Экология строительных материалов

Способы  отчистки почвы

• Физические способы включают:

1. механическое удаление загрязнителей вместе с породой и вывоз их в места складирования;

2. удаление загрязнителей фильтрующим потоком жидкости (промывка, дренаж, откачка и др.);
3. создание экрана из обожженных грунтов;
4. аэродинамическое воздействие для удаления газообразных экотоксикантов.

• Для очистки загрязненных грунтов от тяжелых металлов, нитратов, фенолов, радионуклидов и т.п. успешно применяются электрохимические способы, в основе которых лежит воздействие на них постоянным электрическим током, при этом различные экотоксиканты мигрируют к катоду или аноду и затем извлекаются из грунта.

• Для химических способов очистки используют химические реакции между загрязнителями и вводимыми в грунт смолами, жидким стеклом, битумами и др. В результате создаются защитные экраны-барьеры для тех или иных загрязнителей.
• Очень эффективны биологические способы очистки, основанные на поглощении загрязнителей микроорганизмами, растениями, грибками и т.п., и их последующем удалении. Эти способы отличаются экологической чистотой и высокой эффективностью даже при низких концентрациях экотоксикантов.
• Фитомелиорация. Суть метода заключается в подборе наиболее терпимых данному загрязнителю видов растений. Кроме устойчивости к экотоксикантам, они должны выполнять и другую важную экологическую функцию – по возможности очищать почвы и грунты от загрязняющих веществ, т.е. фитомелиорировать их.

8.2 Рациональное использование строительных материалов

 

Рациональное использование леса в строительстве

Древесина на сегодняшний день представляет собой  достаточно ценный строительный материал. Причем его стоимость постоянно  увеличивается. Это объясняется  тем, что деревьев становится все  меньше и меньше. Вырубка древесины  в больших масштабах является настоящим бичом экологии не только нашего государства, но и всего мира. Молодые деревья попросту не успевают вырастать. Так что такое положение  вещей – это настоящая проблема, требующая немедленного решения. Залогом  успеха в этом случае является более  рациональное использование древесины  в промышленности в целом и  в строительстве в частности. И каждый человек осознает, что  он в силах помочь обществу в решении  этой проблемы, то в ближайшем будущем  ситуация исправится.

 

С другой стороны древесина – это настолько  дорогой строительный материал, что  его перерасход невыгоден и самим  людям. Ведь зачем, как говорится, платить  больше. Для уменьшения количества отходов во время строительства  нужно прибегнуть к помощи рационального  использования леса в строительстве. Именно здесь кроется успех в  решении этой проблемы. Итак, как  же это работает. Прежде всего, нужно  точно оценить необходимое количество строительных материалов и их вид. Так, например, если вы строите дом из оцилиндрованного бревна, то нужно точно определить количество бревен, их диаметр и длины. Естественно, что, например, при необходимой длине бревна четыре метра, лучше покупать пятиметровой, а не шестиметровое изделие. То же качается и других строительных материалов из дерева. В целях экономии сырье для его обработки нужно использовать исключительно современные инструменты, которые обеспечивают наименьшее количество таких отходов, как стружка и опилки. Использование устаревшего оборудования не даст желаемого результата.

 

Итак, древесину  нужно расходовать экономно. Все  об этом знают, но, к сожалению, далеко не все это делают. И только высококлассное планирование, а также использование  новейших технологий и передового оборудования способно изменить эту достаточно плачевную  на сегодняшний день ситуацию.

 

Преимущества использования техногенного сырья

Вторичные ресурсы - все отходы производства и  потребления, которые в соответствии с состоянием науки и техники  могут быть использованы в народном хозяйстве.

• резко сокращаются объемы добычи дефицитных природных строительных материалов;
• утилизируется и химически прочно связывается огромное количество загрязняющих окружающую среду промышленных отходов;
• освобождаются ценные земельные участки, отчуждаемые под хвосто- и шламохранилища и др.

 

Виды  техногенного сырья

• Зола и золошлаковые  отходы
• Доменные, мартеновские и ферросплавные шлаки
• Шахтные терриконики
• Стеклобой
• Отходы обогащения асбеста и отходы асбестоцементного производства
• Отходы камнепиления и дробления
• Фосфогипс
• Древесные отходы
• Макулатура и вторичные текстильные материалы
• Полимерные материалы
• Изношенные шины
• Алюминийсодержащие отходы
• Нефелиновый шлам
• Пиритные огарки
• Отходы строительной реконструкции
• Отходы нефтяной и нефтехимической, гидролизной промышленности
• Органические отходы сельскохозяйственного производства

Рассмотрим  преимущества использования техногенного сырья на примере «Фосфогипса»

В настоящее  время в мире накоплено значительное количество фосфогипса, который является отходом производства фосфорной кислоты и других фосфорных удобрений по «мокрой» технологии. В состав фосфогипса входят такие элементы, как Ca, Mg, F, Р, Si. Содержание в фосфогипсе сопоставимо с количеством природном гипсе, поэтому более рациональным представляется использование фосфогипса в качестве строительных материалов. К сожалению, он содержит значительные количества вредных примесей и его структура отличается от структуры природного гипса. Это создает трудности в применении фосфогипса как строительного материала. Поэтому до сих пор основным методом утилизации фосфогипса является захоронение его на свалках.

 

В данной работе представлен разработанный  нами в КНР один из вариантов технологии переработки фосфогипса в строительный гипс. Для получения гипсостружечных или гипсоволоконных плит в фосфогипс добавляют растительные волокна и иные добавки и с помощью «полусухой технологии» получается материал, который обладает рядом ценных свойств, и его производство экономически целесообразно.

 

Применение  фосфогипса для получения строительного материала

 

Исследованный фосфогипс не представляет радиационной опасности по стандарту для использования в строительных материалах. В некоторых странах фосфогипс применяется для улучшения свойств почвы. Кроме этого, фосфогипс используется как строительный материал, например, в качестве добавок при производстве цемента, а также как строительный гипс и т.п. .

 

Использование фосфогипса для производства строительного гипса вместо природного гипса требует решения ряда проблем. Для того чтобы строительный гипс обладал нужными свойствами и не представлял вреда человеку, обычно применяют предварительное промывание фосфогипса водой. Промывкой из фосфогипса можно удалить растворимые примеси и органические соединения, однако такой метод имеет недостатки, связанные с большими капитальными затратами, высокими затратами энергии, образованием большого объема загрязненных промывных вод и т.д.

 

 

 

В данной работе рассматривался химический состав фосфогипса, на основании которого были исследованы технологические стадии процесса обработки фосфогипса и добавления растительных волокон и прочих веществ в фосфогипс с получением гипсостружечных или гипсоволоконых плит . Технологическая схема переработки состоит из следующих этапов:

 

1) измельчение  фосфогипса в порошок;

 

2) корректировка  свойств фосфогипса с помощью добавления гидроксида кальция и других веществ в количестве 10-20%, перемешивание и выдержка в течение 24 ч;

 

3) добавление  к фосфогипсу двойного объема воды, перемешивание, отстаивание, удаление с поверхности маслянистого слоя; процедура повторяется до тех пор, пока слой на поверхности не перестанет появляться, причем отделенная вода может использоваться повторно;

 

4) высушивание  фосфогипса в сушильной камере при постепенном повышении температуры до 170-190 °С и выдерживание при этой температуре в течение 2 ч, затем самостоятельное охлаждение.

 

5. выдержку образовавшейся b - фазы гипса в течение 3-5 суток, в результате чего безводный гипс частично превращается в

6) смешивание  растворенных в воде специальных  добавок с растительными волокнами  и добавление полученной смеси  в продукт обработки фосфогипса; при этом требуется соблюдения точных стехиометрических соотношений и гомогенности перемешивания.

 

7) равномерное  распределение образовавшейся смеси  на стальной подложке с защитным  слоем. 

 

8) холодная  прессовка смеси до определенной  толщины, и выдержка смеси в  течение 4 ч под давлением.

9) сохранения  полученных плит в течение  12 ч.

 

10) сушка  плит от 6 до 8 ч при температуре  60-80 °С.

 

11) механическая  обработка плит для придания  им нужной формы.

 

В результате всех названных процедур из фосфогипса образуется изделие композиционного материала.

 

Из табл. 8.1 видно, что прочность плит из фосфогипса, не обработанного водой, близка к прочности плит из природного гипса, а при добавлении соответствующих модификаторов их можно использовать на производстве.

 

 

 

 

Табл 8.1

 

Выводы

 

Строительные  свойства плит, изготовленных на основе фосфогипса с добавками растительных волокон и некоторых других веществ сравнимы со свойствами плит из природного гипса с добавками.

 

В качестве внутренних строительных материалов эти  плиты в течение длительного время сохраняют свои характеристики. Такая простая и надежная технология производства фосфогипса строительных элементов является достаточно эффективным и рациональным способом использования отхода.

 

 

 

 

9. Перечень нормативных документов

 

Перечень ГОСТов.

 

ГОСТ 7251-77 «Линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове. Технические условия»)

 

ГОСТ 4.200-78. Строительство. Система показателей качества продукции

 

ГОСТ 30108-94. Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной  активности естественных радионуклидов

 

 

ГОСТ 8848-63 (Государственный стандарт) устанавливает единицы, наиболее характерные  для указанных областей измерений  с учетом специфики протекающих  физических процессов. Согласно этому  ГОСТу плотность потока ионизирующих частиц, или квантов, измеряется в  част.(квант)/сек • м2, интенсивность излучения в Вт/м2, поглощенная доза — в Дж/кг, а мощность поглощенной дозы — в Вт/кг. В приложении к ГОСТу дано определение единицы поглощенной дозы, согласно которому Дж/кг — это поглощенная доза, при которой энергия, равная 1 Дж, передана массе в 1 кг облученного вещества независимо от вида излучения. Экспозиционная доза рентгеновского и гамма-излучения измеряется в ки/кг. Причем ки/кг — это такая экспозиционная доза рентгеновского и гамма-излучения, при которой сопряженная корпускулярная эмиссия на один килограмм сухого атмосферного воздуха производит в воздухе ионы, несущие заряд, равный одному кулону электричества каждого знака. ГОСТ 8848-63 допускает также использование некоторых внесистемных единиц и их производных. Такими единицами являются единица экспозиционной дозы рентгеновского и гамма-излучения — рентген — и единица поглощенной дозы — рад. Необходимо иметь в виду, что по стандарту разрешается применять единицы экспозиционной дозы к/кг и Р (рентген) для излучения с энергией квантов, не превышающей 3 МэВ.

 

ГОСТ 19433-88. Грузы опасные. Классификация  и маркировка

 

ГОСТ 30247.0-94 «Конструкции строительные. Методы испытаний  на огнестойкость. Общие требования».

 

ГОСТ 30247.1-94 «Конструкции строительные. Методы испытаний  на огнестойкость. Несущие и ограждающие  конструкции».

 

ГОСТ 30403-96 «Конструкции строительные. Метод определения  пожарной опасности».

ГОСТ Р ИСО 14001-98  Системы управления окружающей средой. Требования и руководство по применению

ГОСТ Р ИСО 14004-98 «Системы управления окружающей средой. Общие руководящие указания принципам, системам и средствам обеспечения функционирования

 

Перечень СНиПов.

 

СНиП 2.01.02-85* «ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ НОРМЫ.»

 

СНиП 21-01-97* «СТРОИТЕЛЬНЫЕ  НОРМЫ И ПРАВИЛА ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ»

СНиП 10-01-94  .Система нормативных документов в строительстве. Основные положения.

СНиП 82-01-95  Разработка и применение норм и нормативов расхода материальных ресурсов в строительстве. Основные положения.