Строительные материалы

Стройматериалы из отходов

Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

Бережное и рациональное использование природных ресурсов в настоящее время приобретает особое значение. Решение этой актуальной народнохозяйственной проблемы предполагает разработку эффективных безотходных технологий за счет комплексного использования сырья, что одновременно приводит и к ликвидации огромного экологического ущерба, оказываемого «кладбищами» отходов. Само понятие «отходы производства и потребления» для многих материальных продуктов становится условным. Они превращаются в ценное, порой даже дефицитное сырье.

В то же время многие отходы промышленности и городского хозяйства, представляющие большой практический интерес, остаются недостаточно востребованными по разным причинам. В этом плане популяризация возможных направлений применения отходов и достигаемого при этом эффекта имеет важное значение. Литература по проблеме промышленных отходов и их применению, в том числе и для производства строительных материалов, достаточно обширна. В то же время, по нашему мнению, актуальной является подготовка работ, имеющих обобщающий характер. К таким работам в определенной мере авторы относят данную книгу, имеющую характер справочного пособия.

В данном пособии сделана попытка обобщить основные направления применения отходов промышленности как ценных материальных ресурсов в производстве строительных материалов.

Книга базируется на пособиях, подготовленных авторами ранее, в первую очередь на учебном пособии Л.И. Дворкина и И.А. Пашкова «Строительные материалы из промышленных отходов» (Киев: Вища школа, 1989). Одноименный курс авторы в течение ряда лет читают студентам Национального университета водного хозяйства и природопользования (Украина).

Авторы отдают себе отчет в том, что в сравнительно небольшой книге трудно осветить богатейший опыт по использованию промышленных отходов как техногенного сырья. Этот опыт непрерывно обогащается и постоянно подтверждает, что абсолютное большинство отходов промышленного производства и городского хозяйства, в конечном счете, отходами не являются, поскольку успешно могут заменить природные ресурсы, а во многих случаях по своим качественным показателям являются уникальным сырьем.

Авторы благодарны рецензентам — доктору технических наук, профессору В.Н. Деревянко и доктору технических наук, профессору В.И. Калашникову за ценные замечания, которые были учтены при подготовке книги к изданию.

 В проблеме рациональной утилизации промышленных отходов в единый узел сплелись вопросы охраны окружающей среды и ресурсосбережения.

В настоящее время на предприятиях горнодобывающей, металлургической, химической, деревообрабатывающей, энергетической, строительных материалов и других отраслей промышленности Российской Федерации ежегодно образуется около 7 млрд т отходов. Используется же лишь около 2 млрд т, или 28% от общего объема. В связи с этим в отвалах и шламохранилищах страны накоплено около 80 млрд т только твердых отходов. Под полигоны для их хранения ежегодно отчуждается около 10 тыс. га пригодных для сельского хозяйства земель.

Годовой экономический ущерб от загрязнения окружающей среды отходами производства и потребления оценивается на уровне 10% валового внутреннего продукта.

Наиболее рациональным направлением утилизации промышленных отходов является их использование как техногенного сырья при получении различного вида продукции и прежде всего строительного назначения.

Так как строительство потребляет около трети всей массы продукции материального производства, материальные ресурсы составляют более половины всех затрат на производство строительно-монтажных работ.

Решение проблемы ресурсосбережения в строительстве возможно при комплексном использовании технических, организационных, экономических факторов и ускорении научно-технического прогресса.

Важнейший резерв ресурсосбережения в строительстве —- это широкое использование вторичных материальных ресурсов, которыми являются отходы производства и потребления. Объем промышленных отходов увеличивается более высокими темпами, чем общественное производство, и имеет тенденцию к опережающему росту. Только на удаление их и складирование расходуется в среднем 8—10% стоимости основной производимой продукции.

Использование промышленных отходов обеспечивает производство богатым источником дешевого и часто уже подготовленного сырья; приводит к экономии капитальных вложений, предназначенных для строительства предприятий, добывающих и перерабатывающих сырье, и повышению уровня их рентабельности; высвобождению значительных площадей земельных угодий и снижению степени загрязнение окружающей среды. Повышение уровня использования промышленных отходов является важнейшей задачей государственного значения.

Одно из наиболее перспективных направлений утилизации промышленных отходов — их использование в производстве строительных материалов, что позволяет до 40% удовлетворить потребности в сырье, этой важнейшей отрасли промышленности. Применение отходов промышленности позволяет на 10—30% снизить затраты на изготовление строительных материалов по сравнению с производством их из природного сырья, экономия капитальных вложений при этом составляет 35—50%.

На основе применения отходов промышленности возможно развитие производства не только традиционных, но и новых эффективных строительных материалов. Новые материалы обладают комплексом улучшенных технических свойств и в то же время характеризуются наименьшей ресурсоемкостью как в процессе производства, так и при применении.

Одним из важнейших материальных ресурсов, необходимых для производства строительных материалов, является топливо. В последние годы проблема повышения эффективности использования топлива, его экономного расходования приобрела особую актуальность в связи с ростом его потребления на технологические нужды, увеличением затрат на его добычу.

На производство неметаллических строительных материалов и конструкций ежегодно расходуется около 50 млн т условного топлива. Для снижения расхода топлива применяют промышленные отходы. В ряде, случаев промышленные отходы можно рассматривать как полуфабрикаты, при получении которых уже затрачен определенный объем топлива. Так, при получении 1 кг металлургических шлаков расходуется более 1260 кДж теплоты, топливных зол и шлаков — 600— 840 кДж. Часть промышленных отходов может содержать значительное количество топливных остатков (например, в золе их содержится иногда до 20—30%).

Масштабы применения промышленных отходов в производстве строительных материалов в России, так же как и в других развитых странах мира, неуклонно увеличиваются. Некоторые виды отходов, как, например, доменные гранулированные шлаки, пользуются большим спросом в настоящее время и используются полностью. Передовые металлургические предприятия перешли практически на безотвальную работу.

В России накоплен положительный опыт создания комбинированных производств. Это производства глинозема, содопродуктов и портландцемента на основе нефелиновых шламов и известняков, легированного чугуна и глиноземистого цемента и др.

Значительно меньше, чем доменные, используются пока сталеплавильные шлаки. Объем их использования составляет около 65%. Незначителен уровень применения шлаков цветной металлургии. Утилизируется лишь около 15% объема золошлаковых отходов энергетической промышленности, которые наряду с металлургическими шлаками можно отнести к наиболее значительным сырьевым ресурсам для промышленности строительных материалов. Неудовлетворителен пока уровень использования отходов деревообрабатывающей, химической, нерудной и ряда других отраслей промышленности.

Развитие и совершенствование производства строительных материалов, повышение их экономической эффективности на современном этапе в значительной степени будут определяться рациональностью использования сырьевых ресурсов, полнотой вовлечения в производство отходов различных отраслей промышленности.

В основе безотходных производств лежит идея комплексного использования сырья. Академик А.Е. Ферсман в свое время писал: «Комплексная идея есть идея в корне экономическая, создающая комплексные ценности с наименьшей затратой средств и энергии, это идея не только сегодняшнего дня, это идея охраны наших природных богатств от хищнического расточения, идея использования сырья до конца, идея возможного сохранения наших природных запасов на будущее». Научно-технический прогресс полностью подтверждает исключительную важность комплексного использования сырьевых материалов.