ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ В КАЧЕСТВЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1

• Авторы
• Файлы

Самусева М.Н. Шишелова Т.И. Кокряцкий С.Ю. Суслов Н.Е. Тимофеев К.В. Статья в формате PDF 295 KB В Европе использование техногенных отходов в стройиндустрии - обычная пpaктика: они широко применяются в производстве кирпича, строительных конструкций, при устройстве дорожного полотна. Ежегодно до 6 млн. тонн золы уноса (продукта сгорания угля) используется в качестве добавки к цементу как альтернатива природным материалам, при изготовлении цементного клинкера, растворов, бетонов, бетонных блоков. В Германии полностью продают и используют золу уноса, что приносит немалые доходы. В США государство обязывает использовать золы ТЭС в бетонах и растворах для экономии цемента и улучшения качества материалов.

Известно, что в России ежегодно в результате деятельности ТЭС образуется около 30 млн. тонн золошлаков, из них на ТЭЦ ОАО «Иркутскэнерго» - 1,5 млн. тонн, а применяется в производстве стройматериалов не более 10%.

В России разработано более 300 различных технологий переработки золошлаков. По мнению специалистов, использование побочного продукта ТЭС - золы, шлака, золошлаковой смеси, отходов металлургической промышленности в качестве добавок к цементу, в производстве бетонов, стеновых материалов позволит сократить потрeбление цемента на 50% от его годового объема, а при определенных условиях полностью заменять традиционные нерудные строительные материалы искусственными. Важно, что можно организовать производство изделий с минимальным расходом цемента, а при применении высококальциевых зол вовсе отказаться от цемента, значительно улучшить эксплуатационные свойства бетонов и увеличить их долговечность.

Перспективным направлением утилизации золошлаковых минералов является перевод золы уноса в гранулированное состояние. Технологически процесс грануляции отработан как в России, так и за рубежом. Имеется отечественное оборудование - тарельчатые грануляторы. В процессе грануляции 85-90% золы уноса, вода и 5-10% цемента тщательно перемешиваются, затем как снежные комочки накатываются гранулы. При этом легко достигается получение нужных размеров и необходимой прочности гранул. Получается зольный гравий. Зольный гравий может использоваться как заменитель природного гравия при сооружении дорог, плотин, в производстве бетона. При этом за счет меньшего удельного веса и низкой теплопроводности зольного гравия, бетонные изделия будут легче и с меньшей теплопроводностью.

Существующие технологии производства цементных вяжущих веществ являются весьма трудоемкими и энергоемкими процессами, включающими добычу материала из недр земли, его обогащение и многоступенчатую обработку (дробление, помол, сушка, обжиг и снова помол). Все это приводит к высокой стоимости цементных вяжущих и бетонов на их основе. Затраты на производство безцементного вяжущего из компетентных источников в 3-4 раза меньше, чем затраты на получение цемента по традиционной технологии.

В мировой и отечественной пpaктике разработано много различных составов и технологий композиционных и смешанных вяжущих (в том числе и бесцементных) и бетонов на основе зол ТЭС и других промышленных отходов, однако их качественные, экологические и экономические показатели, а также энергоемкость производства не соответствует современным требованиям. Объемы накопленных золошлаков в России специалистами оцениваются в 1,5 млрд. тонн, из них на золоотвалах ТЭЦ ОАО «Иркутскэнерго» - около 80 млн. тонн. Запасы вторичных минеральных ресурсов (BMP) начинают превосходить традиционные ресурсы. Это обуславливает необходимость создания новых составов и технологий вяжущих материалов преимущественно из ВМР, к которым относятся и золошлаки.

Современное строительство и, прежде всего, возведение многоэтажных зданий и сооружений из бетона и железобетона нуждается в цементах повышенной прочности. Отсюда вытекает необходимость создания принципиально новых вяжущих компонентов и более эффективных ресурсо- и энергосберегающих технологий. Этим требованиям во многом отвечают шлакощелочные цементы (ШЩЦ), разработка которых началась еще в конце 50-х годов.

Для производства таких цементов пригодны шлаки доменных, мартеновских, электротермофосфорных печей, а также шлаки цветной металлургии, зола-унос, шлак, золошлаки и пр., лишь бы по составу это были силикатные и алюмосиликатные расплавы. Важно, что все это - не природное невозобновляемое сырье, а крупнотоннажные отходы существующих производств. Технология получения шлакощелочных вяжущих не только ресурсосберегающая, но и энергосберегающая. Единственная энергоемкая операция при получении шлакощелочных вяжущих - помол шлаков, при этом удельная поверхность частиц должна составить 3000-3500 см²/г, как у классического портландцемента марки 400. В цементе главное действующее начало - оксид кальция, в шлакощелочных вяжущих - соединения щелочных металлов. Изделия из шлакощелочных цементов и бетонов успешно используются за рубежом в различных конструкциях и сооружениях промышленного, сельскохозяйственного и других видов строительства.

---