 |
Проблема утилизации стройотходов в городском хозяйстве Москвы
|
|
|
|
В Москве проблема утилизации некондиционных железобетонных конструкций,
скапливавшихся на территории заводов ЖБИ наиболее остро встала в 70-х годах.
Только на предприятиях системы Моспромстройматериалы при годовом выпуске 6,5
млн. м3 сборного железобетона объем некондиции достигал до 60—70
тыс. м3 в год. Для утилизации недостаточно было применять серийные
или даже усиленные традиционные дробильные установки, поскольку переработке
подлежали в основном крупногабаритные изделия размером до 6,0х3,0 м (панели
наружных и внутренних стен, перекрытий, лестничные марши, плотики и др.), либо
длиной до 24 м (балки, фермы, колонны, сваи, опоры освещения, трубы и др.).
Перед CKTБ АО “Моспромстройматериалы” была поставлена задача создания не
имеющего аналога в мировой практике оборудования, которое позволило бы без
предварительной разделки перерабатывать такие изделия. После проведения
большого объема опытно-конструкторских работ специалистами СКТБ были
разработаны несколько вариантов установок, основанных на едином принципе. На
специальную колосниковую решетку укладывается изделие, подлежащее
утилизации. Мощный рычажный гидропресс с ножом на всю ширину железобетонного
изделия шириной 1—3 м (в зависимости от прочности бетона) разрушает бетон и
продавливает его через эту решетку. При этом высвобождается арматура, которая
остается на колосниковой решетке. Последовательными повторными циклами
работы ножа стационарного пресса по мере передвижения колосниковой решетки с
изделиями (в других вариантах - подвижного пресса по отношению к
стационарной колосниковой решетке) перерабатывается вся панель. После
|
|
|
агрегата конструкции СКТБ куски бетона размерами до 200 мм проходят через
вторичную щековую дробилку малой мощности для додрабливания и получения
щебня, который можно использовать в дорожном строительстве и для
изготовления низкомарочных бетонов.
Учитывая положительный опыт московской стройиндустрии. Госстрой СССР в 1984
г. принял решение о серийном выпуске подобных машин, но, к сожалению, оно не
было реализовано. СКТБ также не получило возможности продолжить их
усовершенствование, разработать более производительную установку, отвечающую
требованиям переработки не только некондиции заводов ЖБИ, но и больших
объемов строительных отходов, продуктов сноса домов и сооружений. В
последующие годы наша страна все больше отставала от темпов развития этой
отрасли на Западе.
Только в 1995 г. интерес к этой проблеме снова был пробужден в связи с острой
необходимостью сноса физически и морально устаревшего жилого фонда —
пятиэтажных домов первого периода индустриального строительства.
Разработанная московским правительством программа реконструкции и сноса
пятиэтажек предусматривает на первом этапе снос домов, не подлежащих
реконструкции. Общий объем строительных отходов в Москве в 1997 г. по данным
ГП “Промотходы” составил 415,6 тыс. т бетона и железобетона, 38,1 тыс. т.
кирпича, 154,1 тыс. т. асфальта.
Ни в Москве, ни в других городах России не выделяется достаточно средств для
постройки перерабатывающих комплексов. Хотя их создние запланировано. Кроме
того, никак не решается задача утилизации других видов стройотходов, кроме
кирпича и железобетона — стеклобой, линолеум, битумные покрытия, пластмассы,
санстройкерамика, древесина, пластмассы, пакетирования высвобождаемой
стальной арматуры и др.
В настоящее время отсутствует координация работ в этой области как на
московском уровне, так и на общегосударственном, хотя проблема переработки
|
|
|
мусора, безусловно, имеет государственное значение. Необходимо преодолеть
сложившееся отставание в создании и освоении выпуска необходимого
оборудования, в развитии сети перерабатывающих комплексов.
Для успешной работы действующих и создаваемых вновь комплексов необходимо
создать отсутствующую сегодня нормативную базу, строго регламентирующую
обязанности строительных фирм-подрядчиков по предварительной сортировке и
вывозу стройотходов на комплексы по переработке, наличие в сметах на
строительные работы расходов на утилизацию отходов взамен вывоза и
депонирования их на свалках, контроля за соблюдением этих нормативов со
стороны городской инспекции. Для создания устойчивого рынка сбыта продукции
необходимо разработать нормы на использование вторичного щебня, в частности,
предусмотреть его применение в дорожном строительстве. Следует рассмотреть
возможность введения налоговых льгот для подобных предприятий, деятельность
которых напрямую связана с решением экологических проблем.
Отсутствие такой нормативно-законодательной базы уже сейчас создает
трудности у действующих комплексов с получением исходного материала из-за
слабой заинтересованности строителей в вывозе отходов именно на
перерабатывающие комплексы. Это также не способствует привлечению иностранных
инвесторов, хотя интерес к этому имеется. Например, обладающая большим опытом
работы в Берлине фирма “Femmann” ищет партнеров для создания совместного
предприятия по сносу сооружений и переработке стройотходов, предлагая свое
оборудование и технологию.
Но в строительном комплексе важно решить не только проблему переработки
собственно строительных отходов, но и проблему переработки отходов других
отраслей промышленности, поскольку они являются источником дешевого и
качественного сырья.
Наиболее важным и перспективным направлением решения проблемы использования
вторичных продуктов промышленности является их применение в строительстве и
в производстве строительных материалов.
Особенно большие объемы отходов образуются в горнообогатительной,
|
|
|
металлургической, энергетической, машиностроительной, химической, лесной и
деревообрабатывающей отраслях народного хозяйства.
В строительной индустрии накоплен значительный положительный опыт
использования вторичных продуктов is производстве вяжущих материалов,
плотных и пористых заполнителей для бетонов разных видов, в производстве
керамических, автоклавных, теплоизоляционных и других строительных
материалов и изделий. Однако он не носит системный характер.
Имеется опыт использования отходов металлургической промышленности. Общий
объем утилизации шлаков черной металлургии составляет около 60 %,
несколько лучше перерабатываются доменные шлаки — порядка 80 %. Вместе с
тем, использование вторичных продуктов промышленности развивается медленно,
что приводит к скоплению этих отходов. Так, например, в отвалах
металлургических предприятий Урала, Сибири и центральной части России
скопилось более 450 млн. т доменных сталеплавильных шлаков.
Ежегодно в отвалы отправляется дополнительно более 30 млн. т. шлака. При
этом следует учесть резкое падение объемов производства цемента — основного
потребителя отхода металлургической промышленности. Производство
портландцемента и 1990 г. составляло 90 млн. т, а в 1995 г. — всего лишь 37
млн. т.
С высокой эффективностью (на 30—50 %) шлаки могут быть использованы в
качестве заполнителя для бетона вместо щебня, полученного из природного
сырья. Удельные капитальные вложения в производство литого шлакового щебня в
2—3 раза меньше, чем щебня из горных пород, шлаковой пемзы в 1,5—2 раза
меньше, чем керамзита, минераловатных изделий из огненно-жидких шлаков в 1,6
раза меньше, чем соответствующих изделий из горных пород.
В настоящее время в России слабо внедряются результаты прежних научных
разработок в части использования отходов производств в строительстве и
производстве строительных материалов, практически не ведутся новые
исследования. В то же время только в тепловой энергетике выход золошлаковых
|
|
|
отходов ежегодно составляет около 90 млн. т и хотя эти вторичные продукты
отличаются непостоянным химическим и минеральным составом, золошлаковые
отходы могут широко использоваться для изготовления многих видов
строительных материалов, в частности, портландцемента. Применение
золошлаковых отходов ТЭС в бетонах и растворах дает экономию цемента до 20—30
%, использование горелых шахтных пород в производстве глиняного кирпича не
только улучшает его качество, но и снижает расход топлива на обжиг.
Объектом особого внимания в целях сохранности окружающей среды являются
техногенные продукты машиностроительного комплекса — стоки
гальванических производств, представляющие собой в основном растворимые
соли цинка, железа, никеля, меди и других элементов, а также взвешенные
частицы нерастворимых соединений и органических примесей.
Огромное количество отходов гальванопроизводства ежедневно после
нейтрализации направляются на захоронение, так как их переработка для
отрасли обременительна. В то же время ионы тяжелых металлов (хрома, никеля,
меди, кадмия, цинка и др.), попадая в окружающую среду, вредно влияют на все
живое, нарушают регуляцию процессов жизнедеятельности организмов. Проблема
обезвреживания гальваноотходов в мировой практике не решена.
Неблагополучно обстоят дела с использованием отходов угледобычи. При
разработке рудных и угольных месторождений ежегодный объем вскрышных пород
достигает сотен миллионов кубометров, однако, их широкое использование в
строительстве еще не организовано. Существенным резервом увеличения
производства и снижения себестоимости нерудных строительных материалов
является использование отходов углеобогащения и горнорудной
промышленности.
До 90-х годов текущего столетия учеными и научными организациями России
выполнен большой объем НИР по комплексному использованию вскрышных пород,
отходов угле- и рудообогащения. Многие из работ доведены до опытно-
промышленного применения, однако, внедрение результатов научно-технических
разработок в последние годы резко сократилось.
Проблемой отходов промышленности занимаются не только в нашей стране, но и
во всем мире. В настоящее время в мире и в России отсутствует единый
комплексный подход к проблеме переработки и использования вторичного сырья и
отходов промышленности в строительстве. Эта проблема имеет большое
народнохозяйственное значение также и в плане сохранности окружающей среды.
Проблема утилизации отходов в Российской Федерации ставит на повестку дня
|
|
|
целый блок вопросов, решить которые можно только в совокупности, привлекая
специалистов разного профиля: технологов по производству строительных
материалов, медиков, экологов и экономистов.
Для выбора оптимального научного решения по утилизации отходов необходимо
иметь сведения о характеристике объекта; определении отхода, как сырьевого
ресурса (состав, наличие); предполагаемые направления использования;
технические решения по принятому варианту; народнохозяйственный эффект в
сферах производства и потребления.
Итак, как уже было сказано выше, многие отходы (древесные, стекольные,
бумажные, резинотехнические, кожевенные, полимерные, люминесцентные лампы,
гальваношламы, отработанные кислоты и щелочи) могут быть использованы в
производстве строительных материалов.
Промышленность строительных материалов является наиболее емкой отраслью из
отраслей-потребителей промышленных отходов. Это объясняется крупными
масштабами производства строительных материалов. Кроме того, многие отходы по
своему составу и свойствам близки к природному сырью, используемому
различными отраслями промышленности строительных материалов, однако
значительно дешевле, чем добыча природного.
Ниже приведены некоторые технологии по переработке отходов промышленности,
разработанные отделом вторичных материальных ресурсов Московского
Государственного унитарного предприятия "Промотходы".
Строительные материалы из древесных отходов
Лишь шестая часть всех древесных отходов перерабатывается на технологическую
щепу для целлюлозно-бумажной промышленности и промышленности строительных
материалов, в основном древесно-стружечные плиты (ДСП).
В связи с ужесточением экологических требований применение ДСП ограничено,
так как для их изготовления используют, как правило, токсичные связующие. В
то же время ДСП обладают высокими техническими свойствами и сужение области
их применения создает определений дефицит в материалах с аналогичными
свойствами. Поэтому в последнее время особое внимание уделяется разработке
строительных материалов на основе отходов деревообработки и экологически
чистых вяжущих материалов. Таким материалом является магнезиальное вяжущее,
затворенное бишофитом (хлористым магнием).
Изделия на основе древесных отходов и магнезиального вяжущего могут
применяться для отделки стен и потолков, устройства полов, изготовления
столярных изделий.
Технология их изготовления проста и мало чем отличается от изготовления ДСП
традиционным способом. Основное технологическое оборудование - пресс горячего
прессования.
Теплоизоляционные и отделочные материалы
из бумажных отходов
Многотоннажные отходы целлюлозно-бумажной промышленности (скоп) последнее
время все чаще привлекают внимание исследователей и производственников.
Имея в своем составе целлюлозу и каолин, эти отходы (при некоторой
модификации химическими добавками) могут быть использованы для изготовления
теплоизоляционных, отделочных и конструктивно-теплоизоляционных материалов и
деталей.
Долгое время использование скопа сдерживалось его высокой влажностью (до 96%)
и необходимостью больших энергозатрат при изготовлении строительных
материалов. Теперь, благодаря разработанным методам сушки материалов токами
высокой частоты, этот вопрос частично может быть решен.
Теплоизоляционные материалы
из резинотехнических отходов
Проблема переработки и вторичного использования шин имеет важное
экологическое и экономическое значение. Такие шины являются источником
длительного загрязнения окружающей среды. После снятия их с эксплуатации они,
как правило, скапливаются на территориях автохозяйств. Наибольшую опасность,
особенно для городов, представляет неконтролируемое сжигание изношенных
автопокрышек, поскольку при их горении в атмосферу выделяется целый ряд
вредных веществ, а почвенный слой загрязняется токсичными жидкими продуктами
сгорания.
По ориентировочным данным в Москве и Московской области ежегодно выходит из
эксплуатации около 50 тыс. т шин. Часть из них перерабатывается в резиновую
крошку, которая применяется в различных отраслях промышленности.
С использованием резиновой крошки можно изготовлять теплоизоляционный материал.
Технология изготовления теплоизоляционного материала основывается на
дозировке сырья, его перемешивании и формовании плит при небольшом
уплотнении.
Теплоизоляционный материал
на основе кожевенных отходов
Применяемые технологические процессы переработки кожи характеризуется
образованием значительного количества отходов (50% исходного сырья), в том
числе - более 20% хромовой стружки. В целом по стране общее количество
кожевенных отходов составляет более 400 тыс. т, из которых 100 тыс. т
вывозятся в отвалы.
Значительную часть кожевенных отходов составляют дубленые отходы - хромовая
стружка, обрезь и кожевенная пыль. В состав отходов входят также белок (70-
75% коллагена), соединения хрома (5-6%), жирующие вещества, красители,
минеральные примеси.
Для изготовления строительных материалов могут быть использованы кожевенные
отходы в виде стружки. В качестве связующего были опробованы жидкое стекло,
синтетические смолы, каучуковые латексы, белковые клеи, отходы полиэтилена.
Жидкое стекло можно использовать лишь при небольших концентрациях, в
противном случае происходит образование комков.
Карбамидные смолы невозможно применять внутри помещений.
Каучуковые латексы создают пленку на поверхности кожи.
Использование белковых клеев и отходов полиэтилена дало положительный результат.
Дорожная плитка
из отходов нефтешламов
К многотоннажным отходам относятся осадки и шламы, образующиеся при очистке
сточных вод промышленных предприятий, в частности нефтешлам.
Так, нефтешлам Войковских очистных сооружений (Москва), образующийся в
результате очистки сточных вод, поступающих с расположенных рядом
предприятий, приближенно можно отнести к очень мелким, сильнозагрязненным
пескам.
При совместном помоле шлама с цементом в шаровой мельнице образуется масса,
из которой можно формировать плитки для полов промышленных предприятий. Такая
плитка также может быть использована для мощения дорожек садовых участков.
Строительные блоки с использованием стекольного боя от люминесцентных ламп
после их демеркуризации
После демеркуризации стеклянной трубки люминесцентных ламп остаются
неиспользованными. Однако, если эти трубки подвергнуть измельчению,
полученная стекольная крошка, наряду с песком, может служить наполнителем при
изготовлении мелкоштучных блоков.
Технология изготовления блоков включает дозирование исходных компонентов,
смешивание песка со стеклянной крошкой, цементом и водой, вибропрессование и
выдержку в нормальных условиях.
4. Агрегатно-поточная технология производства железобетона. Привести схему.
Характеристика способа.
Это метод производства ЖБИ с перемещением форм с одного поста на другой, на которых выполняются определенные виды операций.
Перемещение форм осуществляется мостовыми кранами.
Агрегатно-поточный способ получил широкое распространение там, где требуется выпуск широкой номенклатуры изделий. Гибкость данного способа позволяет путем смены и переналадки оборудования осуществлять переход от выпуска одного типа изделий к выпуску другого.
При агрегатно-поточном способе производства ЖБИ капиталовложения ниже чем у конвейерного способа, но выше чем у стендового, а трудозатраты выше чем у конвейерного способа, но ниже чем у стендового.
Схема организации линии.
1) Типовая линия
Рис. 29. Схема типовой линии агрегатно-поточного способа производства ЖБИ:
1 – распалубка изделий; 2 – чистка, смазка формы; 3 – укладка арматуры (пост армирования изделия);4 – формование изделия (пост формовки); 5 – доводка изделия; 6 – ТВО; А – подача арматуры; Б – подача бетонной смеси; И – выдача изделия на склад; Ф1 – перемещение формы; Ф2 – перемещение формы с арматурой на пост формования; Ф3 – перемещение формы в камеру ТВО; Ф4 – перемещение формы на пост распалубки.
2) Схема с операционным роликовым рольгангом.
Рис. 30. Схема агрегатно-поточной линии с операционным роликовым рольгангом
1 – распалубка изделий; 2 – чистка, смазка формы; 3 – укладка арматуры (пост армирования изделия); 4 – формование изделия (пост формовки); 6 – ТВО; А – подача арматуры; Б – подача бетонной смеси; И – выдача изделия на склад.
Рольганг – роликовый конвейер для снижения затрат на крановые операции.
С поста распалубки на пост чистки и смазки формы, а затем на пост армирования – форма перемещается по роликовому конвейеру (рольгангу).
1) Двухветвевая с передаточной тележкой.
Производительность поточно-агрегатной линии определяется продолжительностью цикла формования изделий.
Все эти схемы отличаются друг от друга степенью специализации.
По типовой схеме специализация затруднена, так как в данном случае наблюдается укрупнение (сочленение) постов.
Некоторые операции при поточно-агрегатном способе производства выполняются одновременно (параллельно), например:
- распалубка, осмотр изделий, подготовка форм совмещается по времени с формованием.
Оборудование, используемое при агрегатно-поточном способе производства ЖБИ:
- мостовые краны (как правило, в пролете два мостовых крана: один задействован на отгрузке изделий на склад СГП; второй задействован на формовании изделий);
- самоходные тележки для вывоза готовой продукции на склад;
- виброплощадки;
- специальные формовочные машины (штампы, центрифуги, прессы, пустотообразующие машины);
- бетоноукладчики;
- рольганги;
- формоукладчики.
5. Почему портландцемент является самым распространенным вяжущим.
Цем-ты явл-ся наиболее распространенными неорг.вяж-ми в-вами, широко применяемыми для изготов-я цем.бетонов и р-ров. Они обладают способ-тью твердеть и длительно сохранять свою проч-ть не только на воздухе, но и под водой, почему получили назв-е-гидравлич.вяж-их в-в.
Цемент (лат. caementum — «щебень, битый камень») — искусственное неорганическое вяжущее вещество. Один из основных строительных материалов. При затворении водой, водными растворами солей и другими жидкостями образует пластичную массу, которая затем затвердевает и превращается в камневидное тело. В основном используется для изготовления бетона и строительных растворов. Цемент является гидравлическим вяжущим и обладает способностью набирать прочность во влажных условиях, чем принципиально отличается от некоторых других минеральных вяжущих — (гипса, воздушной извести), которые твердеют только на воздухе.
Среди строительных материалов цементу принадлежит ведущее место. В современной строительной практике роль цемента в выпуске новых прогрессивных материалов и изделий для полносборного домостроения постоянно возрастает. Его применяют для изготовления монолитного и сборного бетона, железобетона, асбестоцементных изделий, строительных растворов, многих других искусственных материалов, скрепления отдельных элементов (деталей) сооружений, жароизоляции и др. Крупными потребителями цемента являются нефтяная и газовая промышленность. Цемент и получаемые на его основе прогрессивные строительные материалы успешно заменяют в строительстве дефицитную древесину, кирпич, известь и другие традиционные материалы.
|
|
|
