Федеральное агентство по образованию

государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Сибирский Государственный Индустриальный Университет»

В.Ф.Панова

ТЕХНОГЕННЫЕ ПРОДУКТЫ КАК

СЫРЬЕ ДЛЯ СТРОЙИНДУСТРИИ

Монография

Новокузнецк

2009

УДК 691:658.567.1 (075)

П 165 Рецензенты:

Кафедра строительных материалов и специальных технологий Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета, зав. кафедрой, доктор технических наук, профессор

Н.А. Машкин

кандидат технических наук, профессор

Л.Н. Тацки

кандидат технических наук, профессор

Э.А. Кучерова

ООО «Строительная компания «Новокузнецк»

кандидат технических наук

В.Р.Микрюков

Панова В.Ф.

П 165 Техногенные продукты как сырье для стройиндустрии: Монография/ СибГИУ. – Новокузнецк, 2009. – 244 с.

Рассмотрена классификация вторичных сырьевых ресурсов. Изучены предприятия-поставщики техногенных продуктов в Кузбассе. Представлены методы и порядок исследования техногенных продуктов для определения возможности их использования в качестве сырья для стройиндустрии. Определены направления его применения по химическому составу. Описаны новационные методики исследования.

Дана характеристика способа образования, свойств и области применения отходов горнодобывающей, угольной, энергетической, металлургической, лесной и полимерной промышленности с описанием их состава.

Представлены технологические схемы получения строительных материалов из минеральных отходов обогащения железной руды, горелых пород, золы и доменного шлака.

Отдельная глава посвящена техногенным продуктам органического происхождения. Рассмотрены технологии производства арболита и полимерно-песчаной черепицы. Описаны требования к сырьевым материалам, свойства изделий, их применение и технико-экономические показатели.

УДК 691:658.567.1 (075)

© Сибирский государственный индустриальный университет, 2009

© Панова В.Ф., 2009

Панова Валентина Феодосьевна

Техногенные продукты как сырье для стройиндустрии

Монография

Редактор Н.И. Сугоняк

Компьютерный набор Н.А. Бугримова

Подписано в печать

Формат бумаги 60× 84 1/16. Бумага писчая. Печать офсетная.

Усл. печ. л. 15,25. Уч.-изд.л. . Тираж 1000 экз. Заказ

Сибирский государственный индустриальный университет,

654007, Г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42.

Издательский центр СибГИУ

Содержание

Введение	5
Глава 1 Сведения о техногенных продуктах, их классификация	8
1.1 Классификация вторичных сырьевых ресурсов	8
1.2 Предприятия поставщики техногенных продуктов в Кузбассе	12
Глава 2 Методы исследования техногенного сырья	14
2.1 Этапы исследования техногенного сырья	14
2.2 Исследование техногенных продуктов как заполнителя	19
2.3 Определение направления использования техногенных продуктов по их химическому составу	21
2.4 Расчет состава двухкомпонентного вяжущего по заданному коэффициенту основности	26
2.5 Методика идентификации глинистых минералов в полиминеральном сырье	27
2.6 Изучение плавкости керамического сырья с добавкой по диаграмме Na2O-Al2O3-SiO2	32
2.7 Термогравиметрический метод определения температурной области действия добавок в керамической шихте	35
2.8 Определение физико-химической активности стеклофазы обожженных материалов по микрокалориметрическим кривым	36
2.9 Исследование техногенных продуктов на содержание глинистой составляющей	40
Глава 3 Отходы горнодобывающей промышленности	42
3.1 Вскрышные породы	42
3.2 Отходы обогащения железной руды	42
3.3 Применение отходов обогащения железной руды для производства обжиговых материалов	50
Глава 4 Отходы угольной промышленности	54
4.1 Виды отходов и способы их образования	54
4.2 Отходы углеобогащения в производстве керамической плитки и кирпича	62
4.3 Безобжиговые стеновые изделия на основе горелых пород	81
Глава 5 Отходы энергетики	88
5.1 Свойства золы как сырья для строительных материалов	88
5.2 Технология производства кирпича с применением золы Беловской ГРЭС	95
Глава 6 Устройство и способы разработки отвала	110
6.1 Характеристика золошлаковых материалов отвала	113
6.2 Технология добычи и обогащения сырья из отвала	118
6.3 Элементы системы разработки отвала	130
Глава 7 Техногенные продукты металлургического производства	133
7.1 Грануляция доменного шлака. Факторы, влияющие на его состав и свойства	133
7.2 Характеристика отходов металлургического производства	135
7.3 Отбеливание и активизация доменного шлака	152
7.4 Оптимизация состава декоративного шлакового вяжущего	154
7.5 Технология изготовления стеновых изделий из декоративного мелкозернистого шлакобетона	165
7.6 Расчет и оптимизация состава мелкозернистого шлакобетона плотной структуры	179
Глава 8 Органические техногенные продукты и их применение	188
8.1 Древесные отходы	188
8.2 Производство арболита	190
8.3 Производство полимерно-песчаной черепицы	205
Список использованных источников	213
ПРИЛОЖЕНИЕ А Химический состав техногенных продуктов	218
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Дифрактограмма газоочистной пыли известкового хозяйства ЗСМК	223
ПРИЛОЖЕНИЕ В Технологические регламенты	224
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Справки и акты внедрения результатов научных исследований	230

Введение

Сырьевая база стройиндустрии в настоящее время складывается из двух видов сырья – природного и техногенного (промышленных отходов). При добыче природного сырья для производства строительных материалов возникает ряд проблем – отчуждение территорий, большие капитальные вложения на исследование и доведение сырья до готового продукта. Характерной особенностью деятельности всех промышленных предприятий является накопление огромного количества отходов и недостаточное использование их в качестве сырья при изготовлении строительных материалов. Минеральные и органические отходы по своему составу и техническим свойствам близки к природному сырью, поэтому их применение в производстве строительных материалов является одним из основных направлений снижения материалоемкости производства. Наука и практика показывают, что промышленные отходы могут и должны перерабатываться на месте их образования, они являются сырьевым ресурсом в области производства строительных материалов и изделий. Лаборатория строительных материалов архитектурно-строительного факультета Сибирского государственного индустриального университета на протяжении ряда лет занимается исследованием техногенных продуктов с целью получения на их основе строительных материалов.

Целью данной работы является обобщение опыта лаборатории по исследованию техногенных продуктов как сырья для стройиндустрии.

Для достижения цели были решены следующие задачи:

• Дать сведения о техногенных продуктах, привести их классификацию;

• Описать методы исследования техногенного сырья в том числе новационные, разработанные в лаборатории строительных материалов;

• Охарактеризовать отходы горнодобывающей промышленности (вскрышные породы, «хвосты» обогащения железной руды), опыт их использования;

• Охарактеризовать отходы угольной промышленности (шахтные породы, «хвосты» обогатительных фабрик) и опыт их применения;

• Описать отходы энергетики (золы и шлаки ТЭС) и их применение как сырья;

• Описать разработку отвала техногенных продуктов;

• Описать применение техногенных продуктов металлургического производства на примере металлургических предприятий Кузбасса;

• Охарактеризовать органические техногенные продукты (древесные и полимерные отходы) и их применение.

Для осуществления комплексных исследований разработана структурная схема (рисунок 1).

Автор выражает благодарность кафедре Строительных материалов и специальных технологий НГАСУ, зав. кафедрой доктору технических наук, профессору Машкину Н.А. и кандидатам технических наук, профессорам Кучеровой Э.А. и Тацки Л.Н. за труд по редактированию и рецензированию рукописи.

Просьба замечания и пожелания посылать в адрес издательства или автору.

Рисунок 1 – Структурная схема исследования техногенных продуктов как сырья для стройиндустрии