Аннотация 2
Введение 5
1 Характеристика отходов из стекла и их влияние на окружающую
среду 7
1.1 Влияние стклобоя на окружающую среду 7
1.2 Способы утилизации стеклобоя 8
1.2 Анализ проблем переработки стеклобоя 12
2 Технологии переработки стеклобоя в бетон 16
2.1 Основные материалы для получения бетонов из стеклобоя 16
2.2 Анализ технологии переработки стеклобоя на ООО «ЭкоТэк» 22
2.3 Предложение технологического решения для переработки стеклобоя..25
2.4 Преимущество добавки стекла в бетон 27
3 Технология получения бетонных блоков с добавлением стеклобоя 35
3.1 Схема получения стеклоблоков 35
3.2 Расчет материального баланса 37
4 Экологическая и экономическая эффективность 44
4.1 Экономический эффективность 44
4.2 Экологический эффективность 45
Заключение 47
Список используемых источников 49
Среди всего многообразия техногенных отходов, значительная часть приходится на бой стекла, а между тем он является эффективным вторичным ресурсом, который может быть использован в строительной индустрии для получения связующих, бетонов и их изделий, что будет способствовать получению как экономического, так и экологического эффектов.
«Возможность использования стеклобоя при производстве строительных материалов различного назначения доказана перечнем исследований, проводимых в разные годы во многих научноисследовательских организациях и ведущих технических вузах Российской Федерации».
Наиболее распространенным способом утилизации стеклобоя является технология изготовления бетона. В статье подчеркнуто, что использование стеклобоя позволяет получить бетоны с характеристиками, превосходящими по прочности обычные бетоны на песчаном заполнителе. Такое увеличение прочности будет достигаться за счет поверхностной кристаллизации крупного заполнителя. Кроме того, в статье говорится о возможности использования тонкодисперсного стекла, но уже в виде вяжущего или с дальнейшей переработкой в пеностекло. Экспериментально установлено, что мелкие и крупные фракции стекла применять нецелесообразно по причине большей вероятности протекания силикатнощелочной реакции, однако ее можно подавить при помощи добавок или путем предварительной термообработки.
Бетон - это искусственный камень, состоящий из четырех основных компонентов: воды, цемента, мелких и крупных заполнителей. Бетон - композиционный материал, получаемый в результате формования и твердения рационально подобранной бетонной смеси.
«Увеличение объемов производства бетона и железобетона невозможно без увеличения количества заполнителей. При среднегодовом объеме производства бетона и железобетона более 60 млн м3 (в том числе более 20 млн м3 сборного и более 40 млн м3товарного) и строительных растворов 20-25 млн м3, потребность в нерудном заполнителе составляет более 50 млн м3 (или более 65 млн т), в мелком заполнителе 50-55 млн м3 (или более 70 млн т)».
Актуальностью данной выпускной квалификационной работы является утилизация отходов стеклобоя с дальнейшим его применением в качестве заполнителя для бетона.
Целью представленной работы будет уменьшение негативного воздействия на окружающую среду отходов стекла путем его вторичного использования в качестве заполнителя для бетонов, а также предложение технического решения при подготовке стеклобоя нужной фракции.
Задачи:
• провести анализ проблем образования стеклобоя;
• проанализировать действующую технологию по переработке стеклобоя;
• предложить технологическое решение по использованию стеклобоя в качестве заполнителя бетона;
• провести расчет материального баланса.
• провести расчет экономической и экологической эффективности.
В представленной выпускной квалификационной работе исследуется вопрос проблемы утилизации стеклобоя путем его использования в заполнителе для бетонов.
Наиболее перспективным способом утилизации стеклобоя за счет индустрии строительных материалов представляется получение связующего и бетонов на его основе, твердеющих при температуре, не превышающей 90° С.
В работах были проанализированы условия развития щелочесиликатной реакции в бетонах и установлено, что на результат взаимодействия цементного материала с наполнителем из стеклобоя влияет: - степень дисперсности стекла; - использование аморфного кремнезема в качестве активной дисперсной гидравлической добавки; - химическая модификация стекла, заключающаяся в удалении ионов Na+ с поверхности в процессе ионообменной модификации поверхности. Авторами [1, 12-13]
экспериментально установлено что, размер разрушений и как следствие снижение прочности цементной матрицы, зависит от степени дисперсности вводимого стеклобоя.
Используемая технология переработки стеклобоя не позволяет добиться его нужной фракции для дальнейшего использования в смесях для приготовления стеклоблоков. В следствии этого было предложено технологическое решение модернизации существующей технологии. Рассчитанный материальный баланс доказал эффективность использования стеклобоя определенных фракций в изготовлении стеклолоков..
Исходя из ГОСТ 6133-99 полученное нами значение (209,4кгс/см2) соответствует требованиям, в которых бетонные блоки должны иметь прочность на сжатие не меньше 150кгс/см2, также рассчитана экономическая (экономия 30909,6 руб. при замещении цемента на 15% стеклобоя при постройке здания размером 100м2) и экологическая эффективность (утилизация 2916кг стеклобоя для постройки помещения 100м2).
Проведен расчет прочности бетона на сжатие, который показал, что исходя из ГОСТ 6133-99 полученное нами значение соответствует требованиям, в которых бетонные блоки должны иметь прочность на сжатие не меньше 150кгс/см2 .
Оптимальное использование стеклянных отходов заключается в применении их в качестве заполнителя для бетона. Наиболее эффективное применение - крупный заполнитель или сырье для переработки в пеностекло.
Технико-экономическая эффективность применения строительных композитов на основе стеклобоя обусловливается тем, что компоненты, используемые в качестве составных частей композиций, являются отходами промышленных производств. В соответствии с этим стоимость сырьевых материалов оказывается значительно ниже стоимости сырья для производства аналогичных изделий, на основе широко используемых в строительстве связующих и заполнителей.
Следовательно, строительные материалы на основе стеклобоя - инновационная продукция, внедрение в производство которой может принести существенный экономический и экологический эффект. Энергосберегающая технология изготовления материалов на основе стеклобоя чрезвычайно проста, не требует специального оборудования и позволяет организовать производство на свободных площадях действующих предприятий стройиндустрии без существенных капиталовложений.
