🔍 Поиск готовых работ

🔍 Поиск работ

Использование золошлаковых материалов при производстве тротуарной плитки

Работа №202032

Тип работы

Дипломные работы, ВКР

Предмет

материаловедение

Объем работы149
Год сдачи2023
Стоимость4900 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
15
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


РЕФЕРАТ 9
ВВЕДЕНИЕ 14
1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 17
1.1 Происхождение исходного сырья 17
1.2 Виды тротуарной плитки 21
1.3 Характеристики тротуарных плит 23
1.4 Технологии производства тротуарной плитки 27
1.5 Постановка задачи исследования 40
2. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ 42
2.1 Характеристика объектов исследования 42
2.1.1 Портландцемент 42
2.1.2 Мелкий заполнитель 44
2.1.3 Наполнитель зола-уноса 44
2.2 Методика определения фракционного состава 45
2.3 Методика получения строительных изделий 46
2.4 Методика подбора состава мелкозернистого бетона 47
2.5 Методика расчет состава мелкозернистого бетона 51
2.6 Методика определения предела прочности при изгибе 54
2.7 Методика определения предела прочности при сжатии 55
2.8 Методика определения водопоглощения 56
2.9 Методика определения истираемости 58
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 62
3.1 Определение фракционного состава золы 62
3.2 Химический состав золы 64
3.3 Рентгеновская дифрактограмма 66
3.4 Определение компонентного состава мелкозернистого бетона 70
3.5 Определение предела прочности образцов при изгибе 71
3.6 Определение предела прочности образцов на сжатие 73
3.7 Определение водопоглощения, открытой пористости и кажущейся
плотности образцов 75
3.8 Определения истираемости образцов 79
3.9 Обсуждение результатов 81
4 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ 84
4.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 84
4.1.1 Анализ конкурентных технических решений 84
4.1.2 SWOT-анализ 86
4.2 Планирование научно-исследовательских работ 89
4.2.1 Структура работ в рамках научного исследования 89
4.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ и разработка
графика проведения 90
4.3 Бюджет научно-технического исследования 94
4.3.1 Расчет материальных затрат научно-технического исследования 95
4.3.2 Расчет амортизации специального оборудования 96
4.3.3 Основная заработная плата исполнителей темы 97
4.3.4 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) ... 99
4.3.5 Накладные расходы 100
4.3.6 Бюджет НИР 100
4.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 101
5 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 106
5.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности . 107
5.1.1 Специальные правовые нормы трудового законодательства 107
5.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны
исследователя 108
5.2 Производственная безопасность 108
5.2.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые может создать
объект исследования 109
5.2.2 Неподвижные режущие, колющие, обдирающие, разрывающие
части твердых объектов 110
5.2.3 Производственные факторы, связанные с электрическим током,
вызываемым разницей электрических потенциалов, под действие которого попадает работающий 111
5.2.4 Повышенный уровень локальной вибрации 112
5.2.5 Повышенный уровень шума 113
5.2.6 Производственные факторы, связанные с отсутствием или
недостатком необходимого искусственного освещения 114
5.2.7 Производственные факторы, обладающие свойствами
психофизиологического воздействия на организм человека (активное наблюдение за ходом производственного процесса, монотонность труда, перенапряжение анализаторов) 119
5.2.8 Аэрозоли преимущественно фиброгенного действия 120
5.3 Экологическая безопасность 121
5.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 122
5.4.1 Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект
исследований 122
5.4.2 Анализ возможных ЧС, которые могут возникнуть в лаборатории
при проведении исследований 122
5.4.3 Анализ наиболее типичных ЧС, которые могут возникнуть в
лаборатории при проведении исследований 123
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 126
Список использованной литературы 129
1. Vibrated concrete and sidewalk slabs based on them in modern construction. 138
2. Modifiers for vibro-pressed concretes 141
3. The increase in durability of vibro-pressed concrete paving slabs 144
4. The methods for studying the properties of raw materials and concrete
pavement slabs 148
References 151

На данный момент в Российской Федерации действует 179 теплоэлектростанций (ТЭС), работающих на угольном топливе, что составляет порядка 30 % мощностей всех ТЭС. Утилизируется и используется всего лишь 10 % золошлаковых отходов (ЗШО), остальные 22,5 миллионов тонн ежегодно складируются на золоотвалах угольных ТЭС в дополнение к накопленным ранее 1,5 миллиардов тонн [1].
Современные проблемы переработки золошлаковых отходов зачастую поднимаются на всех уровнях власти: на общегосударственном уровне, ведомственном и корпоративном. В феврале 2019 года Комитетом по энергетике Государственной думы РФ было проведено собрание на тему «Законодательное регулирование использования золошлаковых отходов угольных ТЭС». В ходе этого заседания было озвучено мнение, что несмотря на то, что актуальная проблема утилизации и полезного использования ЗШО, которая связана с экономикой и экологией страны, обсуждается уже почти 20 лет, проблема продолжает оставаться одной из животрепещущей в энергетической отрасли [2].
Ситуация с переработкой и применением ЗШО в промышленности фактические не улучшается, так как использование золошлаков находится на минимальном уровне, а именно: меньше 2,5 млн. тонн в год или не более 10 % от объема годового выхода отходов. В рамках брифинга было подчеркнуто, что лишь в ряде регионов (Новосибирской, Кемеровской и Иркутской областях) уже имеются практические результаты по эффективной утилизации и переработке золы и шлака, их применению в качестве сырья и материалов в отраслях строительства, сельского хозяйства и изготовлении строительной продукции.
Экология больших городов ухудшена, в том числе, и из-за городских площадей, занятых золоотвалами.
По имеющимся данным [3] - в других странах переработка и использование ЗШО координируется в рамках национальных и международных ассоциаций, таких, как Европейская ассоциация продуктов сжигания угля, Американская ассоциация угольной золы, Германская ассоциация по маркетингу минеральных продуктов.
Транспортировка и захоронение накапливаемых объемов ЗШО с применением традиционных гидравлических систем в России имеет негативные экологические аспекты: потребление воды, занятие и загрязнение земель, образование сточных вод, влияние на грунтовые воды, потенциальное загрязнение воздуха при пылении золоотвалов.
Поэтому для радикального повышения уровня экологической безопасности тепловой электростанции решение проблемы утилизации ЗШО - обязательное условие. В странах Евросоюза «наилучшим доступным методом» обращения с ЗШО признано их полезное использование.
Стоит отметить, что сами золоотвалы не выносятся за территорию городов и, как правило, находятся в непосредственной близости от ТЭЦ, соединяясь с ней системами трубопроводов для подачи отработанной оборотной воды в смеси с золами (гидропульпы).
Существующая проблема утилизации техногеннных продуктов и отходов заводов по производству химического сырья выработки энергии обостряется с каждым годом. Для этих отходов отводятся лишние гектары земли для хранения. К примеру, Томская ГРЭС-2 за время своей работы организовала 2 золоотвала.
Первый золоотвал - в 1973 году в долине реки Ушайки. К 2003 было насчитано около 450 тыс. тонн золошлака на территории в 35,8 га. Второй - в 1986 году в долине реки Малой Киргизки. К 2003 году было насчитано около 1251 тыс. тонн на 60,9 га [3].
На тепловых электростанциях нашей страны используются многие виды топлива, однако основная масса зол и шлаков (96-97 %) образуется при сжигании углей и горючих сланцев. Зольная часть присутствует в любом растении, но ее содержание, как правило, не превышает 1 %. При захоронении отмерших растений происходит одновременное внесение в пласт зерен песка, частиц глины и других примесей.
В процессе углефикации растительных остатков летучие удаляются и относительное содержание негорючей (зольной) части увеличивается. Одновременно в результате окисления органических соединений серы возникают минеральные новообразования в виде сульфидов железа и марганца. Важной причиной повышения зольности твердого топлива служит разубоживание угля и сланца при разработке месторождения - включение в добытую продукцию прослоек негорючих пород, находящихся внутри пласта угля, в его кровле и подошве [4].
Рядовое топливо, отгружаемое потребителям, представляет собой весьма неоднородный продукт. Одним из главных компонентов минеральной части углей и сланцев, определяющих возможности и условия практического применения топливных отходов, является оксид кальция карбонатных минералов (кальцита, доломита).
Решением данной проблемы является рациональное и эффективное использование золошлаковых материалов в строительной отрасли, в частности, в данной магистерской диссертации будет рассмотрена возможность производства тротуарной плитки с применением золошлаковых материалов.
Актуальность работы связана с расширением сырьевой базы для производства тротуарного камня в Сибирском регионе и частичным снижением экологической нагрузки от золоотвалов за счет сокращения их объемов в случае реализации крупномасштабного производства тротуарного камня на основе высококальциевой золы.
Изготовление плитки из золы-уноса более выгодно и технологически удобно - исключаются процессы добычи, дробления и измельчения, нет необходимости добавления цемента.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!


Основные научные результаты, выводы и рекомендации, полученные при выполнении исследований, заключаются в следующем:
1) В результате проведенных исследований изложены научно обоснованные технические и технологические решения. Обоснованы мероприятия по снижению техногенного влияния на природную среду. Разработан подход переработки техногенных отходов.
2) Исследован процесс вибролитья тротуарной плитки с использованием золы до 30% Северской ТЭЦ.
3) Определены физико-химические и физико-механические свойства исходных порошков цемента и золы: фракционный состав, суммарный объем пор, прочность на раздавливание в статических условиях.
4) Проведены испытания полученных образцов тротуарной плитки с содержанием золы до 30% на порочность при изгибе.
При содержании золы в образцах равной 10 %, прочность бетона при изгибе возрастает по сравнению с контрольными образцами (0%) на 27,4%.
При содержании золы в образцах равной 20 %, прочность бетона при изгибе возрастает по сравнению с контрольными образцами (0 %) на 18 %.
И, соответственно, при содержании золы в образцах равной 30 %, прочность бетона при изгибе возрастает по сравнению с контрольными образцами (0 %) на 7,3 %.
5) Проведены испытания полученных образцов тротуарной плитки с содержанием золы до 30% на порочность при сжатии.
При содержании золы в образцах равной 10 %, прочность бетона на сжатие возрастает по сравнению с контрольными образцами (0 %) на 25,4 %.
При содержании золы в образцах равной 20 %, прочность бетона на сжатие возрастает по сравнению с контрольными образцами (0 %) на 9,8 %.
И, соответственно, при содержании золы в образцах равной 30 %, прочность бетона на сжатие возрастает по сравнению с контрольными образцами (0 %) на 2 %.
Также проведены исследование образцов тротуарной плитки на определение водопоглощения и пористость.
В контрольных образцах, а также в образцах с содержанием золы 10 % водопоглощение, и открытая пористость почти не изменяются, а в образцах с содержанием золы 20 и 30 % идет увеличение открытой пористость на 19 и на 42 %, соответственно.
При введении золы взамен цемента макроструктура бетона не изменяется, объем цементного камня остается постоянным. Микроструктура в раннем возрасте ухудшается, т.к. цемент разбавляется добавкой и пористость цементного камня увеличивается.
По результатам проделанной научно-исследовательской работы можно рекомендовать золу, являющуюся отходом производства ТЭЦ, в качестве добавки-наполнителя для получения тротуарной плитки,при этом количество золы может быть не более 30 % без потери физико-механических характеристик, удовлетворяющих классу и марке бетонных изделий.
В результате написания «Финансовый менеджмент, ресурсоэффек- тивность и ресурсосбережение» раздела в дипломной работе можно сделать следующие выводы:
1. В ходе планирования для научного руководителя и инженера был разработан график реализации этапа работ, который позволяет оценивать и планировать рабочее время исполнителей;
2. Для оценки затрат на реализацию проекта разработан проектный бюджет, который составляет 473107,3руб.;
3. Исходя из расчетов, представленных в данном разделе, следует заметить, что наилучшем исполнением считается текущий проект. В данном варианте решения поставленной задачи в работе сравнительная эффективность более чем в последних двух исполнениях это свидетельствует тому, что в данном варианте наблюдается оптимальное обеспечение материалами и специальным оборудованием, необходимым для решения и оформления данной работы.
Следовательно, достигается наилучшая эффективность проделанного проекта. Данный проект конкурентоспособный в области ресурсоэффектив- ности и ресурсосбережения.
В социальной ответственности были рассмотрены все возможные опасные и вредные факторы, которые возникают приэксплуатации бетоносмесителя и вибростола.
Были рассмотрены мероприятия по обеспечению минимального воздействия производственных факторов на рабочего, а также на окружающую среду. Приведены меры безопасности при типичной ЧС, которые должны выполняться сотрудниками данного высшего учебного заведения.
Результаты данной работы можно использовать как практическую информацию и рекомендацию при переработке техногенного сырья.



1. Андреева Н.Г. Проблемы утилизации золошлаковых отходов ТЭЦ и возможные пути их решения // Ползуновский вестник. - 2020. - №4-2. - С. 164 - 166.
2. ГОСТ 25818-91. Золы-уноса тепловых электростанций для бетонов. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2019. - 12 с.
3. Ватин Н.И., Петросов Д.В., Калачев А.И., Лахтинен П. Применение зол и золошлаковых отходов в строительстве // Инженерно-строительный журнал. - Санкт-Петербург, 2011. - №4. - С. 16 - 21.
4. Виноградов Б.Н, Высоцкая О.Б. Методы оценки качества зол ТЭС / Химия твердого топлива. - Москва, 1990. - № 4. - С. 139 - 143
5. Фоменко Н.А. Применение окисленных бурых углей для повышения экологической безопасности утилизации золошлаковых отходов // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук, Москва, 2019.
6. Калачёв А. И. Комплексная система утилизации ЗШМ // Консорциум Феникс, июнь 2017. - С. 32
7. О.В. Афанасьева, Г.Р. Мингалеева, А.Д. Добронравов, Э.В. Шам- сутдинов. Комплексное использование золошлаковых отходов // Проблемы энергетики, 2015, № 7-8.
8. И.М. Щадов, И.И. Шестакова. Физико-химические свойства бурых углей восточной сибири и забайкальского края // Иркутский государственный технический университет, 2012
9. Е. А. Пичугин. Аналитический обзор накопленного в российской федерации опыта вовлечения в хозяйственный оборот золошлаковых отходов теплоэлектростанций // ФГБУ УралНИИ «Экология, Пермь, 2019.
10. ГОСТ 25818-91. Зола-уноса тепловых электростанций для бетонов. Технические условия. Введ. 01.07.1991. М.: Изд-во стандартов, 1992.
11. ГОСТ 25592-91. Смеси золошлаковые тепловых электростанций для бетонов. Технические условия. Введ. 01.07.1991. М.: Изд-во стандартов, 1992.
12. Дмитриев И.И., Кириллов А.М. Золошлаковые отходы в составе бетона // СтройМного, 2017. №3 (8)
13. Рекомендации по проектированию золошлакоотвалов ТЭС // НИИ Атомтеплоэлектропроект, Ленинград, 1986
14. Ф.Л. Капустин, В.М. Уфимцев. Российские стандарты по использованию золошлаков теплоэнергетики в производстве строительных материалов. Материалы II научно-практического семинара «Золошлаки ТЭС: удаление, транспорт, переработка, складирование», Москва, 23-24 апреля 2009 г. — М.: Издательский дом МЭИ, 2009. С. 57 - 64.
15. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве: Гигиенические нормативы. —М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2006. — 15 с.
...64


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ