužine u mulitnim proizvodima. Također uključeno u porcelan.
II. Formiranje glinenih materijala i njihov hemijski i mineraloški sastav
Glina je fino raspršeni produkt raspadanja i trošenja raznih stijena (preovlađujuća veličina čestica je manja od 0,01 mm) - sposobna da sa vodom formira plastičnu masu koja zadržava oblik koji joj je dat, a nakon sušenja i pečenja dobija svojstva kamena.
U zavisnosti od geoloških uslova nastanka, gline se dijele na rezidualne ili primarne (eluvijalne), nastale neposredno na lokaciji matične stijene, i sedimentne ili sekundarne, nastale transportom i ponovnim taloženjem vodom, vjetrom ili glečerima na novu lokaciju. U pravilu, eluvijalne gline su lošeg kvaliteta, zadržavaju matične stijene, često su onečišćene hidroksidima željeza i obično su niske plastičnosti.
Sekundarne gline se dijele na deluvijalne, koje se prenose kišnim ili snježnim vodama, glacijalne i lesne, transportirane glečerima, odnosno vjetrom. Deluvijalne gline odlikuju se slojevitim slojem, velikom heterogenošću sastava i kontaminacijom raznim nečistoćama. Glacijalne gline se obično javljaju u sočivima i jako su onečišćene stranim inkluzijama (od velikih gromada do sitnog drobljenog kamena). Lesne gline su najhomogenije. Odlikuje ih visoka disperzija i porozna struktura.
Glinene stene (glina, ilovača, muljnjak, alevrit, škriljci i druge) koje se koriste kao sirovina za proizvodnju keramičkih cigli i kamena moraju biti u skladu sa zahtevima OST 21-78-88 (važi do 01.01.96.), i klasifikacija sirovina je data u GOST 9169-75*.
Pogodnost gline za ciglu utvrđuje se na osnovu mineralno-petrografskih karakteristika, hemijskog sastava, tehnoloških svojstava i racionalnih karakteristika.
2.1 Glavne mineralne komponente glina: kaolinit, montmorilonit, hidroliska (ilit).
Kaolinit (Al 2 O 3 ? 2SiO 2 ? 2H 2 O) - ima relativno gustu strukturu kristalne rešetke sa relativno malim međuplanarnim rastojanjem od 7,2 A. Stoga kaolinit nije u stanju da se pričvrsti i čvrsto drži veliki broj vode, a pri sušenju gline sa visokim sadržajem kaolinita relativno slobodno i brzo otpuštaju dodanu vodu. Veličina čestica kaolinita je 0,003 - 0,001 mm. Glavne varijante grupe kaolinita su kaolinit, dikit i nakrit. Kaolinit je najčešći. Kaolinit je malo osjetljiv na sušenje i pečenje, blago bubri u vodi i ima nizak kapacitet adsorpcije i plastičnost.
Montmorilonit - (Al 2 O 3 ? 2SiO 2 ? 2H 2 O? nH 2 O) (Dodatak B) - ima slabu vezu između paketa, pošto je rastojanje između njih relativno veliko - 9,6-21,4 A, i može se povećati pod uticajem interventnih molekula vode. Drugim riječima, kristalna rešetka montmorilonita je pokretna (nabubri). Stoga su montmorilonitne gline sposobne intenzivno apsorbirati velike količine vode, čvrsto je drže i teško se oslobađaju prilikom sušenja, a također snažno bubre kada se navlaže s povećanjem volumena do 16 puta. Veličine čestica montmorilonita su mnogo manje od 1 μm (<0,001мм). Эти глины
имеют наиболее высокую дисперсность
среди всех глинистых минералов, наибольшую
набухаемость, пластичность, связность
и высокую чувствительность к сушке
и обжигу.
Glavni predstavnici grupe montmorilonita su: montmorilonit, nontronit, beidelit.
Halloysite - Al 2 O 3 ? 2SiO2? 4H 2 O - uključuje haloizit, ferigaloazit i metahaloizit, čest je pratilac u kaolinitima i kaolinitnim glinama. Haloizit, u odnosu na kaolinit, ima veću disperziju, plastičnost i sposobnost adsorpcije.
Hidromuskovit (ilit, hidromuskovit, glaukonit, itd.) su produkt različitog stepena hidratacije liskuna. U značajnim količinama nalaze se u glinama niskog topljenja, a u malim količinama u vatrostalnim i vatrostalnim glinama.
Ilit (hydromica) - K 2 O? MgO? 4Al 2 O 3 ? 7SiO2? 2H 2 O je proizvod višegodišnje hidratacije liskuna, a njegova kristalna rešetka je slična montmorilonitu. Hidromice zauzimaju srednju poziciju između kaolinita i montmorilonita po intenzitetu njihove veze sa vodom. Veličine čestica hidromica su oko 1 μm (~0,001 mm).
2.2 Nečistoće.
Osim glinenih komponenti, glinene stijene sadrže razne nečistoće koje se dijele na kvarcne, karbonatne, ferruginozne, organske i alkalne okside.
Kvarcne nečistoće se nalaze u glini u obliku kvarcnog pijeska i prašine. Oni čine glinu tanjom i pogoršavaju njenu plastičnost i svojstva oblikovanja, iako krupni kvarcni pijesak poboljšava svojstva sušenja gline, a fini pijesak ih pogoršava. U isto vrijeme, kvarcne nečistoće pogoršavaju svojstva pečenja, smanjujući otpornost na pucanje pečenih proizvoda kada se ohlade, smanjujući čvrstoću i otpornost na mraz.
Karbonatne nečistoće se nalaze u glinama u 3 strukturna oblika: u obliku fino dispergiranih, ravnomjerno raspoređenih prašnjavih čestica, rastresitih i brašnastih dodataka i u obliku gustih kamenih čestica.
Fino dispergovane karbonatne nečistoće, koje se raspadaju tokom pečenja prema reakciji CaCO 3 = CaO + CO 2, doprinose stvaranju porozne krhotine i smanjenju njene čvrstoće. Ove male inkluzije nisu štetne za zidnu keramiku. Rastresiti aditivi i nakupine pri mehaničkoj preradi gline lako se uništavaju u manje i ne umanjuju značajno kvalitet proizvoda.
Najštetnije i najopasnije su kamenite karbonatne inkluzije veće od 1 mm, jer nakon pečenja keramike ti inkluzije ostaju u krhotinu u obliku spaljenog vapna, koji naknadno, kada se doda vlaga iz atmosfere ili npr. pečeni proizvodi se navlaže, pretvaraju se u kalcijev hidroksid prema shemi
CaO + H 2 O = Ca (OH) 2 + Q (toplota).
S obzirom da se zapremina hidroksida povećava više od četiri puta u odnosu na CaO, u krhoti nastaju značajna unutrašnja naprezanja koja izazivaju stvaranje pukotina. Ako ima puno ovih inkluzija, keramički proizvod može biti potpuno uništen.
Željezne nečistoće boje keramiku u različitim bojama: od svijetlosmeđe do tamnocrvene, pa čak i crne. Organske nečistoće izgaraju tokom pečenja, značajno utiču na sušenje proizvoda, jer uzrokuju veće skupljanje, što dovodi do stvaranja pukotina.
2.3 Hemijski sastav gline.
Sadržaj glavnih hemijskih komponenti u glinenoj stijeni procjenjuje se kvantitativnim sadržajem silicijum dioksida, uključujući slobodni kvarc, zbirom oksida aluminijuma i titana, gvožđa, kalcijuma i magnezijuma, kalijuma i natrijuma, zbirom jedinjenja sumpora (u termini SO 3), uključujući sulfid.
Tipično, hemijski sastav gline niskog topljenja je, %: SiO 2 – 60...85; Al 2 O 3 zajedno sa TiO 2 – ne manje od 7; Fe 2 O 3 zajedno sa FeO- ne više od 14; CaO + MgO – ne više od 20; R 2 O (K 2 O + Na 2 O) – ne više od 7.
Uporedne karakteristike hemijskog sastava različitih glina date su u tabeli. 1.
Tabela 1. Hemijski sastav glina
Silicijum (SiO 2) se nalazi u glinama u vezanom i slobodnom stanju. Prvi je dio minerala koji tvore glinu, a drugi je predstavljen silicijumskim nečistoćama. S povećanjem sadržaja SiO 2 smanjuje se plastičnost gline, povećava se poroznost i smanjuje se čvrstoća pečenih proizvoda. Maksimalni sadržaj SiO 2 nije veći od 85%, uključujući slobodni kvarc – ne više od 60%.
Glinica (Al 2 O 3) se nalazi u mineralima koji tvore glinu i nečistoćama liskuna. Sa povećanjem sadržaja Al 2 O 3 povećava se plastičnost i otpornost na vatru gline. Obično, sadržaj glinice indirektno sudi o relativnoj veličini frakcije gline u glinenoj stijeni. Aluminij sadrži od 10-15% u cigli i do 32-35% u vatrostalnim glinama.
Oksidi zemnoalkalnih metala (CaO i MgO) učestvuju u malim količinama u sastavu nekih minerala gline. Na visokim temperaturama CaO reaguje sa Al 2 O 3 i SiO 2 i, formirajući eutektičke taline u obliku aluminijum-kalcijum-silikatnih stakla, naglo snižava tačku topljenja glina.
Oksidi zemnoalkalnih metala (Na 2 O i K 2 O) prisutni su u nekim mineralima koji tvore glinu, ali su u većini slučajeva uključeni u nečistoće u obliku rastvorljivih soli i u feldspatskom pijesku. Oni snižavaju tačku topljenja gline i slabe efekat bojenja Fe 2 O 3 i TiO 2. Oksidi alkalnih metala su jaki tokovi i doprinose povećanom skupljanju, zbijanju krhotine i povećanju njene čvrstoće.
Granična vrijednost jedinjenja sumpora u smislu SO 3 uzima se ne više od 2%, uključujući sulfid - ne više od 0,8%. U prisustvu SO 3 više od 0,5%, uključujući sulfid ne više od 0,3%, u procesu ispitivanja glinene stijene, metode za uklanjanje cvjetanja i cvjetanja na nepečenim proizvodima treba odrediti pretvaranjem rastvorljivih soli u nerastvorljive.
III. Tehnološka svojstva glinenih materijala
3.1 Granulometrijski sastav gline je raspodjela zrna u glinenoj stijeni prema njihovoj veličini. Tipično, sastav zrna različitih glina karakteriziraju podaci dati u tabeli 2.
Tabela 2. Zrnasti sastav gline
Upoređujući podatke iz tabela hemijskog (tabela 1) i granulometrijskog (tabela 2) sastava, može se zaključiti da postoje značajne fluktuacije za različite gline, što nam ne omogućava da precizno utvrdimo vezu sa svojstvima sirovine. Međutim, postoje određeni opći obrasci. Nizak sadržaj glinice (Al 2 O 3) sa visokim sadržajem silicijum dioksida (SiO 2) ukazuje na visok sadržaj slobodnog silicijum dioksida, koji se uglavnom nalazi u gruboj komponenti gline i prirodni je aditiv za iscrpljivanje.
Nisko topljive gline se odlikuju najvećim sadržajem SiO 2 i fluksa (R 2 O, RO, Fe 2 O 3) i najmanjim sadržajem Al 2 O 3. Ovdje je glinica gotovo u potpunosti uključena u sastav glinotvornih minerala, na što ukazuju podaci u tabeli 2, gdje je sadržaj čestica manjih od 0,001 mm u niskotopljivim glinama najmanji u odnosu na vatrostalne i vatrostalne.
Povećan sadržaj Al 2 O 3 u glinama ukazuje na veliku količinu glinene supstance, njenu veću disperziju, a samim tim i veću plastičnost i koheziju materijala. Visok sadržaj fluksa i posebno R 2 O (Na 2 O i K 2 O) sa niskim sadržajem Al 2 O 3 ukazuje na nisku vatrootpornost gline. Što manje fluksa sadrži glina, to je ona vatrostalnija i interesantnija na višim temperaturama. Međutim, istovremeno prisustvo u glini značajne količine alkalnih oksida (uglavnom K 2 O) sa istovremenim visokim sadržajem Al 2 O 3 i niskim sadržajem drugih fluksa može odrediti visoku otpornost gline na vatru i sposobnost da sinter na niskim temperaturama, što omogućava proizvodnju širokog spektra poroznih materijala i sinteriranih proizvoda. Dakle, na osnovu poznavanja hemijskog, mineraloškog i zrnastog sastava sirovine mogu se približno proceniti njena svojstva.
3.2 Tehnološka svojstva gline karakterišu materijal u različitim fazama njegove obrade u procesu proizvodnje proizvoda od njega. Tehnološka svojstva glinovitih stijena proučavaju se u laboratorijskim uvjetima, a rezultati istraživanja se po pravilu ispituju u poluindustrijskim uvjetima. Za bentonit, vatrostalne gline i keramičke sirovine, rezultati laboratorijskih ispitivanja se ispituju u industrijskim uslovima. Prilikom planiranja upotrebe glinenih stijena u svrhe za koje ne postoji iskustvo u preradi u industrijskim uvjetima, kao i prilikom proučavanja mogućnosti korištenja sirovina koje ne ispunjavaju zahtjeve standarda i tehničkih specifikacija, tehnološka istraživanja se vrše prema poseban program dogovoren sa zainteresovanim organizacijama.
Najvažnija tehnološka svojstva glinenih stijena koja određuju njihovu primjenu u industriji su plastičnost, otpornost na vatru, zgrušavanje, bubrenje, kao i bubrenje, skupljanje, sposobnost adsorpcije, sposobnost vezivanja, moć skrivanja, boja, sposobnost stvaranja stabilnih suspenzija sa viškom vode. , relativna hemijska inertnost . Ova svojstva su određena procesima koji se odvijaju u materijalu kada se pomiješa s vodom, oblikuje, suši i peče.
Ako se suvi prah gline navlaži vodom, njegova temperatura će se povećati. To se objašnjava činjenicom da se molekule vode čvrsto vežu za minerale koji tvore glinu i nalaze se na njima određenim redoslijedom.
Kapacitet vode karakteriše sposobnost gline da sadrži određenu količinu vode i zadržava je. Kako se disperzija gline povećava, povećava se njen kapacitet vlage. Montmorilonitne gline imaju najveći kapacitet vlage, a kaolinitne gline najmanji.
Bubrenje je sposobnost gline da poveća svoj volumen upijanjem vlage iz zraka ili direktnim kontaktom s vodom. Proces oticanja vremenom nestaje. Labave glinene stijene bubre brže od gustih. Sadržaj pijeska u glinama smanjuje stepen njihovog bubrenja. Montmorilonitne gline bubre više od kaolinitnih glina.
Natapanje je dezintegracija velikih glinenih agregata u vodi na manje ili elementarne čestice. Prva faza razgradnje glinenog agregata nastaje prilikom njegovog bubrenja, kada ih molekuli vode, uvučeni u prostore između glinenih zrnaca, uklinju. Kako se debljina vodene ljuske povećava, veza između pojedinačnih glinenih zrna slabi i oni se počinju slobodno kretati u vodi, viseći u njoj - glina postaje potpuno natopljena. Da bi se ubrzao proces namakanja, glina se miješa, mehanički uništavajući njezine komadiće, ili se voda zagrijava.
Glina se smoči u vodi. Gusta glina se veoma teško natapa. Prethodno drobljenje i miješanje tokom namakanja ubrzava ovaj proces. Kada se natopi, voda prodire u pore između čestica gline i zaglavljuje ih. Agregirane čestice se razlažu na manja zrna ili elementarne čestice minerala gline kako bi formirale polidisperzni sistem. U isto vrijeme, čestice gline počinju apsorbirati vodu, koja se apsorbira između slojeva grupa atoma („paketa“) kristalne rešetke čestica gline. U tom slučaju čestice bubre i povećavaju volumen.
Voda u glini uvijek sadrži određenu količinu otopljenih soli, čiji su molekuli disocirani na ione. Kationi ovih soli, koji su nosioci pozitivnih naboja, također su okruženi svojom „vlastitom“ vodenom ljuskom i zajedno s njom mogu biti ili u difuznom sloju ili na površini zrna minerala koji formira glinu, stvarajući tako -nazvan sorbovani kompleks.
Procesi koji se odvijaju uz učešće kompleksa jonske izmene dramatično utiču na stabilnost (otpornost na taloženje) suspenzija glinene kaše, filtraciju vode u masama koje sadrže glinu tokom procesa dehidracije (filter-prešanja) masa ili tokom sušenja. . Utječu na mehanička svojstva plastičnih glinenih masa i suhih poluproizvoda.
Tiksotropno stvrdnjavanje je svojstvo mokre glinene mase da spontano obnavlja svoju oštećenu strukturu i čvrstoću. Dakle, ako se svježe pripremljeni slip (glinasta masa tečne konzistencije) ostavi na miru neko vrijeme, on će se zgusnuti i stvrdnuti, a nakon miješanja će mu se vratiti tečnost. Ovo se može ponoviti mnogo puta. Do samojačanja gline dolazi zbog procesa preorijentacije čestica gline i molekula vode, što povećava snagu njihove adhezije. U tom slučaju dio slobodne vode pretvara se u vezanu vodu. Tiksotropnost gline je od velike važnosti u pripremi listića, plastičnog tijesta i oblikovanju proizvoda.
Fenomen tiksotropnog stvrdnjavanja glinenog klizanja u keramičkoj industriji naziva se zgušnjavanje. Količina zgušnjavanja ovisi o prirodi gline, sadržaju elektrolita i sadržaju vlage.
Ukapljivanje je svojstvo gline i kaolina da formiraju pokretne stabilne suspenzije kada se doda voda. Količina vode koja je potrebna za ukapljivanje određena je mineraloškim sastavom gline i kontrolira se dodatkom elektrolita. Pravilnim izborom elektrolita i njegove koncentracije postiže se optimalna tečnost, odnosno kombinacija dovoljne fluidnosti i najnižeg sadržaja vode. Kao elektroliti se obično koriste 5% ili 10% rastvori sode, tečnog stakla, natrijum pirofosfata itd.
Plastičnost je sposobnost gline da formira tijesto kada se miješa s vodom, koje pod utjecajem vanjskih mehaničkih sila može poprimiti bilo koji oblik bez prekida kontinuiteta i zadržati taj oblik nakon prestanka djelovanja sile. Plastičnost glina zavisi od zrnastog i mineraloškog sastava, kao i od peskovitosti glina. Sa povećanjem disperzije glina raste i njihova plastičnost; najveću plastičnost imaju montmorilonitne gline, a najmanju kaolinitne gline.
Vezivna sposobnost je svojstvo gline da veže čestice neelastičnih materijala (pijesak, šamot), zadržavajući sposobnost mase da se oblikuje i da nakon sušenja proizvede prilično jak proizvod. Kapacitet vezivanja zavisi od zrnastog i mineraloškog sastava gline.
Promjene koje nastaju u glinenoj masi pri njenom sušenju izražavaju se u svojstvima kao što su skupljanje zraka, osjetljivost gline na sušenje i provodljivost vlage.
Skupljanje zraka je smanjenje linearnih dimenzija i zapremine uzorka gline tokom sušenja. Količina zračnog skupljanja ovisi o kvantitativnom i kvalitativnom sastavu glinene tvari i kapacitetu vlage gline i kreće se od 2 do 10%. Montmorilonitne gline imaju najveće skupljanje, dok kaolinitne gline imaju najmanje skupljanje. Sadržaj pijeska u glini smanjuje skupljanje zraka.
Za istu glinu, količina zračnog skupljanja ovisi o početnom sadržaju vlage u uzorku. Tokom prvog perioda sušenja, količina volumetrijskog skupljanja jednaka je zapremini vlage koja je isparila iz proizvoda. U tom slučaju iz gline prvo isparava kapilarna voda, koja ima slabiju vezu sa česticama gline. Tada voda iz hidratacijskih školjki počinje da se kreće u kapilare; debljina školjki se smanjuje, a čestice gline počinju da se približavaju jedna drugoj. Zatim dolazi trenutak kada čestice dolaze u kontakt i skupljanje postepeno prestaje. Zrna neplastičnih materijala također se mogu približiti jedno drugom zbog približavanja čestica gline, ali druga zrna onemogućuju potpuno približavanje čestica gline, odnosno prisustvo neplastičnih materijala u masi smanjuje skupljanje zraka.
Osetljivost gline na sušenje utiče na vreme sušenja - što je veća osetljivost gline na sušenje, to je više vremena potrebno da se osuši da bi se dobio proizvod bez pukotina. Sa povećanjem sadržaja glinene tvari, posebno montmorilonita, povećava se osjetljivost gline na sušenje.
Provodljivost vlage karakterizira intenzitet kretanja vlage unutar proizvoda za sušenje. Proces sušenja glinenog proizvoda uključuje tri faze: kretanje vlage unutar materijala, isparavanje i kretanje vodene pare sa površine proizvoda u okolinu. Kvantitativna mjera koja indirektno karakterizira intenzitet kretanja vlage unutar proizvoda za sušenje je koeficijent difuzije. Zavisi od veličine kapilara, temperature, sadržaja vlage, vrste minerala gline (za montmorilonitne gline je 10-15 puta manji nego za kaolinit), i sadržaja pijeska u glinama.
Kada se glina zagrije, pojavljuju se njihova toplinska svojstva. Najvažnije od njih su otpornost na vatru, sinterabilnost i skupljanje od požara.
Otpornost na vatru - sposobnost gline da izdrži visoke temperature bez topljenja. Otpornost gline na vatru zavisi od njihovog hemijskog sastava. Glinica povećava otpornost gline na vatru, sitnozrnati silicijum je smanjuje, a krupnozrni silicijum povećava. Soli alkalnih metala (natrij, kalij) naglo smanjuju vatrootpornost glina i služe kao najmoćniji fluksovi; oksidi zemnoalkalnih metala također smanjuju vatrootpornost glina, ali se njihovo djelovanje očituje na višim temperaturama. Prema indeksu otpornosti na vatru (°C), glinene sirovine se dijele u tri grupe: 1. - vatrostalne (1580 i više), 2. - vatrostalne (manje od 1580 - do 1350), 3. - nisko topljive (manje od 1350).
Vatrostalne varijante glinovitih stijena uglavnom imaju sastav kaolinita, hidromica i haloizita ili se sastoje od mješavine ovih minerala s primjesom kvarca i karbonata. U hemijskom sastavu vatrostalnih glinenih stijena dominiraju SiO2 i Al2O3, koji se u najboljim varijantama vatrostalnih glina nalaze u količinama bliskim njihovom sadržaju u kaolinitu (SiO2 - 46,5%, Al2O3 - 39,5%). U nekim varijantama vatrostalnih glina sadržaj A12O3 je smanjen na 15-20%. Oksidi i sulfidi željeza prisutni su u manjim količinama. Štetne nečistoće uključuju kalcit, gips, siderit, jedinjenja Mn i Ti.
Vatrostalne glinene stijene nisu konzistentne po svom mineralnom sastavu: sadrže kaolinit, haloizit, hidroliskus i, kao nečistoće, kvarc, liskun, feldspat i druge minerale. U njima se glinica nalazi u rasponu od 18-24%, ponekad i do 30-32%; silicijum – 50–60%, oksidi gvožđa – do 4–6%, ređe 7–12%.
Glinene stijene niskog topljenja su obično polimineralne. Obično sadrže montmorilonit, beidelit, hidrolisku i primjese kvarca, liskuna, karbonata i drugih minerala. Sadržaj glinice u ovim stijenama ne prelazi 15–18%, silicijum dioksida – 80%, a sadržaj željeznih oksida je povećan na 8–12%. Također se odlikuju visokim sadržajem fluksa - fino dispergiranih nečistoća željeza, kalcija, magnezija i alkalnih minerala.
Sposobnost zgrušavanja je sposobnost gline da se kompaktira tokom pečenja i formira tvrdu krhotinu nalik kamenu. Karakteriše ga stepen i interval sinterovanja.
Stepen sinterovanja kontroliše se količinom upijanja vode i gustinom keramičke krhotine. U zavisnosti od stepena sinterovanja, glinene sirovine se dele na visoko sinterovane (krhotina bez znakova pregorevanja i dobija se vodoupijanje manje od 2%), srednje sinterovane (krhotina sa upijanjem vode od 2-5 %) i nesinterovane (ne dobija se krhotina sa upijanjem vode od 5% ili manje bez znakova pregorevanja). Znakovi izgaranja su deformacija uzorka, vidljivo oticanje ili smanjenje njegove ukupne gustine za više od 0,05 * 10 g/cm3. Navedene vrijednosti upijanja vode moraju se održavati na najmanje dvije temperaturne tačke sa intervalom od 50°C. Na primjer, ako prilikom pečenja gline na temperaturi od 1150°C krhotina ima upijanje vode od 0,5%, i na 1100 - 2%, glina je visoko sinterovana, a ako ista glina na temperaturi od 1100:;"C formira krhotinu sa upijanjem vode od 4%, klasifikuje se kao srednje sinterovana.
Sinterovanje gline može se desiti na različitim temperaturama
itd...................
Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod
Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.
Objavljeno na http://allbest.ru
Prirodni građevinski materijali i sirovine za njihovu proizvodnju
Opće karakteristike prirodnih građevinskih materijala, njihova tehnološka svojstva, područja primjene, industrijski i genetski tipovi ležišta, resursna baza.
U grupu prirodnih građevinskih materijala ubrajaju se pijesak i pješčanik, mješavine pijeska i šljunka, gline, karbonatne stijene, gips i anhidriti, te građevinski kamen.
1. Pijesak, pješčanik i mješavine pijeska i šljunka
Pijesak je finoklastična stijena mono- ili polimineralnog sastava s veličinom čestica od 0,1-1,0 mm. Pješčari su cementirani pijesci, cement može biti kvarcni, karbonatni, željezni, glinoviti itd. Šljunak je klastičan materijal veličine krhotina 1-10 mm. Mješavine pijeska i šljunka sadrže najmanje 10% frakcija šljunka i najmanje 5% frakcija pijeska.
Glavni industrijsko-genetski tipovi naslaga.
1. Aluvijalni: drevne - ukopane doline i terase (Kiyatskoye - Tatarstan, Berezovskoye - Krasnoyarsk Territory); moderno - poplavno područje i kanal (Burtsevskoye - regija Nižnji Novgorod, Ust-Kamskoye - Tatarstan);
2. Morsko i jezersko cherverticno doba (Eganovskoye, Lyuberetskoye - Moskovska oblast; Sestroretskoye - Lenjingradska oblast).
3. Fluvioglacijal (Strugi - Krasnye - Pskovska oblast) 4. Eolski - dine i dine (Sosnovskoye - Čuvašija; Matakinskoje - Tatarstan);
Upotreba pijeska i šljunka u nacionalnoj ekonomiji zasniva se na različitim fizičkim svojstvima ovih klastičnih stijena. Više od 96% iskopanog pijeska i šljunka troši se u građevinarstvu, manje od 5% je udio visoko čistog kvarcnog pijeska koji se koristi u staklarskoj, keramičkoj, metalurškoj industriji, kao i u proizvodnji ferosilicijuma, silicijum karbida itd.
Hemijski sastav je od najveće važnosti za staklo, keramiku, kalupljenje i druge čiste kvarcne pijeske. Sadržaj silicijum dioksida u njima mora biti veći od 90%.Visoki sadržaj silicijum dioksida je neophodan uslov za peskove koji se koriste u proizvodnji ferosilicijuma, silicijum karbida, tečnog stakla i dr., kao i za abrazivne i filterske peskove, za kalupne peskove koji se koriste u livnice, za proizvodnju pješčano-krečne opeke.
Više od 60% ležišta kvarcnog peska nalazi se u evropskom delu Rusije. Eksploatišu se velika nalazišta: Eganovskoye i Lyuberetskoye u Moskovskoj oblasti, Tašlinskoje u Uljanovskoj oblasti, Balašejskoe u Samarskoj oblasti, Millerovskoye u Rostovskoj oblasti, Tulunskoje u Irkutska oblast itd.
Osim u zemljama ZND, kvarcne sirovine proizvode se u Austriji, Belgiji, Saudijskoj Arabiji i Australiji, a uvoze ih Njemačka, Švedska i Japan.
Svjetska potrošnja kvarcnog pijeska je oko 100-120 miliona godišnje. Udeo zemalja ZND (miliona tona) je oko 36, SAD - 28, Nemačke - 10-14, Francuske ~6, Engleske -4, Belgije i Brazila - po 3-4, Austrije i Australije - po 2.
U Rusiji je 1996. godine proizvedeno više od 6 miliona tona stakla i peska za oblikovanje, uključujući oko 1,5 miliona tona stakla. U drugim zemljama ZND, obim proizvodnje istog pijeska iznosio je oko 60% ruske proizvodnje.
Polimiktički građevinski pijesak i mješavine pijeska i šljunka uglavnom se vezuju za glacijalne naslage u centralnim i sjeverozapadnim dijelovima Rusije, kao i na ravnicama južnoevropskog dijela, u zapadnom i istočnom Sibiru, na Dalekom istoku, gdje su aluvijalne , eolske i morske naslage su široko razvijene .
Ležišta pješčanih i šljunčanih sirovina su rasprostranjena, iako nisu sveprisutna. U Rusiji se uzima u obzir 1269 ležišta sa rezervama od skoro 10 milijardi m3 industrijskih kategorija.Razrađuje se oko 600 ležišta sa godišnjom proizvodnjom od 130-190 miliona m3.
U sjevernom dijelu evropskog dijela Rusije, rezerve sirovina čine 32% ukupne ruske proizvodnje, proizvodnja je 36%. Na region Severnog Kavkaza otpada oko 15% rezervi i proizvodnje sirovina. 17% rezervi je koncentrisano u regionu Urala, proizvodnja je 32%. Ukupno se više od 80% sirovina iskopava u evropskom dijelu Rusije.
Pješčari su zbijeni cementirani, metamorfizirani pijesci, čija svojstva čvrstoće zavise od sastava cementa i prirode cementacije. Sastav cementa može uključivati minerale gline, karbonate, silicijum dioksid, okside željeza, fosfate itd.
Koriste se u građevinarstvu kao zidni kamen, šut, lomljeni kamen i popločavanje, za proizvodnju brusnog kamena.
Geneza pješčenjaka je sedimentna (čeremšansko ležište u Burjatiji, Šokšinskoe - u Kareliji, u Donbasu).
Gline su fino dispergovane stijene, koje se uglavnom sastoje od slojevitih aluminosilikata i posjeduju plastičnost. Ovisno o prevlasti bilo koje komponente, gline se dijele na alofan, kaolinit, montmorilonit, hidromica i paligorskit.
Karakteristike sastava materijala određuju najvažnija tehnološka svojstva gline:
1. Plastičnost – sposobnost, kada se pomiješa sa ograničenom količinom vode, da se proizvede tijesto koje pod pritiskom poprima bilo koji oblik i zadržava ga kada se osuši. Plastičnost je određena mineralnim sastavom, stepenom disperzije i karakteristična je za montmorilonitne gline, manje za kaolinit.
2. Bubrenje – svojstvo gline da povećava zapreminu pri upijanju vode. Najveće bubrenje ima montmorilonit, a najmanje kaolinit.
3. Skupljanje - smanjenje volumena nakon sušenja.
4. Sinterabilnost - sposobnost da se, kada se peče, sinteruje u čvrstu masu nalik kamenu - krhotinu.
5. Otpornost na vatru – sposobnost krhotine da izdrži visoke temperature bez omekšavanja ili topljenja. Gline se dijele na vatrostalne, vatrostalne i slabo topljive gline.Najvatrostalnije su kaolini, slabo topljive gline su montmorilonit i beidelit.
6. Bubrenje tokom pečenja - povećanje zapremine i smanjenje gustine glinenog materijala.
7. Adsorpciona (apsorpciona) svojstva – sposobnost apsorpcije i zadržavanja jona i molekula različitih supstanci na svojoj površini.
8. Otpornost na vodu
9. Relativna hemijska inertnost.
Postoje 4 najvažnije industrijske grupe:
Građevinske i krupne keramičke gline uključuju nisko topljive i, u manjoj mjeri, vatrostalne gline. Koriste se u pečenom obliku za proizvodnju građevinske (opeke, crijep) i grube keramike: klinker opeke, drenažne cijevi, metlak pločice, zemljano posuđe, sa ubrzanim pečenjem - za proizvodnju ekspandirane gline i agloporita. U nepečenom obliku koristi se kao građevinski, vezivni, vodootporni (za izgradnju brana) materijal.
Vatrostalne i vatrostalne gline koriste se za unutarnje oblaganje visokih peći, za proizvodnju kiselootpornih proizvoda, fine keramike i kao kalupni materijal u ljevaonici.
Kaolini i kaolinitne gline su visoko vatrostalne i koriste se za proizvodnju fine keramike. To su proizvodi od porculana i keramike, sanitarna i medicinska oprema, kućni i hemijski pribor. Kao punilo - u papirnoj, hemijskoj, staklarskoj, parfemskoj industriji.
Bentoniti su fine gline sa visokim kapacitetom vezivanja, adsorpcije i katalitičke aktivnosti. Koriste se za proizvodnju tekućina za ispiranje (uključujući tečnosti za bušenje), proizvodnju peleta željezne rude, proizvodnju ekspandirane gline, te kao adsorbenti u preradi nafte, hrani (prečišćavanje vina, sokova), tekstilnoj industriji i poljoprivredi .
1. Rezidualne naslage kora trošenja: kaolinit, bentonit, hidromica (Ural, Ukrajina).
2. Sedimentni - morski, lagunski, jezerski i riječni (Borščovskoe - Rusija, Čerkasi - Ukrajina), glacijalni (Pskov, Novgorod, Lenjingradske regije), eolski (južna Rusija i Ukrajina).
3. Vulkanogeno-sedimentno - bentoniti nastaju u vodenim basenima (Gumbri - Gruzija, Oglanlinskoye - Turkmenistan).
4. Hidrotermalni - bentoniti, kaolini (Sarygyukhskoye - Jermenija, Askanskoye - Gruzija, Gusevskoye - Primorye Rusija).
5. Metamorfizirani tip ležišta - muljnjak (Bikljanskoje - Rusija, Čerkasi - Ukrajina).
Svjetski istraženi resursi bentonitnih glina procjenjuju se na 2000 miliona tona, uklj. u SAD -800 miliona tona. Svjetska proizvodnja u 2000. godini iznosila je 9,3 miliona tona, od čega na SAD otpada 3,8 miliona tona, Grčka - 0,95 miliona tona, Njemačka, Turska, Italija - po 0,5 miliona. Rusija je proizvela svega 0,37 miliona tona, što ne zadovoljava domaće potrebe i znači potpunu zavisnost od uvoza, posebno alkalnih bentonita. Oko 70% rezervi visokokvalitetnih bentonita bivšeg SSSR-a ostalo je izvan Rusije (na Kavkazu i u srednjoj Aziji).
Svjetska proizvodnja kaolina u 2000. godini iznosila je 39,8 miliona tona, od čega u SAD - 9,45 miliona tona, Češkoj -2,9 miliona tona, Velikoj Britaniji -2,3 miliona tona, Južnoj Koreji -2,2 miliona tona.U Rusiji - 0,04 miliona tona, ovo je krajnje nedovoljno i Rusija zavisi od uvoza, posebno iz Ukrajine i Kazahstana.
3. Karbonatne stijene
građevinski karbonatni kamen
Karbonatne stijene čine oko 20% sedimentnih naslaga zemljine kore i predstavljene su sljedećim varijantama.
Krečnjaci su sedimentne stijene koje se uglavnom sastoje od kalcita (CaCO 3) sa primjesom dolomita (Ca, Mg(CO 3) 2), pijeska i čestica gline. Sa sadržajem dolomita od 20-50% - dolomitski krečnjak.
Školjski krečnjaci sastoje se od fragmenata školjki cementiranih karbonatnim ili glineno-karbonatnim cementom - lagane porozne stijene.
Kreda je stijena koja se sastoji od 60-70% najmanjih ostataka skeletnih formacija planktonskih organizama i 30-40% sitnozrnastog praškastog kalcita.
Laporci su sitnozrnate sedimentne stijene, prelazne od krečnjaka i dolomita u glinovite stijene i sadrže 50-70% kalcita ili dolomita ili mješavinu oba i 20-50% glineno-pjeskovitog materijala.
Dolomiti su karbonatne sedimentne stijene koje se sastoje (najmanje 90%) od minerala dolomita (Ca, Mg (CO 3) 2).
Mramor i mramorni krečnjak su karbonatne stijene koje su pretrpjele rekristalizaciju kao rezultat regionalnog ili kontaktnog metamorfizma.
Glavne industrije i obim potrošnje karbonatnih stijena su sljedeći (u%): proizvodnja građevinskog i obložnog kamena - 60, cementna industrija - 20, metalurška - 10, kreč - 5, vatrostalni - 2, poljoprivreda - 1, ostalo - - 2.
Za proizvodnju građevinskog i obložnog kamena koriste se krečnjaci, dolomiti i mermeri, koji se odlikuju svojim dekorativnim svojstvima, dobrom poliranjem i visokim fizičko-mehaničkim svojstvima - tvrdoćom i čvrstoćom. Šljunak, lomljeni kamen, iver, komadni i obloženi kamen se proizvodi od karbonatnih stena. Godišnje se potroši oko 220 miliona tona karbonatnih stijena samo za potrebe civilne, industrijske i putne izgradnje.
Industrija cementa široko koristi krečnjak, kredu, laporce ili njihove mješavine s određenim omjerima AI2O3, Si0 2, Fe 2 0 3 i CaO. Stene sa niskim sadržajem magnezijum karbonata koje sadrže najmanje 40% CaO i ne više od 3,5% MgO smatraju se standardnim.
Portland cementi, aluminijski cement i mnoge druge vrste veziva izrađuju se od karbonatnih stijena. Sirovine za proizvodnju portland cementa su različite karbonatne stijene, među kojima preovlađujuću ulogu imaju krečnjak, kreda i lapor. Prirodni laporci su od posebne vrijednosti. Portland cementi se koriste za izradu betona.
U metalurškoj industriji čiste karbonatne stijene služe prvenstveno kao fluksovi. Oni pretvaraju otpadne stijene i štetne nečistoće u šljaku.Značajna količina dolomita se koristi kao sirovina za proizvodnju magnezijuma i vatrostalnog materijala u metalurgiji.
Industrija vapna za proizvodnju hidrauličkog, vazdušnog, sporogašenog i drugih vrsta građevinskog vapna troši uglavnom krečnjak i kredu.
Čisti krečnjaci se koriste u hemijskoj industriji za proizvodnju sode, kalcijum karbida, kaustičnog kalijuma i natrijuma, hlora itd. U prehrambenoj industriji koriste se za prečišćavanje šećera. U poljoprivredi se meki krečnjaci i kreda koriste za vapnenje podzolskih tla. Značajna količina karbonatnih sirovina koristi se u industriji stakla, papira, boja, gume i drugih.
Industrijsko-genetski tipovi depozita:
1. Sedimentno - morski su predstavljeni krečnjacima, dolomitima, laporcima i kredom. Prema uslovima formiranja razlikuju se biogeni, hemogeni i mešoviti. Industrijska ležišta krečnjaka - na značajnom dijelu istočnoevropskih i sibirskih platformi, na Uralu, Kuzbasu, Altaju, Krasnojarskom teritoriju, Kavkazu, u Rostovskoj oblasti (nalazište Žirnovskoe); dolomiti - na Uralu (Sukhorechenskoye) u Jenisejskom grebenu, grebenu Malog Kingana; kreda - grupa Volskaya (regija Saratov); laporci - Novorosijska grupa depozita;
2. Metamorfizirani - mermer i mermerni krečnjak (Belogorskoye u Kareliji; Kibik-Kordonskoye u Sajanima).
Svjetska potrošnja karbonatnih sirovina iznosi više od 5 milijardi tona. u godini. Najveći potrošači su SAD, Rusija i Japan.
Resursi karbonatnih stijena u Rusiji su ogromni i raspoređeni su krajnje neravnomjerno po cijeloj teritoriji. Oko 50% rezervi koncentrisano je u evropskom delu, a najmanje snabdevena područja su Karelija i Murmanska oblast, kao i Tjumenska, Omska, Kamčatska i Kalinjingradska oblast.
4. Gips (CaSO 4 2H 2 O) i anhidrit (CaSO 4)
Gips i anhidrit su najčešći među formacijama koje sadrže soli i slične su jedna drugoj. Gips je slojevita ili masivna stijena bijele zrnaste strukture. Kristali gipsa su providni, zrnasti agregati su obojeni nečistoćama u različite boje; sitnozrnati prozirni agregat - alabaster; fino vlakno - selenit. Mala tvrdoća, laka za obradu.
Kada se kalcinira, gips gubi vodu kristalizacije. Pri t = 100-180 °C prelaze u hemihidrat (CaSO 4 · 0,5H 2 O); pri t = 200-220 ° C - umjetni anhidrit, rastvorljiv u vodi; na t = 800-1000 ° C - estrich gips, pri t = 1600 ° C - u spaljeni kreč CaO.
Anhidrit se od gipsa razlikuje po većoj gustoći i čvrstoći i ima znatno lošija svojstva vezivanja.
Glavno svojstvo gipsa, koje određuje njegovu industrijsku upotrebu, je sposobnost da gubi kristalizacijsku vodu pri zagrijavanju i, kada se pomiješa s vodom, proizvodi plastičnu masu koja se na zraku postupno stvrdnjava i pretvara u izdržljivi umjetni kamen.
Od gipsanih veziva, građevinski gips se najviše koristi za žbukanje i završne radove, te izradu građevinskih konstrukcija. Da bi se dobio građevinski gips, prirodni gips se drobi i melje, a zatim peče u rotacionim ili vratilnim pećima na 130-180°C 1,5-2 sata. Preradom prirodnog gipsa zasićenom parom pod pritiskom dobija se poluvodeni gips visoke čvrstoće - vezivo kratkog vremena vezivanja i stvrdnjavanja, koje ima povećanu mehaničku čvrstoću i koristi se kao kalupni i medicinski gips. Prvi se koristi za izradu radnih oblika u proizvodnji porculana, zemljanog posuđa i keramike, za livenje metala i legura i izvođenje raznih skulpturalnih radova; drugi se koristi u hirurgiji i stomatologiji. Estrihov gips se polako spaja s vodom i postaje vezivo koje se koristi za izradu podova od pločica i estriha, maltera, prozorskih pragova i stepenica, umjetnog mramora itd. Gips se široko koristi u proizvodnji raznih cementa. Cement od gipsane troske. uspješno se koristi u izgradnji podzemnih i podvodnih objekata izloženih ispiranju i sulfatnoj agresiji.
U proizvodnji gipsanih veziva i kao aditiva cementima, troši se više od 90% svih iskopanih gipsa i anhidrita. U malim količinama, gips i anhidrit se koriste kao obložno i ukrasno kamenje, te kao fluks pri topljenju oksidiranih ruda nikla, u hemijskoj industriji, poljoprivredi i u proizvodnji papira.
Gips i anhidrit se formiraju u slanim bazenima tokom početnih faza taloženja soli.
Industrijsko-genetski tipovi depozita:
1. Sedimentni: singenetski - padavine iz rastvora (Novomoskovskoye u Tulskoj oblasti, Pskovska oblast, Kamenomostskoye - Severni Kavkaz - Rusija, Pridnjestrovske naslage - Ukrajina); epigenetski - tokom hidratacije anhidrita (Zalarinskoye u Irkutskoj oblasti, u Donbasu, Zvozskoye u regionu Arhangelsk);
2. „Gipsani šeširi“ - zaostali proizvodi otapanja kamene soli (Brinevskoye ležište - Bjelorusija):
3. Infiltracija - tokom rastvaranja i ponovnog taloženja gipsa rasutog u stenama (Severni Kavkaz, Centralna Azija, Kazahstan).
U svijetu su istražene velike rezerve gipsa - oko 7 milijardi tona, uključujući više od 5 milijardi tona u Evropi, oko milijardu tona u SAD-u i 0,5 milijardi tona u Kanadi.
Vodeći izvoznici gipsa i anhidrita su Kanada, Tajland i Španija. Glavni uvoznici su SAD i Japan.
Istražene rezerve gipsa, anhidrita i stena koje sadrže gips dostupne su u svim zemljama ZND sa izuzetkom Belorusije; 75% rezervi je koncentrisano u Rusiji.
Rezerve gipsa i anhidrita u Rusiji su neravnomjerno raspoređene: 95% ih se nalazi u evropskom, a samo 5% u azijskom dijelu. Većina ruskih gipsanih sirovina (58%) nalazi se u centralnom regionu, gde se nalaze najveća istražena i razvijena ležišta.
Od ukupne proizvodnje gips anhidritnih stijena u zemljama ZND, 59% dolazi iz Rusije,
5. Prirodni građevinski i završni kamen
Građevinski kamen predstavlja veliku grupu nemetalnih minerala koji zauzimaju jedno od prvih mjesta u građevinskoj industriji po obimu potrošnje. Kao inertni materijali, oni uključuju testerski (zidni) i obložni kamen i zajedno sa pijeskom i mešavinom peska i šljunka predstavljaju glavni kompleks prirodnih građevinskih materijala koji se koriste u svom prirodnom stanju bez upotrebe termohemijske obrade.
Prirodno građevinsko kamenje su magmatske, metamorfne i sedimentne stijene različitog sastava.U većini slučajeva mineralni sastav stijena nije značajan, već su fizička i mehanička svojstva stijena odlučujuća. Karbonatne stijene, graniti i slične stijene se koriste u najvećim količinama. Gabroidi, bazaltoidi i pješčenici se rjeđe koriste.
Inertni građevinski materijali dobijeni preradom građevinskog kamena koriste se kao punila za teške betone.
Upotreba građevinskog kamena ovisi o njihovim fizičkim i tehnološkim svojstvima. Najvažnije su čvrstoća i izdržljivost u zavisnosti od mineralnog sastava stijene, strukturnih i teksturnih karakteristika, lomljenosti, poroznosti itd. Najotpornije stijene su: kvarciti, graniti, sijeniti, dioriti. Karbonatne stijene - krečnjaci, dolomiti i mermeri, unatoč relativno niskoj otpornosti na habanje, odlikuju se tlačnom čvrstoćom i koriste se za unutarnju i vanjsku dekoraciju zgrada. Sitnozrnate stijene su obično jače od krupnozrnih stijena. Da bi se procijenila prikladnost stijene kao građevinskog kamena, provodi se niz posebnih laboratorijskih ispitivanja, uključujući određivanje zapreminske mase, gustine, poroznosti, upijanja vode, otpornosti na mraz, tlačne čvrstoće, vlačne čvrstoće, čvrstoće na savijanje, abrazivnosti, viskoziteta , itd. Ovisno o primjeni, dodatno se proučava obradivost, viskoznost, otpornost na vatru, poliranje, postojanost boje itd.
Građevinski kamen se koristi u sljedećem obliku:
Šljunak (šljunak) je kamen nepravilnog oblika veličine 140 mm, koji se koristi za polaganje temelja u izgradnji masivnih objekata (brane, nasipi i sl.).
Kameni komadi su proizvodi pravilnog geometrijskog oblika sa obrađenim površinama, koji se koriste kao ivičnjaci, popločani kamen za kolovozne površine, arhitektonski i završni dijelovi, stepenice, postolja i obložni proizvodi, okna i mlinovi - industrijski proizvodi.
Kamenje za piljenje - blokovi standardne veličine se seku diskom direktno u stijensku masu i koriste se kao zidni materijal.
Drobljeni kamen je najrašireniji proizvod koji se koristi kao punilo za beton i asfalt beton, za punjenje željezničkih kolosijeka i autoputeva.
Prirodni obložni kamen predstavlja posebnu grupu građevinskih materijala, čija je industrijska vrijednost određena prvenstveno njihovim dekorativnim svojstvima. Uz to, važno svojstvo obložnog kamena je mehanička čvrstoća, sposobnost prihvatanja različitih vrsta površinskih tretmana i otpornost na atmosferske utjecaje – otpornost na vremenske uvjete.
Za oblaganje se koriste stijene različitog porijekla: intruzivne - graniti, sijeniti, dioriti, gabronorit, labradoriti; efuzivni - bazalti, dijabazi, andeziti, porfiri, porfiriti, vulkanski tufovi; metamorfni - mermer, kvarcit; sedimentni - krečnjaci, dolomiti, travertini, gips, peščari, konglomerati i breče. Najviše se koriste granit i mermer.
U Rusiji, veliko područje rudarstva visokokvalitetnih magmatskih i metamorfnih stijena je Baltički štit (poluostrvo Kola, Karelija): graniti različitih boja i uzoraka koriste se kao oblaganje i monumentalno kamenje. Još jedna velika regija je Ural: graniti, gabro, jaspis, mermer. Brojna ležišta magmatskih i metamorfnih stijena poznata su na Altaju, Sajanskim planinama, Transbaikaliji i Primorskom kraju (graniti, bazalti, gabro-dijabazi, tufovi). Ukrajina, Kazahstan i Jermenija takođe imaju značajne rezerve različitog građevinskog kamena.
Evropski dio i zapadni Sibir imaju brojne naslage sedimentnih karbonatnih stijena, pješčara i konglomerata.
Na teritoriji Rusije uzeto je u obzir više od 1000 nalazišta građevinskog kamena sa rezervama po industrijskim kategorijama od oko 20 milijardi m 3 . Više od 500 nalazišta se razvija. Godišnje se iskopa oko 100 miliona m3 građevinskog kamena.
Zalihe piljenog krečnjaka u Rusiji iznose oko 110 miliona m 3 . Godišnje se iskopa više od 100 hiljada m 3 .
Vodeća zemlja u svijetu u proizvodnji i upotrebi obložnih materijala i proizvoda je Italija, koja izvozi značajan dio mramora u različite zemlje. Ležišta rijetkih sorti mramora nalaze se u Belgiji i Francuskoj. Visoko dekorativni granit se kopa u Švedskoj, Španiji i Brazilu.
U Rusiji je uzeto u obzir 146 ležišta obloženog kamena sa industrijskim rezervama od 536 miliona kubnih metara, od kojih se oko 40 nalazišta razvija sa godišnjim obimom proizvodnje od 500-600 hiljada kubnih metara. U ostalim zemljama ZND-a u obzir se uzima oko 300 polja sa rezervama od oko 900 miliona m 3 . Godišnje se na 165 razvijenih nalazišta iskopa 3,5 miliona m obložnog kamena.
Književnost
1. Agafonov G.V., Volkova E.D. i dr. „Ruski kompleks goriva i energije: trenutno stanje i pogled u budućnost“. Novosibirsk, Nauka, Sibirsko izdavačko preduzeće RAS, 1999, 312 str.
2.Eremin N.I. Nemetalni minerali: Udžbenik - Izdavačka kuća Moskovskog državnog univerziteta. 1991.-284 str.
3. Karyakin A.E., Strona P.A. i dr. Industrijski tipovi ležišta nemetalnih minerala. M. Nedra. 1985.
4. Tatarinov I.K., Karyakin A.E. i dr. Tok ležišta čvrstih minerala, L. Nedra, 1975.
5. Yakovlev P.D. Industrijski tipovi rudnih ležišta. M. "Nedra", 1986. Udžbenik. 358s.
Dodatno
1 Vaganov V.I., Varlamov V.A. Dijamanti Rusije: baza mineralnih resursa, problemi, izgledi // Mineralni resursi Rusije. Ekonomija i menadžment - 1995- br.
2. Baibakov N.K., Pravednikov N.K., Staroselsky V.I. i dr. Juče, danas i sutra naftna i gasna industrija Rusije. -M.: Izdavačka kuća IGiRGI, 1995.
3. Benevolsky B.I., Sirovinska baza zlata u Rusiji na putu razvoja - problemi i perspektive. Mineralni resursi Rusije, časopis, 2006, br. 2, str. 8-16.
4. Butova M.N., Zubcov I.B. Problemi razvoja sirovinske baze i proizvodnje indija // Mineralni resursi Rusije. -- 199 str.
5. Zlato G.S. Mineralni resursi: društveni izazov vremena. -M.: Sindikati i ekonomija, 2001.-407 str.
6. Dvornikov V.A. Ekonomska sigurnost. Teorija i realnost prijetnji. - M.: Nedra, 2000.
7. Zaidenvarg V.E., Novitny A.M., Tverdokhlebov V.F. Sirovinska baza ugljena Rusije: stanje i perspektive razvoja // Ugalj. -- 1999. -- br. 9.
8. Kavčik B.K. Aluvijalno iskopavanje zlata u 21. veku, Mineralni resursi Rusije, časopis, 2007, br. 2, str. 43-49.
9. Kozlovsky E.A. Mineralni problemi Rusije uoči 21. veka, M., Moskovski državni univerzitet za humanističke nauke, 1999, 402 str.
10. Kozlovsky E.A. Rusija: politika mineralnih resursa i nacionalna bezbednost - M. Izdavačka kuća Moskovskog državnog univerziteta za humanističke nauke, 2002. 856 str.
11. Kozlovsky E.A., Shchadov M.I. Mineralno-sirovinski problemi nacionalne sigurnosti Rusije. - M.: Izdavačka kuća Moskovskog državnog univerziteta za humanističke nauke, 1997.
12. Kochetkov A.Ya. ,Kuzmin A.V., Vasilivetsky A.A., strane kompanije za rudarenje zlata u Rusiji. Mineralni resursi Rusije, časopis, 2007, br. 2, str. 50-57.
13. Kochetkov A.Ya. Promena lidera među rudničkim regionima Rusije, Mineralni resursi Rusije, časopis, 2004, br. 4, str. 65-71.
14. Krivcov A.I., Benevolsky B.L., Minakov V.M. Nacionalna mineralna sigurnost (uvod u problem). - M.: CNIGRI, 2000.
15. Krivtsov A.I. Baza mineralnih sirovina na prijelazu stoljeća - retrospektiva i prognoze. Ed. 2., dopunjeno. - M.: JSC "Geoinformmark". 1999. - 144 str.
16. Kuzmin A.V. Ruska rudarska industrija zlata - procesi konsolidacije. Mineralni resursi Rusije, časopis, 2004, br. 4, str. 58-64.
17. Laverov N.P., Kontorovič A.E. Resursi goriva i energije i izlazak Rusije iz krize. J. Ekonomske strategije - 1999. br. 2.
18. Laverov N.P., Trubetskoy K.I. Rudarske nauke u sistemu nauka o Zemlji // Bilten Ruske akademije nauka. T. 66. -- 1996. -- br. 5.
19. Lazarev V.N. O reprodukciji mineralne baze obojenih i legiranih metala // Mineralni resursi Rusije. Ekonomija i menadžment. - 2001. - br. 3. - Str. 52-60
20. Lazarev V.N. O dugoročnoj prognozi razvoja sirovinske baze bakra. br. 2, Mineralni resursi Rusije. 2007 str.6-12
21. Mashkovtsev G.A. Rezerve i proizvodnja urana: stanje i izgledi // Rude i metali. --2001. --br. 1. 256
22. Melnikov N.N., Busyrev V.N. Koncept resursno uravnoteženog razvoja mineralno-resursne baze. //Mineralni resursi Rusije. Ekonomija i menadžment - 2005-br.2 - str.58-63.
23. Mineralni resursi svijeta. - M.: IAC "Mineral", 2004.
24. Mineralni resursi svijeta. Kronika aktualnih događaja. // Ministarstvo prirodnih resursa Rusije. IAC "Mineral" - M., 2002
Objavljeno na Allbest.ru
...Slični dokumenti
Građevinski kamen je široka grupa nemetalnih minerala, njihova upotreba u građevinskoj proizvodnji. Glavne vrste građevinskog kamena. Trajnost stijena. Genetski tipovi industrijskih naslaga. Prirodno obloženo kamenje.
sažetak, dodan 13.07.2014
Opći podaci o građevinskim materijalima, njihovim osnovnim svojstvima i klasifikaciji. Klasifikacija i glavne vrste materijala od prirodnog kamena. Mineralna veziva. Staklo i proizvodi od stakla. Tehnološki dijagram za proizvodnju keramičkih pločica.
sažetak, dodan 09.07.2011
Svojstva, sastav, tehnologija proizvodnje bazalta. Uređaj za proizvodnju kontinuiranih vlakana od termoplastičnog materijala. Opis i tvrdnje, karakteristike proizvoda. Vrste građevinskih materijala. Primjena bazalta u građevinarstvu.
sažetak, dodan 20.09.2013
Svojstva materijala za izgradnju puteva. Metode oblikovanja keramičkih proizvoda. Prirodni kameni materijali. Sirovine, svojstva i primjena slabo izgorenog građevinskog gipsa. Osnovni procesi potrebni za proizvodnju portland cementnog klinkera.
test, dodano 18.05.2010
Vrste sanitarne keramike. Sirovine, tehnologija njegove proizvodnje. Istorija nastanka i proizvodnje stakla. Svojstva akustičkih materijala i njihova upotreba u građevinarstvu. Osnovna svojstva maltera. Fizička svojstva drveta.
test, dodano 09.12.2012
Svojstva građevinskih materijala, područja njihove primjene. Umjetnost izrade proizvoda od gline. Klasifikacija keramičkih materijala i proizvoda. Podrum glazirane pločice. Keramički proizvodi za spoljašnje i unutrašnje oblaganje zgrada.
prezentacija, dodano 30.05.2013
Istorijske faze u razvoju nauke o građevinskim materijalima. Istorija razvoja proizvodnje građevinskog materijala. Dostignuća domaće nauke, tehnologije i industrije. Građevinski materijali u nacionalnoj privredi.
sažetak, dodan 21.04.2003
Gips kao tipičan sedimentni mineral. Depoziti u Rusiji. Fizička i tehnička svojstva gipsa. Suhe mješavine. Dekorativni elementi i štukature: paneli, pločice, rozete, frizovi, vijenci. Namjena skulpturalnog i medicinskog gipsa.
prezentacija, dodano 08.12.2016
Klasifikacija umjetnih građevinskih materijala. Osnovne tehnološke operacije u proizvodnji keramičkih materijala. Termoizolacijski materijali i proizvodi, primjena. Veštački topljeni materijali na bazi mineralnih betonskih veziva.
prezentacija, dodano 14.01.2016
Tehničke karakteristike prirodnih i obogaćenih mješavina pijeska i šljunka. Proračun glavne tehnološke opreme i produktivnosti linije za odvajanje pijeska i šljunka građevinskih mješavina. Procjena potrošnje energije proizvodne linije.
Sirovine za proizvodnju građevinskog materijala. Vrste sirovina
Prirodne sirovine (minerali)
Sirovine su polazne tvari ili smjese kojeprerađen u građevinski materijal ili
proizvodi.
Glavne sirovine za proizvodnju
građevinski materijali su prirodni materijali.
Prirodne anorganske sirovine (nemetalni minerali)
Ova vrsta uključuje široko rasprostranjeneu prirodi, stijene koje imaju
neophodne hemikalije i minerale
sastav, mnoga povoljna fizičko-hemijska svojstva i atraktivan
izgled. Planina
rasa
Hemijski
spoj
Aplikacija
Pijesak
Silicijum (SiO2)
Punilo u betonu,
rješenja
Sirovine za dobijanje
staklene legure
Glina
Aluminosilikati (SiO2,
Al2O3)
Jedna od sirovina
komponente za
dobijanje PC klinkera
Sirovine za dobijanje
keramika
proizvodi
Granit i drugi
magmatski
rase
Silikati i
aluminosilikati
Crushed Mountain
kamenje (lomljeni kamen,
pijesak)
Sirovine za
agregati za beton
i rješenje
Dijabaz
Silikati i
aluminosilikati
Drobljeni kamen
Sirovine za dobijanje
kamen se topi
Krečnjak
Kalcijum karbonat
(CaCO3)
Jedna od sirovina
komponente za
dobijanje PC klinkera
Sirovine za dobijanje
vazdušni kreč
Mramor
Kalcijum karbonat
(CaCO3)
Dekorativni lomljeni kamen,
pijesak
Sirovine za
dekorativni beton
i rješenja
Gipsani kamen
Dihidrat sulfat
kalcijum
(CaSO4 2H2O)
Završne pločice
Sirovine za dobijanje
gipsana veziva
Prirodne organske sirovine
Drvo raznih vrsta:-drvo (cjepanice);
- građa (drvo, daske);
- proizvodi od drveta (ploče za
podovi, postolje, prozori i
blokovi za vrata, parket)
- proizvodi od drveta (šperploča,
Iverica i ploča od vlakana, laminirana drvom
plastike
- lamelirano drvo
dizajni
Nafta, gas, ugalj, treset:
-organska veziva za
asfalt beton, glavna komponenta
pokrivanje krovova i hidroizolacija
materijali;
-polimeri (veziva za plastiku),
linoleum, fiberglas;
-komponenta kompozitnih materijala;
-polimercement beton;
-modificirajući aditivi za
građevinske mješavine;
- podloga za lakove i boje;
Ekološki problemi u proizvodnji građevinskog materijala.
Upotreba proizvodnog otpada.
Neki od ekoloških izazova:maksimalno korišćenje prirodnih
sirovine i otpad koji nastaje tokom njegovog vađenja i
obrada.
reciklaža otpada iz drugih industrija. Rudarstvo i prerada otpada
rase:
Od njih možete dobiti
Piljenje i prerada otpada
površine
Dekorativne ploče od komada mramora
i granitne ploče (tip breče)
Otpad od proizvodnje lomljenog kamena:
Usitnjavanje u agregate;
prosijavanje kako bi se dobilo umjetno
pijesak (veličine čestica od 0,16 do 5 mm)
(čestice veličine 5-70 mm)
Mljevenje da se dobije kameno brašno
(asfalt betonska punila, mastika,
plastike)
Otpad od prerade drveta:
Drvene strugotine, iver, nekomercijalno drvo
Iverica, lesonita, lesonita, drvo beton
Piljevina
Punilo u plastici,
proizvodi od gipsanih betona
Otpad toplotne energije:
Ashes
Dodaci betonu i mješavinama morta;
Komponenta sirove mješavine za
proizvodnja klinkera;
Šljake
punila;
Uključen aktivni mineralni dodatak
cement;
10. Upotreba otpada ima ne samo ekološke, već i ekonomske aspekte:
u onim regijama u kojima nema ili nema dovoljno prirodnih sirovina,širi se sirovinska baza za proizvodnju građevinskog materijala
materijali;
troškovi građevinskog materijala su smanjeni, jer
troškovi transporta se eliminišu ili smanjuju
prirodne sirovine iz drugih regiona;
rješava se problem reciklaže industrijskog otpada,
eliminiše potrebu za postavljanjem deponija za svoje
skladištenje
11. Problemi zagađenja životne sredine
Izvori zagađenjaSirovine (otpad)
Tehnologija
Teški metali
Aerosoli
Radioaktivnost
Radioaktivnost
Prašina
(silicijum)
Ispiranje
težak
metali
Gasovi
Gotov proizvod
Odabir
fenol,
formaldehid
12. Osnovni principi proizvodnje
Cilj svake tehnologije je dobiti materijal ili proizvod određenogoblici, određene veličine sa datim stabilnim (trajnim)
svojstva.
Sirovine → prerada → Gotovi materijal (proizvod)
Mehaničke tehnologije - u procesu obrade sirovina ne
mijenja se njegov sastav, struktura, svojstva; promjena oblika, veličine,
stanje površine (tekstura) (ove tehnologije se koriste za
dobijanje proizvoda od prirodnih kamenih materijala, drveta);
Fizičko-hemijske tehnologije – u proizvodnji građevinskih materijala
ili proizvoda pod uticajem tehnoloških faktora (temperatura,
pritisak) kao rezultat toga nastaju različiti fizički i hemijski procesi
koji mijenjaju sastav, strukturu i svojstva sirovina
Ministarstvo nauke i obrazovanja Ukrajine
Kijevski nacionalni univerzitet za građevinarstvo i arhitekturu
Katedra za nauku o građevinskim materijalima
Sažetak na temu: “Upotreba sekundarnih proizvoda u proizvodnji građevinskog materijala”
1. Problem industrijskog otpada i glavni pravci njegovog rješavanja
a) Industrijski razvoj i akumulacija otpada
b) Klasifikacija industrijskog otpada
2. Iskustvo u korišćenju otpada iz metalurgije, industrije goriva i energetike
a) Cementni materijali na bazi šljake i pepela
b) punila iz otpada od pepela
c) Taljeni i umjetni kameni materijali na bazi šljake i pepela
d) Pepeo i šljaka u izgradnji puteva i izolacionim materijalima
e) Materijali na bazi metalurškog mulja
f) Korištenje spaljenih stijena, otpada od pripreme uglja, iskopavanje rude i obogaćivanje
3. Iskustvo u korišćenju otpada iz hemijsko-tehnološke proizvodnje i prerade drveta
a) Primjena šljake iz elektrotermalne proizvodnje fosfora
b) Materijali na bazi otpada koji sadrži gips i željezo
c) Materijali iz šumskog hemijskog otpada i prerade drveta
d) Odlaganje sopstvenog otpada u proizvodnji građevinskog materijala
4. Reference
1. Problem industrijskog otpada i glavni pravci njegovog rješavanja.
a) Industrijski razvoj i akumulacija otpada
Karakteristična karakteristika naučnog i tehničkog procesa je povećanje obima društvene proizvodnje. Brzi razvoj proizvodnih snaga uzrokuje brzo uključivanje sve više prirodnih resursa u ekonomski promet. Stepen njihove racionalne upotrebe, međutim, ostaje, generalno gledano, veoma nizak. Svake godine čovječanstvo koristi oko 10 milijardi tona minerala i gotovo istu količinu organskih sirovina. Razvoj većine najvažnijih svjetskih minerala teče brže nego što se povećavaju njihove dokazane rezerve. Oko 70% industrijskih troškova dolazi od sirovina, zaliha, goriva i energije. Istovremeno, 10...99% sirovine pretvara se u otpad, koji se ispušta u atmosferu i vodena tijela, zagađujući zemlju. U industriji uglja, na primjer, godišnje se generiše približno 1,3 milijarde tona otkrivke i rudničkog kamena i oko 80 miliona tona otpada prerade uglja. Godišnja proizvodnja šljake crne metalurgije je oko 80 miliona tona, obojene 2,5, pepela i šljake termoelektrane 60...70 miliona tona, drvnog otpada oko 40 miliona m³.
Industrijski otpad aktivno utiče na faktore životne sredine, tj. imaju značajan uticaj na žive organizme. Prije svega, ovo se odnosi na sastav atmosferskog zraka. Plinoviti i čvrsti otpad dospijevaju u atmosferu kao rezultat sagorijevanja goriva i različitih tehnoloških procesa. Industrijski otpad aktivno utiče ne samo na atmosferu, već i na hidrosferu, tj. vodena sredina. Pod uticajem industrijskog otpada koncentrisanog na deponijama, deponijama šljake, jalovišta i dr. dolazi do zagađivanja površinskog oticanja na području gde se nalaze industrijska preduzeća. Odlaganje industrijskog otpada u konačnici dovodi do zagađenja voda Svjetskog oceana, što dovodi do naglog smanjenja njegove biološke produktivnosti i negativno utječe na klimu planete. Generisanje otpada kao rezultat aktivnosti industrijskih preduzeća negativno utiče na kvalitet zemljišta. U tlu se nakupljaju prevelike količine spojeva koji štetno djeluju na žive organizme, uključujući kancerogene tvari. U kontaminiranom “bolesnom” tlu dolazi do procesa degradacije i narušava se vitalna aktivnost zemljišnih organizama.
Racionalno rješenje problema industrijskog otpada zavisi od niza faktora: materijalnog sastava otpada, njegovog agregatnog stanja, količine, tehnoloških karakteristika itd. Najefikasnije rješenje problema industrijskog otpada je uvođenje tehnologije bez otpada. Stvaranje bezotpadne proizvodnje provodi se kroz temeljnu promjenu tehnoloških procesa, razvoj sistema zatvorenog ciklusa koji osiguravaju ponovnu upotrebu sirovina. Uz integriranu upotrebu sirovina, industrijski otpad iz nekih industrija je polazna sirovina za druge. Važnost integrisane upotrebe sirovina može se posmatrati sa više aspekata. Prvo, odlaganje otpada omogućava rješavanje problema zaštite okoliša, oslobađanje vrijednog zemljišta koje zauzimaju deponije i skladišta mulja, te eliminaciju štetnih emisija u okoliš. Drugo, otpad u velikoj mjeri pokriva potrebe za sirovinama brojnih prerađivačkih industrija. Treće, integrisanom upotrebom sirovina smanjuju se specifični kapitalni troškovi po jedinici proizvodnje i smanjuje im se rok povrata.
Od industrija koje troše industrijski otpad, najkapacitetnija je industrija građevinskog materijala. Utvrđeno je da se korištenjem industrijskog otpada može pokriti do 40% građevinskih potreba za sirovinama. Upotreba industrijskog otpada omogućava smanjenje troškova proizvodnje građevinskog materijala za 10...30% u odnosu na njihovu proizvodnju od prirodnih sirovina, ušteda na kapitalnim investicijama dostiže 35...50%.
b) Klasifikacija industrijskog otpada
Do danas ne postoji sveobuhvatna klasifikacija industrijskog otpada. To je zbog ekstremne raznolikosti njihovog hemijskog sastava, svojstava, tehnoloških karakteristika i uslova formiranja.
Sav industrijski otpad se može podijeliti u dvije velike grupe: mineralni (anorganski) i organski. Mineralni otpad je od najveće važnosti za proizvodnju građevinskog materijala. Oni čine dominantan udio u cjelokupnom otpadu koji proizvodi rudarska i prerađivačka industrija. Ovaj otpad je proučavan u većoj mjeri nego organski.
Bazhenov P.I. predloženo je da se industrijski otpad u trenutku izdvajanja iz glavnog tehnološkog procesa razvrsta u tri klase: A; B; IN.
Proizvodi klase A (ostaci iz kamenoloma i ostaci nakon obogaćivanja mineralima) imaju hemijski i mineraloški sastav i svojstva odgovarajućih stijena. Opseg njihove primjene određen je njihovim agregatnim stanjem, frakcijskim i hemijskim sastavom, te fizičkim i mehaničkim svojstvima.
Proizvodi klase B su umjetne tvari. Dobivaju se kao nusproizvodi kao rezultat fizičkih i kemijskih procesa koji se odvijaju na uobičajenim ili, češće, visokim temperaturama. Raspon mogućih upotreba za ovaj industrijski otpad je širi nego za proizvode klase A.
Proizvodi klase B nastaju kao rezultat fizičkih i hemijskih procesa koji se odvijaju na deponijama. Takvi procesi mogu biti spontano sagorijevanje, razgradnja šljake i stvaranje praha. Tipični predstavnici ove klase otpada su spaljene stijene.
2. Iskustvo u korišćenju otpada iz metalurgije, industrije goriva i energetike
a) Cementni materijali na bazi šljake i pepela
Najveći dio otpada od proizvodnje metala i sagorijevanja čvrstih goriva formira se u obliku šljake i pepela. Pored šljake i pepela, prilikom proizvodnje metala nastaju velike količine otpada u obliku vodenih suspenzija dispergovanih čestica – mulja.
Vrijedne i vrlo česte mineralne sirovine za proizvodnju građevinskog materijala su spaljene stijene i otpad od prerade uglja, kao i jalovine i otpad od prerade rude.
Proizvodnja vezivnih materijala jedno je od najefikasnijih područja primjene šljake. Veziva za šljaku mogu se podijeliti u sljedeće glavne grupe: šljaka Portland cement, sulfatno-šljaka, krečno-šljaka, šljaka-alkalna veziva.
Šljaka i pepeo se mogu smatrati uglavnom pripremljenim sirovinama. U svom sastavu, kalcijum oksid (CaO) je vezan u različitim hemijskim jedinjenjima, uključujući i u obliku dikalcijum silikata - jednog od minerala cementnog klinkera. Visok nivo pripreme sirovinske mješavine pri korištenju šljake i pepela osigurava povećanu produktivnost peći i ekonomičnost goriva. Zamjena gline šljakom visoke peći omogućava smanjenje sadržaja vapna za 20%, smanjenje specifične potrošnje sirovina i goriva tokom suhe proizvodnje klinkera za 10...15%, a također povećava produktivnost peći za 15%.
Korišćenjem šljake sa malo gvožđa - visoke peći i ferohroma - i stvaranjem redukcionih uslova topljenja, beli cementi se proizvode u električnim pećima. Na bazi ferohrom troske, oksidacijom metalnog kroma u talini, mogu se dobiti klinkeri koji se mogu koristiti za proizvodnju cementa ujednačene i postojane boje.
Sulfatno-šljakovi cementi su hidraulična veziva koja se dobijaju zajedničkim finim mlevenjem granulisane visokopećne troske i sulfatnog učvršćivača - gipsa ili anhidrida sa malim dodatkom alkalnog aktivatora: vapna, portland cementa ili spaljenog dolomita. Najrasprostranjeniji iz grupe sulfatno-šljake je cement od gipsane troske, koji sadrži 75...85% šljake, 10...15% gips dihidrata ili anhidrida, do 2% kalcijum oksida ili 5% portland cementnog klinkera. Visoka aktivacija je obezbeđena upotrebom anhidrita, kalcinisanog na temperaturi od oko 700ºC, i bazične troske sa visokim sadržajem glinice. Aktivnost sulfatno-šljakastog cementa značajno ovisi o finoći mljevenja. Visoka specifična površina (4000...5000 cm²/g) veziva postiže se mokrim mlevenjem. Uz dovoljno visoku finoću mljevenja u racionalnom sastavu, čvrstoća sulfatno-šljakastog cementa nije inferiorna čvrstoći portland cementa. Kao i druga veziva za šljaku, sulfatno-šljakasti cement ima nisku toplinu hidratacije - do 7 dana, što ga omogućuje korištenje u izgradnji masivnih hidrauličnih konstrukcija. To je također olakšano njegovom visokom otpornošću na meke sulfatne vode. Hemijska otpornost sulfatnog šljaka cementa veća je od Portland troske cementa, što ga čini posebno prikladnom u raznim agresivnim uvjetima.
Krečno-šljaka i vapno-pepeo cementi su hidraulična veziva koja se dobijaju zajedničkim mlevenjem granulisane visoke peći šljake ili letećeg pepela iz termoelektrana i vapna. Koriste se za pripremu maltera razreda ne više od M 200. Za regulisanje vremena vezivanja i poboljšanje ostalih svojstava ovih veziva, prilikom njihove proizvodnje dodaje se do 5% gipsanog kamena. Sadržaj vapna je 10%...30%.
Cementi od vapnene troske i pepela inferiorni su po čvrstoći u odnosu na cemente od sulfatne troske. Njihove marke su: 50, 100, 150 i 200. Početak vezivanja treba da nastupi ne ranije od 25 minuta, a završetak najkasnije 24 sata od početka mešanja. Kada se temperatura snizi, posebno nakon 10º C, povećanje čvrstoće se naglo usporava i, obrnuto, povećanje temperature uz dovoljnu vlažnost okoline potiče intenzivno očvršćavanje. Stvrdnjavanje na vazduhu je moguće tek nakon dovoljno dugog stvrdnjavanja (15...30 dana) u vlažnim uslovima. Ove cemente karakterizira niska otpornost na mraz, visoka otpornost na agresivne vode i niska egzotermnost.
Šljako-alkalna veziva sastoje se od fino mljevene granulirane šljake (specifične površine≥3000 cm²/g) i alkalne komponente - jedinjenja alkalnih metala natrijuma ili kalija.
Za dobivanje šljako-alkalnog veziva prihvatljive su granulirane troske različitog mineraloškog sastava. Odlučujući uslov za njihovu aktivnost je sadržaj staklaste faze sposobne za interakciju sa alkalijama.
Svojstva šljako-alkalnog veziva zavise od vrste, mineraloškog sastava šljake, finoće njenog mlevenja, vrste i koncentracije njegovog rastvora alkalne komponente. Sa specifičnom površinom šljake od 3000...3500 cm²/g, količina vode za formiranje testa normalne gustine iznosi 20...30% mase veziva. Čvrstoća šljako-alkalnog veziva pri ispitivanju uzoraka od tijesta normalne gustine je 30...150 MPa. Odlikuju se intenzivnim povećanjem čvrstoće kako u toku prvog mjeseca tako iu narednim periodima očvršćavanja. Dakle, ako je snaga Portland cementa nakon 3 mjeseca. stvrdnjavanje pod optimalnim uslovima prelazi naziv robne marke za oko 1,2 puta, zatim šljaka-alkalno vezivo za 1,5 puta. Prilikom obrade toplinom i vlagom, proces stvrdnjavanja se također ubrzava intenzivnije nego tijekom stvrdnjavanja portland cementa. U normalnim uslovima parenja usvojenim u tehnologiji prefabrikovanog betona, 28 dana. Postiže se 90...120% snage marke.
Alkalne komponente koje čine vezivo djeluju kao aditivi protiv smrzavanja, pa se šljaka-alkalna veziva prilično intenzivno stvrdnjavaju na temperaturama ispod nule.
b) punila iz otpada od pepela
Otpad od šljake i pepela predstavlja bogatu sirovinsku bazu za proizvodnju kako teških tako i lakih poroznih betonskih agregata. Glavne vrste agregata na bazi metalurške šljake su drobljeni kamen i šljaka od troske.
Porozni agregati izrađuju se od gorive troske i pepela, uključujući agloporit, pepeljasti šljunak i ekspandiranu glinu od aluminijevog rastvora.
Učinkovite vrste agregata za teški beton, koji po fizičkim i mehaničkim svojstvima nisu inferiorni u odnosu na proizvod drobljenja gustih prirodnih kamenih materijala, uključuju lomljeni kamen od lijevane troske. U proizvodnji ovog materijala livena vatrogasna tečna šljaka iz lonca za šljaku izliva se u slojevima debljine 200...500 mm na posebne platforme za livenje ili u tarpezoidne jame-rovove. Kada se 2...3 sata drži na otvorenom, temperatura taline u sloju se smanjuje na 800°C, a šljaka kristalizuje. Zatim se hladi vodom, što dovodi do razvoja brojnih pukotina u sloju šljake. Mase šljake na ljevaonicama ili u rovovima miniraju se bagerima, a zatim drobe.
Lijevani drobljeni kamen od šljake karakterizira visoka otpornost na mraz i toplinu, kao i otpornost na habanje. Njegova cijena je 3...4 puta niža od lomljenog kamena od prirodnog kamena.
Šljaka (kočnice) je jedna od najefikasnijih vrsta umjetnih poroznih agregata. Dobija se topljenjem porozne šljake kao rezultat njihovog brzog hlađenja vodom, zrakom ili parom, kao i izlaganjem mineralnim tvarima za stvaranje plina. Od tehnoloških metoda za proizvodnju plovca od troske najčešće se koriste bazenski, mlazni i hidrositni postupci.
Troska goriva i pepeo su najbolja sirovina za proizvodnju vještačkog poroznog agregata – agloporita. To je zbog, prvo, sposobnosti sirovina pepela i šljake, kao i glinenih stijena i drugih aluminosilikatnih materijala, da se sinteriraju na rešetkama strojeva za sinteriranje, i drugo, sadržaja zaostalog goriva u njemu, dovoljnog za sinterovanje. proces. Koristeći konvencionalnu tehnologiju, agloporit se dobiva u obliku drobljenog pijeska. Iz pepela termoelektrana može se dobiti i agloporitni šljunak, koji ima visoke tehničko-ekonomske pokazatelje.
Glavna karakteristika tehnologije agloporitnog šljunka je da se kao rezultat aglomeracije sirovina ne formira sinterirani kolač, već spaljene granule. Suština tehnologije proizvodnje agloporitnog šljunka je da se dobiju granule sirovog pepela veličine čestica od 10...20 mm, polažući ih na rešetke trake za sinterovanje u sloju debljine 200...300 mm i termičku obradu.
Proizvodnja agloprita u poređenju sa konvencionalnom proizvodnjom agloporita karakteriše smanjenje potrošnje procesnog goriva za 20...30%, manja refrakcija vazduha u vakuum komorama i povećanje specifične produktivnosti za 1,5...3 puta. Agloporitni šljunak ima gustu površinsku školjku i stoga se, s gotovo jednakom zapreminskom masom s drobljenim kamenom, razlikuje od njega po većoj čvrstoći i manjoj apsorpciji vode. Procjenjuje se da zamjena 1 milion m³ uvezenog prirodnog drobljenog kamena Agdoport šljunkom iz pepela termoelektrana, samo smanjenjem troškova transporta pri transportu na udaljenosti od 500...1000 km, štedi 2 miliona rubalja. Upotreba agloporita na bazi pepela i šljake termoelektrana omogućava dobijanje lakog betona razreda 50...4000 sa nasipnom težinom od 900 do 1800 kg/m³ uz potrošnju cementa od 200 do 400 kg/m³.
Pepeo šljunak se proizvodi granulacijom pripremljene mešavine pepela i šljake ili letećeg pepela iz termoelektrana, nakon čega sledi sinterovanje i bubrenje u rotacionoj peći na temperaturi od 1150...1250°C. Laki beton približno istih karakteristika kao i kada korištenjem agloporitnog šljunka dobiva se korištenjem pepelnog šljunka. U proizvodnji pepelnog šljunka efikasno je samo ekspandiranje pepela iz termoelektrana sa sadržajem ostatka goriva ne većim od 10%.
Ekspandirana glina je proizvod bubrenja i sinterovanja u rotirajućoj peći granula formiranih od mješavine gline i otpada od pepela i šljake iz termoelektrana. Pepeo može činiti od 30 do 80% ukupne mase sirovina. Uvođenje glinene komponente poboljšava kalupna svojstva punjenja i potiče sagorijevanje ostataka uglja u pepelu, što omogućava korištenje pepela s visokim sadržajem neizgorjelog goriva.
Volumetrijska masa ekspandirane gline aluminij-sol je 400..6000 kg/m³, a tlačna čvrstoća u čeličnom cilindru je 3,4...5 MPa. Glavne prednosti proizvodnje glino-pepelne ekspandirane gline u odnosu na agloporit i pepelni šljunak su mogućnost korištenja pepela termoelektrane sa deponija u vlažnom stanju bez upotrebe uređaja za sušenje i mljevenje te jednostavnija metoda formiranja granula.
c) Taljeni i umjetni kameni materijali na bazi šljake i pepela
Glavne oblasti prerade metalurške i gorive troske, kao i pepela, uz proizvodnju veziva, punila i betona na bazi njih, obuhvataju proizvodnju šljake, livenog materijala i troske, jasenove keramike i krečnjačke opeke.
Vuna od šljake je vrsta mineralne vune koja zauzima vodeće mjesto među termoizolacionim materijalima, kako po obimu proizvodnje, tako i po građevinskim i tehničkim svojstvima. Troska visoke peći našla je najveću primjenu u proizvodnji mineralne vune. Korištenje šljake umjesto prirodnih sirovina ovdje rezultira uštedom do 150 UAH. za 1 t. Za proizvodnju mineralne vune, uz visoke peći, koriste se i kupola, ložišta i šljaka obojene metalurgije.
Potreban omjer kiselih i bazičnih oksida u punjenju osigurava se korištenjem kiselih šljaka. Osim toga, kisele šljake su otpornije na propadanje, što je neprihvatljivo u mineralnoj vuni. Povećanje sadržaja silicijum dioksida proširuje temperaturni opseg viskoznosti, tj. temperaturna razlika unutar koje je moguće formiranje vlakana. Modul kiselosti šljake se podešava unošenjem kiselih ili baznih aditiva u smjesu.
Od taline metalurške i gorive troske lijevaju se razni proizvodi: kamen za popločavanje puteva i podova industrijskih zgrada, cijevi, ivičnjak, antikorozivne pločice, cijevi. Istovremeno sa uvođenjem procesa visoke peći u metalurgiju započela je i proizvodnja livenja šljake. Liveni proizvodi od rastopljene troske ekonomski su povoljniji u odnosu na livenje kamena, približavajući mu se po mehaničkim svojstvima. Volumetrijska masa gustih lijevanih proizvoda od šljake doseže 3000 kg/m³, tlačna čvrstoća je 500 MPa.
Kristali troske su vrsta staklenih kristalnih materijala dobivenih usmjerenom kristalizacijom stakla. Za razliku od druge staklokeramike, sirovine za njih su šljaka iz crne i obojene metalurgije, kao i pepeo od sagorijevanja uglja. Keramika od troske je prvi put razvijena u SSSR-u. Široko se koriste u građevinarstvu kao konstrukcijski i završni materijali visoke čvrstoće. Proizvodnja stakla od troske sastoji se od topljenja stakla od troske, formiranja proizvoda od njih i njihove naknadne kristalizacije. Naknada za proizvodnju stakla se sastoji od šljake, pijeska, aditiva koji sadrže alkalije i drugih aditiva. Najefikasnija upotreba vatrene tečne metalurške šljake, koja štedi do 30...40% sve toplote koja se troši na kuvanje.
Keramika od šljake se sve više koristi u građevinarstvu. Ploče od šljake koriste se za pokrivanje postolja i fasada zgrada, za završnu obradu unutrašnjih zidova i pregrada, te za izradu ograda za balkone i krovove. Šljaka je efikasan materijal za stepenice, prozorske klupice i druge konstrukcijske elemente zgrada. Visoka otpornost na habanje i hemijska otpornost omogućavaju uspešnu upotrebu keramike od šljake za zaštitu građevinskih konstrukcija i opreme u hemijskoj, rudarskoj i drugim industrijama.
Otpad od pepela i šljake iz termoelektrana može poslužiti kao iscrpljujući aditivi koji sadrže gorivo u proizvodnji keramičkih proizvoda na bazi glinenih stijena, kao i kao glavna sirovina za proizvodnju pepelne keramike. Gorivi pepeo i šljaka najčešće se koriste kao aditivi u proizvodnji zidnih keramičkih proizvoda. Za proizvodnju pune i šuplje cigle i keramičkog kamena prvenstveno se preporučuje upotreba pepela niskog topljenja sa tačkom omekšavanja do 1200°C. Kao otpad koriste se pepeo i šljaka koji sadrže do 10% goriva, a 10 % ili više se koriste kao aditivi koji sadrže gorivo. U potonjem slučaju moguće je značajno smanjiti ili eliminirati uvođenje procesnog goriva u punjenje.
Razvijen je niz tehnoloških metoda za proizvodnju pepelne keramike, pri čemu otpad od pepela i šljake iz termoelektrana više nije dodatni materijal, već glavna sirovinska komponenta. Dakle, uz konvencionalnu opremu u tvornicama cigle, opeke od pepela mogu se praviti od mase koja uključuje pepeo, šljaku i natrijum tečno staklo u količini od 3% zapremine. Potonji djeluje kao plastifikator, osiguravajući proizvodnju proizvoda s minimalnom vlagom, što eliminira potrebu za sušenjem sirovine.
Keramika od pepela proizvodi se u obliku presovanih proizvoda od mase koja sadrži 60...80% elektrofilterskog pepela, 10...20% gline i drugih dodataka. Proizvodi se šalju na sušenje i pečenje. Keramika od pepela može poslužiti ne samo kao zidni materijal sa stabilnom čvrstoćom i visokom otpornošću na mraz. Odlikuje se visokom otpornošću na kiseline i niskom habanjem, što omogućava proizvodnju ploča za popločavanje i ceste i proizvoda visoke izdržljivosti.
U proizvodnji pješčano-krečne opeke pepeo termoelektrane koristi se kao komponenta veziva ili punila. U prvom slučaju, njegova potrošnja dostiže 500 kg, u drugom - 1,5...3,5 tona na 1000 komada. cigle Uvođenjem pepela od ugljena potrošnja vapna se smanjuje za 10...50%, a pepeo iz škriljaca sa sadržajem CaO+MgO do 40...50% može u potpunosti zamijeniti vapno u silikatnoj masi. Pepeo u vezivu vapno-pepeo nije samo aktivni silicijumski aditiv, već doprinosi plastificiranju smjese i povećava čvrstoću sirovine za 1,3...1,5 puta, što je posebno važno za osiguranje normalnog rada automatike. slagači.
d) Pepeo i šljaka u izgradnji puteva i izolacionim materijalima
Veliki potrošač gorivnog pepela i šljake je izgradnja puteva, gdje se mješavine pepela i šljake koriste za izradu donjih i donjih slojeva temelja, djelomična zamjena veziva pri stabilizaciji tla cementom i vapnom, kao mineralni prah u asfalt betoni i malteri, kao aditivi u cestovnim cementnim betonima.
Pepeo dobiven sagorijevanjem uglja i uljnih škriljaca koristi se kao punilo za krovne i hidroizolacijske mastike. Smjese pepela i šljake koriste se u cestogradnji neojačane ili ojačane. Nearmirane mješavine pepela i šljake koriste se uglavnom kao materijal za izradu podložnih i nižih slojeva temelja puteva regionalnog i lokalnog značaja. Sa sadržajem ne većim od 16% pepela u prahu, koriste se za poboljšanje premaza tla podvrgnutih površinskoj obradi bitumenom ili emulzijom katrana. Strukturni slojevi puteva mogu se napraviti od mješavine pepela i šljake sa sadržajem pepela ne većim od 25...30%. U šljunkovitim kamenim podlogama preporučljivo je koristiti mješavinu pepela i šljake sa udjelom pepela u prahu do 50% kao dodatak za zbijanje.Sadržaj neizgorelog uglja u otpadu goriva iz termoelektrana koji se koriste za izgradnju puteva ne bi trebao prelazi 10%.
Kao i prirodni kameni materijali relativno visoke čvrstoće, pepeo i šljaka iz termoelektrana se koriste za proizvodnju bitumensko-mineralnih mješavina koje se koriste za izradu konstruktivnih slojeva puteva kategorije 3-5. Crni lomljeni kamen se dobija od gorive troske tretirane bitumenom ili katranom (do 2% masenog udjela). Mešanjem pepela zagrijanog na 170...200°C sa 0,3...2% rastvorom bitumena u zelenom ulju dobija se hidrofobni prah zapreminske mase 450...6000 kg/m³. Hidrofobni prah može istovremeno obavljati funkcije hidro- i toplotnoizolacionog materijala. Upotreba pepela kao punila u mastikama je široko rasprostranjena.
e) Materijali na bazi metalurškog mulja
Nefelinski, boksitni, sulfatni, bijeli i multikalcijumski muljevi su od industrijskog značaja za proizvodnju građevinskih materijala. Količina samo nefelinskog mulja, pogodnog za upotrebu, iznosi preko 7 miliona tona godišnje.
Osnovna primjena muljnog otpada iz metalurške industrije je proizvodnja veziva bez klinkera i materijala na njihovoj osnovi, proizvodnja portland cementa i miješanih cementa. Nefelinski (belitni) mulj, dobijen ekstrakcijom glinice iz nefelinskih stijena, posebno se koristi u industriji.
Pod rukovodstvom P.I. Bazhenov je razvio tehnologiju za proizvodnju nefelinskog cementa i materijala na njegovoj osnovi. Nefelinski cement je proizvod zajedničkog mljevenja ili temeljitog miješanja prethodno usitnjenog nefelinskog mulja (80...85%), vapna ili drugog aktivatora, kao što je portland cement (15...20%) i gips (4.. .7%). Početak vezivanja nefelinskog cementa trebao bi nastupiti najkasnije nakon 45 minuta, kraj - najkasnije nakon 6 sati. nakon zatvaranja, njegove ocjene su 100, 150, 200 i 250.
Nefelin cement je efikasan za maltere za zidanje i gips, kao i za normalne i posebno autoklavne betone. Po plastičnosti i vremenu vezivanja otopine na bazi nefelinskog cementa bliske su krečno-gipsanim otopinama. U betonu normalnog stvrdnjavanja, nefelinski cement daje ocjene 100...200, u autoklaviranom betonu - ocjene 300...500 pri potrošnji od 250...300 kg/m³. Osobitosti betona na bazi nefelinskog cementa su niska egzometrija, što je važno uzeti u obzir pri izgradnji masivnih hidrauličnih konstrukcija, visoka adhezija na čeličnu armaturu nakon obrade autoklavom i povećana trajnost u mineraliziranim vodama.
Po sastavu bliska nefelinskom cementu su veziva na bazi boksita, sulfata i drugih metalurških muljeva. Ukoliko je značajan dio ovih minerala hidratiziran, da bi se ispoljila adstringentna svojstva mulja, potrebno ih je sušiti u rasponu od 300...700°C. Za aktiviranje ovih veziva preporučljivo je uvesti aditivi za kreč i gips.
Muljna veziva spadaju u kategoriju lokalnih materijala. Najracionalnije ih je koristiti za proizvodnju proizvoda za stvrdnjavanje u autoklavu. Međutim, oni se mogu i koristit će u malterima, završnim radovima i proizvodnji materijala sa organskim punilima, poput ploča od vlakana. Hemijski sastav brojnih metalurških suspenzija omogućava im da se koriste kao glavna sirovinska komponenta portland cementnog klinkera, kao i kao aktivni aditiv u proizvodnji portland cementa i miješanih cementa.
f) Korištenje spaljenih stijena, otpada od pripreme uglja, iskopavanje rude i obogaćivanje
Najveći dio spaljenih stijena je proizvod sagorijevanja otpadnih stijena koje prate ležišta uglja. Vrste spaljenih stijena su gliezh - gilin i glineno-pješčane stijene, spaljene u utrobi zemlje tokom podzemnih požara u ugljenim slojevima, i otpadne, izgorjele rudničke stijene.
Mogućnosti korištenja spaljenih stijena i otpada od prerade uglja u proizvodnji građevinskog materijala su veoma raznolike. Spaljene stijene, kao i ostali kalcinirani glineni materijali, aktivni su u odnosu na vapno i koriste se kao hidraulički aditivi u vezivima vapno-pucolanskog tipa, portland cementu, pucolanskom portland cementu i autoklavnim materijalima. Visoka adsorpciona aktivnost i adhezija na organska veziva omogućavaju njihovu upotrebu u asfaltne i polimerne kompozicije. Naravno, spaljene stijene spaljene u utrobi zemlje ili u deponijama rudnika uglja - muljci, alevci i pješčenici - keramičke su prirode i mogu se koristiti u proizvodnji betona otpornog na toplinu i poroznih agregata. Neke spaljene stijene su laki nemetalni materijali, što dovodi do njihove upotrebe kao punila za lake maltere i betone.
Otpad od pripreme uglja je vrijedna vrsta mineraloške sirovine, koja se uglavnom koristi u proizvodnji keramičkih zidnih materijala i poroznih agregata. Hemijski sastav otpada od obogaćivanja uglja blizak je tradicionalnim glinovitim sirovinama. Uloga štetne nečistoće u njima je sumpor sadržan u sulfatnim i sulfidnim spojevima. Njihova kalorijska vrijednost varira u velikoj mjeri - od 3360 do 12600 kJkg i više.
U proizvodnji zidnih keramičkih proizvoda, otpad od obogaćivanja uglja koristi se kao mršavi ili sagorivi aditiv goriva. Prije nego što se unese u keramičko punjenje, grudvasti otpad se drobi. Prethodno drobljenje nije potrebno za mulj čija je veličina čestica manja od 1 mm. Mulj se prethodno osuši do sadržaja vlage od 5...6%. Dodatak otpada pri proizvodnji opeke plastičnom metodom treba biti 10...30%. Uvođenje optimalne količine aditiva koji sadrži gorivo kao rezultat ravnomjernijeg pečenja značajno poboljšava karakteristike čvrstoće proizvoda (do 30...40%), štedi gorivo (do 30%), eliminira potrebu za uvođenjem ugalj u punjenje, i povećava produktivnost peći.
Kao procesno gorivo moguće je koristiti mulj od obogaćivanja uglja sa relativno visokom kalorijskom vrijednošću (18900...21000 kJ/kg). Ne zahtijeva dodatno drobljenje, dobro se raspoređuje po cijelom punjenju kada se izlije kroz rupe za gorivo, što potiče ravnomjerno pečenje proizvoda, i što je najvažnije, mnogo je jeftiniji od uglja.
Od nekih vrsta otpada za obogaćivanje uglja moguće je proizvesti ne samo agloporit, već i ekspandiranu glinu. Vrijedan izvor nemetalnih materijala su povezane stijene iz rudarske industrije. Glavni pravac reciklaže ove grupe otpada je proizvodnja, pre svega, agregata za beton i malter, materijala za izgradnju puteva i šljunka.
Građevinski lomljeni kamen se dobija iz pratećih stena prilikom vađenja gvožđa i drugih ruda. Visokokvalitetne sirovine za proizvodnju lomljenog kamena su neplodni ferruginski kvarciti: rogovi, kvarcit i kristalni škriljci. Drobljeni kamen iz pratećih stijena tokom eksploatacije željezne rude dobija se u postrojenjima za drobljenje i prosijavanje, kao i suvom magnetnom separacijom.
3. Iskustvo u korišćenju otpada iz hemijsko-tehnološke proizvodnje i prerade drveta
a) Primjena šljake iz elektrotermalne proizvodnje fosfora
Poljoprivredni otpad biljnog porijekla je također važan izvor građevinskih sirovina. Godišnja proizvodnja, na primjer, otpada od stabljike pamuka je oko 5 miliona tona godišnje, a zrna lana više od milion tona.
Drvni otpad nastaje u svim fazama njegove sječe i prerade. To uključuje grane, grančice, vrhove, grane, krošnje, piljevinu, panjeve, korijenje, koru i grmlje, koji zajedno čine oko 21% ukupne mase drveta. Prilikom prerade drveta u građu, prinos proizvoda dostiže 65%, ostatak čini otpad u obliku ploča (14%), piljevine (12%), reznica i sitnih predmeta (9%). Prilikom proizvodnje građevinskih dijelova, namještaja i drugih proizvoda od drvne građe nastaje otpad u obliku strugotine, strugotine i pojedinačnih komada drva – cjepova, koji čine do 40% mase prerađene građe.
Za proizvodnju građevinskog materijala i proizvoda od najvećeg su značaja piljevina, strugotine i grudasti otpad. Potonji se koriste kako direktno za proizvodnju lijepljenih građevinskih proizvoda tako i za preradu u industrijsku sječku, a zatim strugotine, drobljeno drvo i vlaknastu masu. Razvijena je tehnologija za dobijanje građevinskog materijala od kore i đubriva, otpadnog proizvoda proizvodnje ekstrakata štavljenja.
Fosforna šljaka je nusproizvod proizvodnje fosfora termičkom metodom u električnim pećima. Na temperaturi od 1300...1500°C, kalcijum fosfat stupa u interakciju s koksnim ugljikom i silicijum dioksidom, što rezultira stvaranjem fosfora i rastaljene šljake. Šljaka se odvodi iz peći u vatrenom tečnom stanju i granulira mokrom metodom. Na 1 tonu fosfora ima 10...12 tona šljake. Velika hemijska preduzeća proizvode i do dva miliona tona šljake godišnje. Hemijski sastav fosforne šljake je blizak sastavu šljake iz visokih peći.
Od fosforno-šljake taline moguće je dobiti šljaku, vunu i livene proizvode. Plovac od troske proizvodi se konvencionalnom tehnologijom bez promjene sastava fosforne troske. Ima nasipnu masu od 600...800 kg/m³ i staklastu, fino poroznu strukturu. Vunu od fosforne šljake karakteriziraju duga tanka vlakna i nasipna gustina od 80...200 kg/m³. Taline fosforne troske mogu se preraditi u liveni lomljeni kamen upotrebom rovovske tehnologije koja se koristi u metalurškim preduzećima.
b) Materijali na bazi otpada koji sadrži gips i željezo
Potražnja industrije građevinskog materijala za gipsanim kamenom trenutno premašuje 40 miliona tona. Istovremeno, potrebe za sirovinama od gipsa mogu se uglavnom zadovoljiti otpadom koji sadrži gips iz hemijske, prehrambene i šumsko-hemijske industrije. Godine 1980. u našoj zemlji proizvodnja otpada i nusproizvoda koji sadrže kalcijum sulfate dostigla je oko 20 miliona tona godišnje, uključujući fosfogips - 15,6 miliona tona.
Fosfogips je otpadni proizvod prerade apatita ili fosforita sumpornom kiselinom u fosfornu kiselinu ili koncentrirana fosforna gnojiva. Sadrži 92...95% gips dihidrata sa mehaničkom dodatkom 1...1,5% fosfor pentoksida i određenu količinu drugih nečistoća. Fosfogips ima oblik mulja sa sadržajem vlage od 20...30% sa visokim sadržajem rastvorljivih nečistoća. Čvrsta faza mulja je fino dispergirana i više od 50% se sastoji od čestica manjih od 10 mikrona. Troškovi transporta i skladištenja fosfogipsa na deponijama iznose do 30% ukupnih troškova konstrukcija i rada glavne proizvodnje.
U proizvodnji fosforne kiseline metodom ekstrakcije hemihidrata, otpadni proizvod je kalcijum sulfat fosfohemihidrat koji sadrži 92...95% - glavnu komponentu gipsa visoke čvrstoće. Međutim, prisustvo pasivizirajućih filmova na površini kristala hemihidrata značajno inhibira ispoljavanje adstringentnih svojstava ovog proizvoda bez posebne tehnološke obrade.
Sa konvencionalnom tehnologijom, gipsana veziva na bazi fosfogipsa su niskog kvaliteta, što se objašnjava velikom potražnjom fosfogipsa za vodom zbog visoke poroznosti hemihidrata kao rezultat prisustva velikih kristala u sirovini. Ako je potreba za vodom običnog građevinskog gipsa 50...70%, onda je za ispitivanje normalne gustine fosfogipsnog veziva bez dodatne obrade potrebno 120...130% vode. Konstrukcijska svojstva fosfogipsa i nečistoća sadržanih u njemu imaju negativan učinak. Ovaj utjecaj se donekle smanjuje mljevenjem fosfogipsa i oblikovanjem proizvoda metodom vibracionog polaganja. U ovom slučaju se povećava kvaliteta fosfogipsnog veziva, iako ostaje niža od kvaliteta građevinskog gipsa iz prirodnih sirovina.
Na MISS-u, na bazi fosfogipsa, dobijeno je kompozitno vezivo povećane vodootpornosti koje sadrži 70...90% α-hemihidrata, 5...20% portland cementa i 3...10% pucolanskih aditiva. Sa specifičnom površinom od 3000...4500 cm²/g, potreba za vodom veziva je 35...45%, vezivanje počinje za 20...30 minuta, završava se za 30...60 minuta, čvrstoća na pritisak je 30...35 MPa, koeficijent omekšavanja je 0,6...0 ,7. vodootporno vezivo se dobija hidrotermalnom obradom u autoklavu mešavine fosfogipsa, portland cementa i aditiva koji sadrže aktivni silicijum dioksid.
U industriji cementa, fosfogips se koristi kao mineralizator prilikom pečenja klinkera i umjesto prirodnog gipsa kao aditiv za regulaciju vezivanja cementa. Dodavanje 3...4% u mulj omogućava vam da povećate koeficijent zasićenja klinkera sa 0,89...0,9 na 0,94...0,96 bez smanjenja produktivnosti peći, povećavate izdržljivost obloge u zoni sinterovanja zbog ujednačenog formiranja stabilnog premaza i dobijanja klinkera koji se lako melje. Utvrđena je pogodnost fosfogipsa za zamjenu gipsa pri mljevenju cementnog klinkera.
Široka upotreba fosfogipsa kao aditiva u proizvodnji cementa moguća je samo kada se osuši i granulira. Sadržaj vlage granuliranog fosfogipsa ne smije prelaziti 10...12%. Suština osnovne sheme granulacije fosfogipsa je dehidratacija dijela originalnog fosfogipsnog mulja na temperaturi od 220...250 °C do stanja rastvorljivog anhidrida, nakon čega slijedi njegovo miješanje s ostatkom fosfogipsa. Kada se fosfoanhidrid pomiješa s fosfogipsom u rotirajućem bubnju, dehidrirani proizvod se hidratizira slobodnom vlagom početnog materijala, što rezultira čvrstim granulama fosfogips dihidrata. Moguća je i druga metoda granulacije fosfogipsa - sa dodatkom za ojačavanje piritnih pepela.
Osim proizvodnje veziva i proizvoda na bazi njih, poznati su i drugi načini reciklaže otpada koji sadrži gips. Eksperimenti su pokazali da dodavanje do 5% fosfogipsa u punjenje tokom proizvodnje opeke intenzivira proces sušenja i pomaže u poboljšanju kvaliteta proizvoda. To se objašnjava poboljšanjem keramičko-tehnoloških svojstava glinenih sirovina zbog prisustva glavne komponente fosfogipsa - kalcijum sulfat dihidrata.
Od otpada gvožđa najviše se koristi piritna pegla. Konkretno, u proizvodnji portland cementnog klinkera koriste se kao korektivni aditiv. Međutim, pepeo koji se troši u industriji cementa čini samo mali dio njihove ukupne proizvodnje u postrojenjima sumporne kiseline koja troše sumporni pirit kao glavnu sirovinu.
Razvijena je tehnologija za proizvodnju cementa sa visokim sadržajem željeza. Polazne komponente za proizvodnju ovakvih cementa su kreda (60%) i piritna pegla (40%). Sirovinska mješavina se peče na temperaturi od 1220…1250º C. Cemente s visokim sadržajem željeza karakteriziraju normalna vremena vezivanja kada se u sirovinsku mješavinu dodaje do 3% gipsa. Njihova tlačna čvrstoća u uslovima očvršćavanja u vodi i vazduhu 28 dana. odgovara razredima 150 i 200, a kada se pari u autoklavu povećava se za 2...2,5 puta. Cementi sa visokim sadržajem gvožđa se ne skupljaju.
Piritna pegla u proizvodnji vještačkih betonskih agregata može poslužiti i kao dodatak i kao glavna sirovina. Uvodi se dodatak piritnog pegla u količini od 2...4% ukupne mase da bi se povećala gasotvorna sposobnost gline pri proizvodnji ekspandirane gline. Tome doprinosi razgradnja ostataka pirita u pepelu na 700...800º C sa stvaranjem sumpor-dioksida i redukcijom željeznih oksida pod uticajem organskih nečistoća prisutnih u glinenim sirovinama, uz oslobađanje gasova. Jedinjenja željeza, posebno u obliku željeza, djeluju kao fluksovi, uzrokujući ukapljivanje taline i smanjenje temperaturnog raspona promjena njegove viskoznosti.
Aditivi koji sadrže željezo koriste se u proizvodnji keramičkih zidnih materijala za smanjenje temperature pečenja, poboljšanje kvalitete i poboljšanje karakteristika boje. Pozitivni rezultati se postižu preliminarnim kalcinacijom pepela radi razlaganja nečistoća sulfida i sulfata, koji prilikom pečenja stvaraju gasovite produkte, čije prisustvo smanjuje mehaničku čvrstoću proizvoda. Efikasno je unošenje 5...10% pegla u šaržu, posebno u sirovinama sa malom količinom fluksa i nedovoljnim sinterovanjem.
U proizvodnji fasadnih pločica polusuhim i shlinker metodama u smjesu se mogu dodati kalcinirani pepelji u količini od 5 do 50% masenog udjela. Upotreba pegla omogućava proizvodnju obojenih keramičkih fasadnih pločica bez dodatnog unošenja šamota u glinu. Istovremeno se temperatura pečenja pločica od vatrostalne i vatrostalne gline smanjuje za 50...100°C.
c) Materijali iz šumskog hemijskog otpada i prerade drveta
Za proizvodnju građevinskog materijala, najvrednije sirovine iz otpada hemijske industrije su šljaka iz elektrotermalne proizvodnje fosfornog, gipsanog i krečnog otpada.
Otpad iz zimsko-tehnološke proizvodnje obuhvata istrošenu gumu i sekundarne polimerne sirovine, kao i niz nusproizvoda iz preduzeća građevinskog materijala: cementnu prašinu, sedimente u uređajima za prečišćavanje vode azbestno-cementnih preduzeća, razbijeno staklo i keramiku. Otpad čini do 50% ukupne mase prerađenog drveta, većina se trenutno spaljuje ili odlaže.
Preduzeća za građevinske materijale koja se nalaze u blizini postrojenja za hidrolizu mogu uspješno koristiti lignin, jedan od najprometnijih hemijskih otpadaka drveta. Iskustvo brojnih fabrika cigle nam omogućava da smatramo lignin efikasnim dodatkom za sagorevanje. Dobro se miješa s drugim komponentama punjenja, ne narušava njegova svojstva formiranja i ne otežava rezanje drva. Najveći učinak njegove upotrebe javlja se kada je vlažnost gline u kamenolomu relativno niska. Lignin utisnut u sirovine ne gori kada se osuši. Gorivi dio lignina potpuno isparava na temperaturi od 350...400º C, njegov sadržaj pepela je 4...7%. Da bi se osigurala standardna mehanička čvrstoća obične glinene cigle, lignin treba uvesti u punjenje za formiranje u količini do 20...25% njegove zapremine.
U proizvodnji cementa lignin se može koristiti kao plastifikator sirovog mulja i intenzifikator za mljevenje sirove mješavine i cementa. Doza lignina u ovom slučaju je 0,2…0,3%. Ukapljivanje hidrolitičkog lignina objašnjava se prisustvom fenolnih supstanci u njemu, koje efikasno smanjuju viskozitet suspenzija krečnjaka i gline. Učinak lignina tokom mljevenja uglavnom je u smanjenju adhezije malih frakcija materijala i njihovog prianjanja na medij za mljevenje.
Drvni otpad bez prethodne obrade (piljevina, strugotine) ili nakon mljevenja (iver, lomljeno drvo, drvena vuna) može poslužiti kao punila u građevinskim materijalima na bazi mineralnih i organskih veziva, koji se odlikuju niskom nasipnom gustinom i toplotnom provodljivošću, kao i kao dobra obradivost. Impregnacija punila za drvo mineralizatorima i naknadno miješanje s mineralnim vezivima osigurava biostabilnost i vatrootpornost materijala na njihovoj osnovi. Opći nedostaci materijala punjenih drvetom su visoka apsorpcija vode i relativno niska vodootpornost. Prema namjeni, ovi materijali se dijele na toplinsku izolaciju i strukturnu i toplinsku izolaciju.
Glavni predstavnici grupe materijala na bazi drvenih punila i mineralnih veziva su drvobeton, fiberboard i beton od piljevine.
Drvobeton je lagani beton na bazi agregata biljnog porekla, prethodno tretiran rastvorom mineralizatora. Koristi se u industrijskoj, civilnoj i poljoprivrednoj gradnji u obliku panela i blokova za izgradnju zidova i pregrada, podnih ploča i građevinskih obloga, termoizolacionih i zvučnoizolacionih ploča. Cijena građevina od drvenog betona je 20...30% niža od onih od cigle. Arbolitne konstrukcije mogu da rade na relativnoj vlažnosti vazduha u zatvorenom prostoru od najviše 75%. Pri visokoj vlažnosti potreban je sloj parne barijere.
Fibrolit, za razliku od drvenog betona, kao punilo i istovremeno komponenta za ojačavanje, uključuje drvenu vunu - strugotine dužine od 200 do 500 mm, širine 4...7 mm. i debljine 0,25...0,5 mm. Drvena vuna se dobija od nekomercijalnog drveta četinara, rjeđe, listopadnog drveća. Vlaknaste ploče karakteriziraju visoka apsorpcija zvuka, laka obradivost, zakucavanje i dobro prianjanje na gipsani sloj i beton. Tehnologija proizvodnje vlaknastih ploča uključuje pripremu drvene vune, njenu obradu mineralizatorom, miješanje sa cementom, prešanje ploča i njihovu toplinsku obradu.
Piljevina beton je materijal na bazi mineralnih veziva i piljevine. To uključuje ksilolit, ksilobeton i neke druge materijale slične njima po sastavu i tehnologiji.
Ksilolit je umjetni građevinski materijal koji se dobiva očvršćavanjem mješavine magnezijevog veziva i piljevine, pomiješane s otopinom magnezijevog hlorida ili sulfata. Ksilolit se uglavnom koristi za postavljanje monolitnih ili montažnih podnih obloga. Prednosti ksilolitnih podova su relativno nizak koeficijent apsorpcije toplote, higijena, dovoljna tvrdoća, niska abrazija i mogućnost raznih boja.
Ksilobeton je vrsta lakog betona čiji je punilo piljevina, a vezivo cement ili kreč i gips; ksilobeton zapreminske mase 300...700 kg/m³ i tlačne čvrstoće 0,4...3 MPa koristi se kao toplotna izolacija, a zapreminske mase 700...1200 kg/m³ i tlačne čvrstoće do 10 MPa - kao konstrukcijski i termoizolacioni materijal.
Laminirano drvo je jedan od najefikasnijih građevinskih materijala. Može biti slojevita ili izrađena od furnira (šperploča, laminirana plastika); masivni od grudnog otpada iz pilane i obrade drveta (paneli, paneli, grede, daske) i kombinovani (fuge ploče). Prednosti laminiranog drveta su niska nasipna gustina, vodootpornost i sposobnost proizvodnje proizvoda složenog oblika i velikih strukturnih elemenata od materijala malih dimenzija. Kod lijepljenih konstrukcija oslabljen je utjecaj anizotropije drveta i njegovih nedostataka, karakteriziraju ih povećana otpornost na glinu i niska zapaljivost, te nisu podložni skupljanju i savijanju. Ljepljene lamelirane drvene konstrukcije često uspješno konkuriraju čeličnim i armiranobetonskim konstrukcijama u pogledu vremena i troškova rada prilikom izgradnje objekata, te otpornosti prilikom izgradnje agresivnog zračnog okruženja. Njihova upotreba je efikasna u izgradnji poljoprivrednih i industrijskih preduzeća, izložbenih i trgovinskih paviljona, sportskih kompleksa, montažnih zgrada i objekata.
Iverica je materijal koji se dobija toplim presovanjem lomljenog drveta pomešanog sa vezivom - sintetičkim polimerima. Prednosti ovog materijala su ujednačenost fizičko-mehaničkih svojstava u različitim smjerovima, relativno male linearne promjene pri promjenljivoj vlažnosti, te mogućnost visoke mehanizacije i automatizacije proizvodnje.
Građevinski materijali na bazi nekog drvnog otpada mogu se proizvoditi bez upotrebe posebnih veziva. Čestice drveta u takvim materijalima se vezuju kao rezultat konvergencije i preplitanja vlakana, njihove kohezivne sposobnosti i fizičko-hemijskih veza koje nastaju prilikom obrade presovane mase pod visokim pritiskom i temperaturom.
Vlaknaste ploče se proizvode bez upotrebe posebnih veziva.
Vlaknaste ploče su materijal formiran od vlaknaste mase nakon čega slijedi toplinska obrada. Otprilike 90% svih ploča od vlakana napravljeno je od drveta. Sirovine su nekomercijalno drvo i otpad iz pilana i drvoprerađivačke industrije. Ploče se mogu dobiti od vlakana likova i drugih vlaknastih sirovina koje imaju dovoljnu čvrstoću i fleksibilnost.
Grupa drvne plastike uključuje: Drvo-laminiranu plastiku - materijal izrađen od furnirskih listova impregniranih sintetičkim polimerom tipa rezole i zalijepljenih zajedno kao rezultat toplinske obrade pritiskom, lignougljikohidratne i piezotermoplastike proizvedene od piljevine visokotemperaturnom obradom presa masa bez uvođenja specijalnih veziva. Tehnologija lignougljikohidratne plastike sastoji se od pripreme, sušenja i doziranja drvenih čestica, oblikovanja tepiha, hladnog presovanja, toplog presovanja i hlađenja bez otpuštanja pritiska. Opseg primjene lignougljikohidratne plastike je isti kao kod drvenih vlakana i ploča od iverice.
Piezotermoplastika se može napraviti od piljevine na dva načina - bez prethodne obrade i uz hidrotermalnu obradu sirovine. Po drugoj metodi, kondicionirana piljevina se obrađuje u autoklavima parom na temperaturi od 170...180ºC i pritisku od 0,8...1 MPa u trajanju od 2 sata.Hidrolizovana presovana masa se delimično suši i pri određenoj vlažnosti, sukcesivno se podvrgava hladnom i toplom presovanju.
Podne pločice debljine 12 mm proizvode se od piezotermoplastike. Polazne sirovine mogu biti piljevina ili usitnjeno drvo četinara i lišćara, vatra od lana ili konoplje, trska, hidrolizirani lignin i dun.
d) Odlaganje sopstvenog otpada u proizvodnji građevinskog materijala
Iskustvo preduzeća u Autonomnoj Republici Krim koja razvijaju krečnjak-školjku za proizvodnju zidnog kamena u komadu pokazuje efikasnost proizvodnje ljuskasto-betonskih blokova od otpadaka od piljenja kamena. Blokovi se formiraju u horizontalnim metalnim kalupima sa zglobnim stranama. Dno kalupa je prekriveno rastvorom školjke debljine 12..15 mm kako bi se stvorio unutrašnji teksturirani sloj. Forma se ispunjava grubim ili sitnozrnim betonom. Tekstura vanjske površine blokova može se stvoriti posebnim rješenjem. Betonski blokovi se koriste za postavljanje temelja i zidova u izgradnji industrijskih i stambenih zgrada.
U proizvodnji cementa, kao rezultat prerade finih mineralnih materijala, stvara se značajna količina prašine.Ukupna količina sakupljene prašine u cementarama može iznositi do 30% ukupne količine proizvedenih proizvoda. Do 80% ukupne količine prašine se emituje sa gasovima iz peći klinkera. Prašina koja se uklanja iz peći je polidisperzni prah, koji u mokroj proizvodnji sadrži 40...70, a u suhoj do 80% frakcija veličine manje od 20 mikrona. Mineraloškim istraživanjima utvrđeno je da prašina sadrži do 20% minerala klinkera, 2...14% slobodnog kalcijum oksida i od 1 do 8% alkalija. Najveći dio prašine sastoji se od mješavine pečene gline i neraspadnutog krečnjaka. Sastav prašine u velikoj mjeri ovisi o vrsti peći, vrsti i svojstvima korištenih sirovina, te načinu sakupljanja.
Glavni pravac odlaganja prašine u cementarama je njena upotreba u samom procesu proizvodnje cementa. Prašina iz komora za taloženje prašine se zajedno sa muljem vraća u rotirajuću peć. Glavna količina slobodnog kalcijum oksida, alkalija i sumpornog anhidrida. Dodavanje 5...15% takve prašine u sirovi mulj uzrokuje njegovu koagulaciju i smanjenje fluidnosti. Sa povećanim sadržajem alkalnih oksida u prašini, smanjuje se i kvaliteta klinkera.
Azbestno-cementni otpad sadrži velike količine hidratiziranih cementnih minerala i azbesta. Kada se peče, kao rezultat dehidracije hidratnih komponenti cementa i azbesta, dobijaju adstringentna svojstva. Optimalna temperatura pečenja je u rasponu od 600…700º C. U ovom temperaturnom opsegu završava se dehidratacija hidrosilikata, razgrađuje se azbest i stvara se niz minerala sposobnih za hidrauličko stvrdnjavanje. Veziva sa izraženom aktivnošću mogu se dobiti miješanjem termički obrađenog azbestno-cementnog otpada s metalurškom šljakom i gipsom. Pločice za oblaganje i podne pločice su izrađene od azbestno-cementnog otpada.
Efikasna vrsta veziva u kompozicijama napravljenim od azbestno-cementnog otpada je tečno staklo. Obložne ploče od mješavine osušenog i praškastog azbestno-cementnog otpada i otopine tekućeg stakla gustine 1,1...1,15 kg/cm³ proizvode se pri specifičnom pritisku presovanja od 40...50 MPa. U suhom stanju, ove ploče imaju nasipnu gustinu od 1380...1410 kg/m³, čvrstoću na savijanje od 6,5...7 MPa i čvrstoću na pritisak od 12...16 MPa.
Termoizolacioni materijali mogu biti izrađeni od azbestno-cementnog otpada. Proizvodi u obliku ploča, segmenata i školjki dobijaju se od spaljenog i usitnjenog otpada uz dodatak kreča, pijeska i gasotvornih sredstava. Gazirani beton na bazi veziva od azbestno-cementnog otpada ima tlačnu čvrstoću od 1,9...2,4 MPa i nasipnu gustinu od 370...420 kg/m³. Otpad iz azbestno-cementne industrije može poslužiti kao punila za tople maltere, asfaltne mastike i asfalt betone, kao i kao punila za beton visoke udarne čvrstoće.
Stakleni otpad nastaje kako u proizvodnji stakla tako i kada se stakleni proizvodi koriste na gradilištima iu svakodnevnom životu. Vraćanje stakla u glavni tehnološki proces proizvodnje stakla glavni je pravac njegove reciklaže.
Jedan od najefikasnijih toplotnoizolacionih materijala - pjenasto staklo - dobija se od praha za staklo sa gasnim generatorima sinterovanjem na 800...900°. Ploče i blokovi od pjenastog stakla imaju zapreminsku masu od 100...300 kg/m³, toplinsku provodljivost od 0,09...0,1 W i tlačnu čvrstoću od 0,5...3 MPa.
Kada se pomiješa sa plastičnim glinama, razbijeno staklo može poslužiti kao glavna komponenta keramičkih masa. Proizvodi iz takvih masa izrađuju se polusuhom tehnologijom i odlikuju se visokom mehaničkom čvrstoćom. Unošenje lomljenog stakla u keramičku masu smanjuje temperaturu pečenja i povećava produktivnost peći. Staklokeramičke pločice se proizvode od punjenja koje sadrži od 10 do 70% razbijenog stakla, usitnjenog u kugličnom mlinu. Masa je navlažena do 5...7%. Pločice se presuju, suše i peku na 750...1000º C. Upijanje vode pločica nije više od 6%. otpornost na mraz više od 50 ciklusa.
Razbijeno staklo se koristi i kao dekorativni materijal u obojenim malterima, otpad od mljevenog stakla može se koristiti kao prah za uljane boje, abraziv za izradu brusnog papira i kao komponenta glazure.
U proizvodnji keramike otpad nastaje u različitim fazama tehnološkog procesa.Sušenje otpada nakon potrebnog mljevenja služi kao dodatak za smanjenje sadržaja vlage u početnom punjenju. Lomljena glinena opeka se nakon drobljenja koristi kao lomljeni kamen u općim građevinskim radovima i u proizvodnji betona. Zdrobljena cigla ima zapreminsku nasipnu masu od 800...900 kg/m³; može se koristiti za proizvodnju betona sipke mase od 1800...2000 kg/m³, tj. 20% lakši od konvencionalnih teških agregata. Upotreba drobljene cigle je efikasna za proizvodnju blokova grubo poroznog betona zapreminske mase do 1400 kg/m³. Količina lomljene cigle je naglo smanjena zbog kontejnerizacije i sveobuhvatne mehanizacije utovara i istovara opeke.
4. Reference:
Bozhenov P.I. Integrisana upotreba mineralnih sirovina za proizvodnju građevinskog materijala. – L.-M.: Stroyizdat, 1963.
Gladkikh K.V. Šljaka nije otpad, već vrijedna sirovina. – M.: Stroyizdat, 1966.
Popov L.N. Građevinski materijali iz industrijskog otpada. – M.: Znanje, 1978.
Bazhenov Yu.M., Shubenkin P.F., Dvorkin L.I. Upotreba industrijskog otpada u proizvodnji građevinskog materijala. – M.: Stroyizdat, 1986.
Dvorkin L.I., Pashkov I.A. Građevinski materijali iz industrijskog otpada. – K.: Škola Vyshcha, 1989.
Ministarstvo nauke i obrazovanja Ukrajine Kijevski nacionalni univerzitet za građevinarstvo i arhitekturu Katedra za nauku o građevinskim materijalima Sažetak na temu: „Upotreba sekundarnih proizvoda u proizvodnji građevinskog materijala