WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Экономические 2(87) Экономика и управление 100 науки 2012

Формирование себестоимости строительных композитов, полученных с использованием керамического кирпичного боя © 2012 С.-А.Ю. Муртазаев доктор технических наук, профессор © 2012 Д.К.-С. Батаев доктор технических наук, профессор © 2012 А.З. Абуханов кандидат технических наук, профессор © 2012 В.Х. Хадисов кандидат технических наук, доцент Грозненский государственный нефтяной технический университет им. академика М.Д. Миллионщикова E-mail: s.murtazaev kniiran abuhanov54 v.hadisov77 Статья посвящена актуальной проблеме утилизации техногенных продуктов в виде керамичес кого кирпичного боя, образующихся в результате сноса зданий и сооружений, а также отходов керамической промышленности с использованием его в качестве мелкого и крупного заполни телей в бетонах. Работа выполнена в рамках реализации ФЦП “Научные и научно-педагогичес кие кадры инновационной России” на 2009 - 2013 гг.

Ключевые слова: керамический кирпичный бой, вторичное сырье, строительные композиты, опыт ные исследования, физико-механические свойства, себестоимость.

По данным различных источников1 на тер- материальные ресурсы, а также предприятия по ритории Российской Федерации в отвалах и хра- приему опасных промышленных отходов и ути нилищах уже накоплено более 80 млрд. т твер- лизации их для последующего обезвреживания дых промышленных и бытовых отходов, при этом и захоронения на специальных полигонах. Пе количество таких отходов ежегодно увеличива- речисленные проблемы, конечно, являются об ется на 7 млрд. т, что создает реальную угрозу щими и для других субъектов Российской Феде здоровью населения и наносит значительный вред рации.

окружающей среде. Из общего количества обра- Большое количество отходов образуется на зующихся отходов производства и потребления щебеночных заводах в виде известняковой пыли утилизируется только 3 % отходов потребления при получении щебня путем дробления плотных известняков3, а также на кирпичных заводах - в и 30 % отходов производства, остальное количе ство отходов либо сжигается, либо закапывается виде боя и брака.

на полигонах. Захоронение неотсортированных Среди всего многообразия техногенных от отходов ведет к безвозвратной потере до 90 % ходов, которые в больших количествах сбрасы полезной продукции, имеющей реальный спрос ваются в отвалы, немалая часть составляет кир на рынке вторичного сырья. пичный бой. До 17 % кирпича превращается в На территории Чеченской Республики про- бой и идет в отходы, причем 40 % оставшегося тоже имеют те или иные повреждения4. Его ути должается процесс накопления твердых промыш ленных и бытовых отходов. Учтенная годовая лизация, естественно, вызывает определенные масса образующихся отходов производства по расходы. К тому же кирпичный бой, в отличие 1088 предприятиям республики, внесенных в от органики, не разлагается и, попадая на свал региональный реестр, составляет 1 557 652,3 т / ки, способствует более быстрому их заполнению, год. Из них I класса опасности - 6,4 т, II класса - увеличивая потребность отвода новых земель под 171,7 т, III класса - 1436,4 т, IV класса - 1 516 925,7 т них. А между тем кирпичный бой является цен и V класса - 40 438 т2. ным и эффективным вторичным ресурсом.

В республике отсутствуют предприятия по Широкие возможности для утилизации от приему и переработке промышленных отходов, ходов кирпичного боя имеет промышленность которые могут рассматриваться как вторичные строительных материалов. Известно, что приме Экономические 2(87) Экономика и управление науки нение кирпичного боя позволяет до 30 % сни зить затраты на изготовление строительных из делий по сравнению с производством их из при родного сырья, а экономия капитальных вложе ний составляет 30-50 %. Кроме того, утилиза ция 60 % отхода кирпичного боя обеспечивает сокращение загрязнения воздуха.

Известно, что производственная деятель ность человека, направленная на повышение ка чества жизни, сопровождается сокращением за пасов природных ресурсов и загрязнением окру жающей среды. На определенном этапе это при водит к закономерному ухудшению качества жизни человека. Для общего представления ди намики развития общества на определенном этапе на рис. 15 приведены графики взаимосвязи раз личных показателей (качество жизни человека, загрязнение окружающий среды и запасы при родных ресурсов на период до 2100 г.).

Рис. 2. Методика тестирования и диагностики техногенных продуктов в задачах утилизации пути производства строительных композицион ных материалов на их основе.

Основным конструкционным материалом для различных видов строительства в настоящее вре мя и в обозримой перспективе остается бетон и железобетон. Поэтому расширение возможности использования отходов для изготовления различ ных бетонов и снижение их себестоимости яв Рис. 1. Динамика развития общества: ляются наиболее актуальной проблемой в совре 1 - загрязнение окружающей среды;

2 - производ- менном строительстве. Особенно это относится ственно-технологическое развитие;

3 - демографи к легким бетонам. Такие бетоны на пористых ческая динамика;

4 - качество жизни;

5 - запас при заполнителях применяют для снижения собствен родных ресурсов ной массы несущих конструкций6.

Как видно из рис. 1, по прогнозу загрязне- Известно, что цена на бетон складывается ние окружающей среды еще лет 40 будет про- из нескольких факторов. Один из основных должаться. Поэтому утилизация техногенных это стоимость крупных заполнителей - гранит отходов, являясь прямым средством экономии ного, известнякового щебня, щебня из гравия и материальных, энергетических и трудовых ре- др., что тем более важно, поскольку их стоимость сурсов, способствует решению экологических составляет до половины всей цены за бетон. Не проблем и позволяет внести вклад в создание случайно многие фирмы-заказчики предпочита безопасной среды обитания человека и общества. ют добавлять в бетонные смеси заполнитель, Для того чтобы выявить возможности ути- полученный в собственных дробильно-сортиро лизации техногенного сырья, в том числе и ке- вочных установках, в конечном итоге это позво рамического кирпичного боя (ККБ), необходи- ляет значительно снизить себестоимость гото мо, прежде всего, исследовать их составы и свой- вой продукции.

ства. На рис. 2 представлен алгоритм методики В данной связи использование керамичес тестирования и диагностики утилизируемых от- кого кирпичного боя, бетонного лома и так да ходов, согласно которому выявляются область лее для изготовления некоторых строительных применения вторичных продуктов и возможные изделий имеет важное народнохозяйственное Экономические 2(87) Экономика и управление 102 науки определен режим дробления керамическо значение как с точки зрения снижения стоимости готовой продукции и экономии природных ре- го кирпичного боя;

изучены основные свойства продукта дроб сурсов, так и с точки зрения утилизации отходов для обеспечения экологической безопасности. ления;

проведены исследования по изучению ки Кроме того, производство вторичных строитель ных материалов и полуфабрикатов из техноген- нетики набора прочностных характеристик лег ных отходов связано с меньшими энергетически- кого бетона и его твердения;

выявлены возможности снижения себе ми и транспортными расходами при добыче и доставке данного сырья, а также с низкой сто- стоимости готовой продукции.

имостью самих техногенных ресурсов7. При этом В исследованиях был использован керамичес полностью отсутствует риск остановки процесса кий кирпичный бой из кирпичных заводов. Све производства из-за возможных перебоев с постав- дения, приведенные в различных литературных кой сырьевых материалов и полуфабрикатов. источниках, показывают, что использование кир Вместе с тем с давних времен известен опыт пичного боя в легких бетонах вместо керамзита применения толченого кирпича (так называемой позволяет снизить его себестоимость на 30-35 %.

цемянки) в роли активной гидравлической до- Кирпичный бой, как вторичный материал, по бавки для повышения водостойкости известко- лучаемый при сносе кирпичной кладки, имеет ту же вых вяжущих веществ. В настоящее время пред- структуру, что и изначальный материал, - кирпич ставляется перспективным использование отхо- обладает своей проектной прочностью и стойкос дов керамического производства для получения тью, имея пористую структуру и малую лещадность.

бесцементных пробужденных бетонов и строи- Для исследования кирпичного боя как вто тельных растворов. Пробужденный бетон - пла- ричного материала нами производилось его из стический затвердевающий строительный мате- мельчение с использованием щековой лаборатор риал, который получается путем частичного по- ной дробилки ДС-200ЩЛ, затем на основе на мола на тяжелых бегунах кирпичного боя и дру- бора сит (ГОСТ Р 51568-99) выполнялся анализ гих отходов в присутствии воды и активизатора гранулометрического состава.

(чаще всего извести, иногда цемента и т.д.). За основу принят легкий керамзитовый бетон класса В15 с плотностью 1600 кг/м3 состава 1:1,4:1, Приведенные примеры свидетельствуют о том, при В/Ц = 0,7 и с суперпластификатором С-38.

что сырьевая база строительного производства мо жет быть существенно расширена за счет перера- Подвижность бетонной смеси составляет 1-2 см.

ботки и рационального использования разнообраз- Для изучения прочностных характеристик ных отходов предприятий стройиндустрии, а также кирпичного боя были изготовлены 3 серии об других строительных производств, имеющихся в разцов (образцы-кубы размерами 10х10х10 см).

Чеченской Республике и в других регионах РФ. В I серии образцов вместо традиционного Данное исследование посвящено разработке крупного заполнителя (керамзита) был исполь и обоснованию технического решения по исполь- зован вторичный щебень, полученный путем зованию керамического кирпичного боя при из- дробления кирпичного боя. Песок в данном со готовлении легких бетонных конструкций с це- ставе использовался обычный кварцевый Черв лью снижения себестоимости бетона и загрязне- леного месторождения Грозненского района Че ния окружающей среды. ченской Республики крупности МК = 1,8.

Таблица 1. Компоненты исследуемого бетона № Компонент Количество, кг п/п 1 Вторичный щебень из ККБ 2, 2 Песок 2, 3 Цемент 2, 4 Вода (В/Ц) 1,500 (0,7) Для изучения возможности применения отходов Для исследования основных свойств полу строительства и сноса, керамической промышленнос- ченного состава была приготовлена бетонная смесь объемом 0,007 м3. Необходимый состав ти при изготовлении строительных материалов и из делий в учебно-научной лаборатории строительного компонентов для приготовления данного объема факультета Грозненского государственного нефтяно- бетонной смеси приведен в табл. 1.

го технического университета были проведены экспе- Во II серии образцов мелкий заполнитель риментальные исследования. Для достижения постав- заменен на песок из дробленого ККБ с модулем ленной цели были решены следующие задачи: крупности МК = 2,3.

Экономические 2(87) Экономика и управление науки Таблица 2. Сведения по исследованным образцам бетона Расход Прочность № Расход Расход Расход заполнителя,, добавки на сжатие RСЖ, кг/м сос- цемента воды В, В/Ц кг/м С-3, (кН), через сутки Ц, кг/м3 кг/м тава кг/м Щ П 7 14 I 415 570 760 (обычный) 291 - 0,7 1970 122 298 II 415 570 575 (ККБ) 311 - 0,75 1745 116 232 III 403 605 610 (ККБ) 262 12 0,65 1790 167 311 Таблица 3. Стоимость 1 м3 различных видов заполнителей № Стоимость 1 м3, руб.

Вид заполнителя для бетона и фракция, мм п/п 1 Щебень гранитный, фракция 5-20 2 Щебень гравийный, фракция 5-20 3 Щебень известняковый, фракция 5-20 4 Щебень керамзитовый, фракция 5-20 5 Щебень вторичный из бетонного лома, фракция 5-20 6 Щебень вторичный кирпичный, фракция 5-20 7 Керамический кирпичный бой (отходы) В III серии образцов при изготовлении бе- Таким образом, применение керамического кир тонной смеси в состав добавлен суперпластифи- пичного боя позволит в дальнейшем получить лег катор С-3 в количестве 2-3 % от массы цемента. кий бетон, который будет использоваться как для ре В результате проведения испытаний образ- монтно-восстановительных работ, так и для работ по цов получены следующие данные: капитальному строительству, даст возможность сни прочность образцов на сжатие первой се- зить негативное влияние отходов на окружающую рии опытов (с использованием кварцевого песка среду, освободить территории земель для других нужд Червленого месторождения и щебня из кирпич- и уменьшить себестоимость готовой продукции.

ного боя) составляет RСЖ = 392 кН с плотностью бетона 1970 кг/м3;

См.: Чернышев Е.М. Фундаментальные и при родные прикладные исследования РААСН по науч образцы II серии опытов (с использовани ному обеспечению развития архитектуры, градост ем песка и щебня из кирпичного боя) показали роительства и строительной отрасли РФ в 2002 г.:

прочность на сжатие RСЖ = 297 кН и плотность сб. науч. тр. РААСН: в 2 т. Белгород, 2008. Т. 2.

1745 кг/м3;

С. 154-179;

Максаковский В.П. Географическая кар образцы III серии опытов с добавкой су- тина мира. В 2 кн. Кн. 2: Общая характеристика перпластификатора С-3 (2 % от массы цемента) мира. М., 2007.

показали прочность на сжатие RСЖ = 414 кН и Шахтамиров И.Я. Государственный доклад о плотность 1790 кг/м3. состоянии окружающей среды Чеченской Респуб Остальные сведения по исследованным со- лики в 2010 г. Грозный. 2011.

Чирков А.С. Добыча и переработка строитель ставам бетонов приведены в табл. 2.

ных горных пород. М., 2009.

Анализ данных табл. 2 показывает, что ха- Шевцов К.К. Охрана окружающей природной рактеристики рассматриваемого бетона находят среды в строительстве: учеб. пособие для строит.

ся в пределах: прочность на сжатие в возрасте спец. вузов. М., 1994.

28 сут. составляет 29,7 - 41,4 МПа, плотность - Форрестер Д. Мировая динамика: пер. с англ.

1745-1970 кг/м3. М., 1978.

Для обоснования эффективности примене- Баженов Ю.М. Технология бетона. М., 2002.

ния в качестве крупного заполнителя для бетона См.: Мелкозернистые бетоны из техногенно керамического кирпичного боя проведено срав- го сырья для ремонта и восстановления поврежден ных зданий и сооружений / Ю.М. Баженов [и др.].

нение себестоимости традиционных природных Грозный, 2011. С. 342;

Муртазаев С.-А.Ю., Исмаило заполнителей для бетонов (табл. 3). Так, напри ва З.Х. Использование местных техногенных отхо мер, 1 м3 вторичного щебня из кирпичного боя дов в мелкозернистых бетонах // Строительные ма в 2 раза дешевле, чем керамзитовый щебень9.

териалы. 2008. 3. С. 57.

Анализ данных табл. 3 свидетельствует о том, Дорф В.А., Довжик В.Г. Высокопрочный керам что применение легкого бетона на основе заполни- зитобетон (Обзор опыта производства, особеннос теля из керамического кирпичного боя экономичес- тей технологии и свойств). М., 1968.

ки более целесообразно по себестоимости готовой URL: http://www.splyse.ru/buil.

продукции.

Поступила в редакцию 03.01.2012 г.




© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.